نفوذ یکی از اجزای مهم چرخه هیدرولوژی بوده و می تواند باعث تغذیه آبهای زیرزمینی گردد. مقدار نفوذ آب به داخل خاک به پارامترهای زیادی بستگی دارد که مهمترین آنها خصوصیات هیدرولیکی خاک می باشد. خصوصیات هیدرولیکی خاک شامل و بوده و تابعی از دو پارامتر مکش و نگهداشت آب خاک می باشد. در دهه های اخیر یکی از مسائل مهم در مهندسی آب و خاک هیدرولوژی اراضی شیبدار می باشد. شیب زمین روی پدیده نفوذ و خصوصیات هیدرولیکی خاک تاثیر می گذارد. در این تحقیق نفوذ و خصوصیات هیدرولیکی خاک برای شیب های مختلف اندازه گیری و محاسبه گردید. در تحقیق مورد نظر پدیده نفوذ و خصوصیات هیدرولیکی خاک برای 5 شیب صفر، 10، 20، 30 و 40 درجه مورد بررسی قرار گرفت. شیب های مورد نظر در زمین طبیعی در ایستگاه تحقیقاتی گنبد همدان انتخاب شدند. آزمایش های میدانی نفوذ با استفاده از یک دستگاه استوانه های مضاعف و یک دستگاه نفوذ سنج مکشی به انجام رسید. در کل 60 آزمایش نفوذ در 5 شیب، 4 مکش و 3 تکرار به ثبت رسید. مقادیر نفوذ تجمعی با استفاده از سه روش اندازه گیری شده، حل عددی و حل تحلیلی محاسبه گردید. در روش اندازه گیری (مقادیر واقعی) مقادیر نفوذ تجمعی در حالت اشباع با استفاده از دستگاه استوانه های مضاعف و در حالت غیر اشباع با استفاده از دستگاه نفوذ سنج مکشی اندازه گیری و محاسبه گردید. در روش حل عددی از نرم افزار جهت شبیه سازی نفوذ در شیب های مختلف استفاده گردید. در روش حل تحلیلی با قرار دادن معادله هدایت هیدرولیکی ون گنوختن در معادله نفوذ فیلیپ برای زمین های شیبدار معادله جدیدی برای محاسبه مقدار نفوذ تجمعی به دست آمد. مقادیر به دست آمده از هر دو روش حل عددی و تحلیلی بسیار نزدیک به مقادیر واقعی بودند. مقادیر خطای نسبی بین مقادیر به دست آمده از روش حل عددی نسبت به مقادیر اندازه گیری شده در کلیه موارد کمتر از 09/1 درصد به دست آمد. همچین مقادیر خطای نسبی بین مقادیر به دست آمده از روش حل تحلیلی نسبت به مقادیر اندازه گیری شده در کلیه موارد کمتر از 71/3 درصد محاسبه گردید. مقادیر خطای نسبی بیانگر این موضوع است که روش حل عددی مقادیر نفوذ تجمعی را بهتر از روش حل تحلیلی تخمین می زند. نتایج هر سه روش نشان می دهد که مقدار اختلاف نفوذ در زمین های شیب دار نسبت به افقی در شیب های کمتر از 30 درجه کمتر از 10 درصد است. مقدار اختلاف نفوذ در زمین های شیب دار نسبت به افقی در شیب های مساوی یا بیشتر از 30 درجه در هر سه روش اندازه گیری شده، حل عددی و حل تحلیلی بیشتر از 10 درصد است که نظریه فیلیپ برای شیب های بیشتر از 30 درجه را تصدیق می نماید. هدایت هیدرولیکی خاک در شیب ها و مکش های مختلف در دو حالت ماندگار و غیر ماندگار محاسبه شد. علاوه بر آن مقادیر واقعی هدایت هیدرولیکی نیز اندازه گیری و محاسبه گردید. مقادیر به دست آمده هدایت هیدرولیکی در دو روش ماندگار و غیر ماندگار تطابق خوبی با هم نشان دادند به طوری که مقادیر خطای نسبی بین دو روش نسبت به حالت ماندگار در کلیه شیب ها و مکش ها کمتر از 7 درصد به دست آمد. مقادیر هدایت هیدرولیکی به دست آمده در دو حالت ماندگار و غیر ماندگار همچنین مقادیر اندازه گیری شده نشان دادند که مقادیر هدایت هیدرولیکی با افزایش هر دو پارامتر شیب زمین و مکش خاک یک روند کاهشی از خود نشان می دهد. با تهیه نمونه های دست نخورده منحنی های مشخصه آب خاک برای شیب های مختلف استخراج گردید. همچنین منحنی های نگهداشت آب خاک با استفاده از مدل های بروکس و کوری، ون گنوختن و راولز و همکاران شبیه سازی گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که مدل ون گنوختن بیشترین تطابق را با مقادیر اندازه گیری شده دارد. بنابراین خاک مورد آزمایش با مدل نگهداشت آب خاک ون گنوختن بیشتر از مدل های بروکس و کوری و راولز و همکاران مطابقت نشان داد. حداکثر مقادیر خطای نسبی بین مقادیر به دست آمده از مدل های بروکس و کوری، ون گنوختن و راولز و همکاران نسبت به مقادیر اندازه گیری شده منحنی نگهداشت آب خاک و به ترتیب 23/8 ، 27/4 و 72/16 درصد محاسبه شد. نتایج به دست آمده از روش های اندازه گیری شده و شبیه سازی شده نشان داد که با افزایش شیب زمین شیب منحنی مشخصه آب خاک بیشتر می گردد.

چکیده: بکارگیری درست وموثر منابع آب از مهمترین مسائل مربوط به مصرف آب در دنیا می باشد. یکی از راه های موثر استفاده از مدل های کامپیوتری در طراحی درست سیستم های آبیاری در جهت افزایش استفاده موثر از منابع آب خواهد بود. تحقیق حاضر مربوط به مدل سازی توزیع آب در گیاه سیب زمینی در منطقه همدان می باشد. برای طراحی درست سیستم آبیاری قطره ای وهم چنین برای شبیه سازی جریان آب و میزان آب خارج شده از زیر ناحیه ریشه گیاه از نرم افزار hydrus-2d استفاده شد. مدل hydrus-2dجریان آب و انتقال مواد محلول را در محیط های متخلخل دو و سه بعدی متقارن محوری با درجه اشباع متغیر شبیه سازی می کند. شبیه سازی برای سه تیمار مختلف عمق نصب قطره چکان، دور آبیاری و دبی قطره چکان در دو نوع بافت خاک لوم شنی ولوم رسی انجام گرفت. نتایج مربوط به توزیع آب در ناحیه ریشه گیاه انتخابی نشان داد که با انتخاب درست عمق نصب قطره چکان، دور آبیاری و دبی قطره چکان مقدار آب خارج شده از محیط فعالیت ریشه به حداقل می رسد.عمق بهینه نصب قطره چکان برای خاک لوم شنی 5 و سپس 10 سانتی متر و خاک لوم رسی 5 و سپس صفر سانتیمتر، دور آبیاری بهینه برای خاک لوم شنی ولوم رسی به ترتیب2 و 3 روز و دبی قطره چکان برای خاک لوم شنی32/1 لیتر در ساعت و برای خاک لوم رسی بیشتر از 32/1 لیتر در ساعت محاسبه گردید. نتایج نهایی مربوط به شبیه سازی برآورد آب نشت یافته به پایین تر از عمق خاک نشان داد که خاک لوم شنی و لوم رسی به ترتیب فقط 8 و 3/0 درصد از آب توزیع شده در کل دوره رشد گیاه از مدار مصرف موثر خارج می شود.

در تحقیق حاضر برای تخصیص بهینه آب در طول فصل زراعی در شبکه آبیاری و زهکشی صوفی چای ابتدا به بررسی وضعیت منابع آب موجود اعم از آب موجود در مخزن سد علویان، سفره های آب زیرزمینی، بارندگی موثر، آب برگشتی از شهر مراغه و آورد رودخانه ورجو چای پرداخته شد. برای پیش بینی آورد رودخانه صوفی چای و اسفستانج از شبکه عصبی در محیط نرم افزار matlab استفاده شد و در ادامه نیاز های موجود در محدوده طرح که شامل نیاز شرب و صنایع شهر مراغه، نیاز های زیست محیطی و نیاز آبی محصولات کشاورزی در شبکه آبیاری و زهکشی بررسی و برآورد شد. در ابتدای فصل زراعی با تعیین الگوی بهینه کشت بر اساس پیش بینی منابع موجود با هدف حصول سود خالص بیشتر، اقدام به تخصیص آب در طول فصل زراعی شد. بدین منظور با برنامه ریزی خطی از نرم افزار lingo استفاده شد. با توجه به امکان تفاوت الگوی کشت برآورد شده با الگوی کشت اجرا شده در منطقه توسط زارعین و همچنین کاهش خطای پیش بینی منابع آب، برنامه ریزی برای تخصیص بهینه آب در طول فصل زراعی با هدف حصول سود خالص بیشتر به صورت تعیین سطح تحت آبیاری کامل با برنامه ریزی خطی از نرم افزار lingo و همچنین بر اساس اصول کم آبیاری با برنامه ریزی به روش الگوریتم ژنتیک در محیط نرم افزار matlab انجام شد. نتایج و تحلیل-های این فصل حاصل از اجرای نرم افزارهای ذکر شده می باشد و امکان انتخاب راه کار مناسب جهت استفاده بهینه از منابع آب و مقادیر تخصیص در شرایط مختلف مقادیر منابع آب را می دهد.

حوضچه های بازدید، سازه هایی هستند که در محل اتصال لوله های یک زهکش به زهکش درجه بالاتر احداث می شوند . هدف از احداث این سازه ها برای از بین بردن شیب اضافی و همچنین مشاهده و کنترل کارکرد صحیح زهکش ها و در صورت لزوم رفع گرفتگی می باشد . برای طراحی دقیق زهکش ها لازم است هیدرولیک جریان دراین بخش از سیستم بطور دقیق شناخته شود. داشتن دیدگاهی صحیح از چگونگی رفتار و اجزا مختلف سیستم زهکشی امکان طراحی دقیق را فراهم می سازد. لذا شناخت صحیح از هیدرولیک جریان در محل اتصال لوله های جانبی به جمع کننده در محل حوضچه های بازدید، منجر به طراحی دقیق ابعاد ساختمان مناسب در محل اتصال لوله های جمع کننده با توجه به مشخصات جریان و به حداقل رساندن افت بار هیدرلیکی در محل حوضچه های بازدید برای کاهش تجمع رسوبات می گردد. در این تحقیق ، جریان دو فاز آشفته در محل اتصال دو لوله جانبی به حوضچه بازدید با ابزار دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شده است . برای شبیه سازی حالت دو فازی جریان از مدل حجم سیال (vof ) و برای مدل سازی آشفتگی ، مدل های دو معادله ای و مورد استفاده قرار گرفت . برای این منظور ، ابتدا نتایج عددی مربوط به اتصال یک لوله با زاویه 90 درجه به حوضچه بازدید با نتایج آزمایشگاهی ژائو و همکاران مقایسه شد . مقایسه نتایج نشان از همخوانی خوب بین شبیه سازی عددی و مدل فیزیکی می دهد. سپس ساختار جریان در حوضچه بازدید و اتلاف انرژی اتصال در زوایای مختلف اتصال لوله های جانبی به حوضچه بازدید مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان داد که در اتصال دو لوله جانبی به حوضچه بازدید ، زاویه 60 درجه از دیدگاه اتلاف انرژی ، کمترین میزان افت انرژی و جریان های گردابه ای را دارد .

تخمین محدوده گسترش پیاز رطوبتی برای طراحی مناسب آبیاری قطره ای ضروری می باشد. این محدوده ممکن است تغییرات زیادی در خاک های مختلف داشته باشد. در این تحقیق نحوه توسعه پیاز رطوبتی در شرایط تغذیه پیوسته و متناوب منابع نقطه ای با دو دبی 2و 4 لیتر در ساعت برای سه خاک لوم شنی ( منطقه خلعت پوشان)، لوم شنی ( منطقه کرکج) و لوم ( آرپادره سی) مورد بررسی قرار گرفت.منطقه اشباع در حالت جریان متناوب تا اتمام آبیاری نسبت به جریان پیوسته دارای حجم کوچکتری می باشد که این می تواند از نظر تهویه خاک حائز اهمیت باشد. همچنین یکنواختی توزیع رطوبت در ناحیه خیس شده در حالت متناوب در مقایسه با جریان پیوسته بهتر گردید. برای بررسی توزیع مجدد رطوبت در خاک منطقه خیس شده، مقادیر رطوبت بعد از 24 ، 48 و 72 ساعت بعد از شروع آبیاری در جریان پیوسته و متناوب برای سه خاک اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که بعد از طی 24 ساعت از شروع آبیاری تمرکز رطوبت در ناحیه خیس شده در حالت متناوب درلایه بالاتر اتفاق می افتد، پس دسترسی ریشه به آن راحت تر و کم هزینه تر است

هدف اصلی در بهره برداری یک سیستم آبیاری، توزیع یکنواخت آب در سراسر مزرعه با حداقل رواناب می باشد. سیستم های آبیاری سنترپیوت اغلب به علت عدم انطباق شدت پخش های بالا با نفوذ پذیری خاک، دچار مسائل رواناب می گردند. برای حل چنین مسائلی، داشتن اطلاعات کافی از مشخصات نفوذ خاک و فاکتور های موثر بر شدت نفوذ، ضروری است. اما استفاده از نفوذ سنج حلقه ی مضاعف برای اندازه گیری پارامتر های نفوذ در سیستم های سنترپیوت روش دقیقی نیست، زیرا شرایط نفوذ آب به خاک در حلقه ی مضاعف با شرایط واقعی در زیر آبپاش های سنترپیوت کاملا متفاوت است. هدف این تحقیق، ارزیابی پارامترهای نفوذ در شرایط واقعی در زیر آبپاش سیستم سنترپیوت می باشد که برای این منظور از یک حلقه ی خروجی دار که شدت نفوذ و رواناب را در حین آزمایش اندازه گیری می کند استفاده شده است. آزمایش ها برروی دو نوع آبپاش (ldn و i-wob) در سه فشار کارکرد (15،20و25 پی اس آی)، دو ارتفاع آبپاش (6/1 و 2 متر) و در سه تکرار بر روی خاک لوم شنی از اراضی تحت فشار ایستگاه تحقیقاتکشاورزی دانشگاه تبریز انجام شد. مقایسه ی نتایج بدست آمده از روش نفوذسنجی حلقه ی خروجی دار با روش حلقه ی مضاعف نشان داد که مقادیر شدت نفوذ و نفوذتجمعی در روش حلقه ی مضاعف به طور متوسط دو برابر روش حلقه ی خروجی دار است. بنابراین می توان نتیجه گرفت که کاربرد روش نفوذسنجی حلقه ی مضاعف در سیستم آبیاری سنترپیوت موجب برآورد بیشتر نفوذ گردیده و در نتیجه سبب ایجاد رواناب خواهد شد. با بررسی نتایج مشاهده گردید که آبیاری با فشار کارکرد 25 پی اس آی و ارتفاع آبپاش 6/1 متر کمترین مقادیر ضخامت و مقاومت سله را موجب شده در نتیجه بیشترین میزان نفوذ و حداقل رواناب را نتیجه میدهد. هم چنین نتایج بررسی نشان داد که درصد آب نفوذیافته نسبت به آب پخش شده در آبپاش i-wobبیشتر از آبپاشldn بوده و در نتیجه مقادیر رواناب و ضخامت و مقاومت سله در آبپاش i-wob کمتر از آبپاش ldn است.

استفاده رو به افزایش از آبیاری قطره ای به عنوان روشی برای بهبود پایداری سیستم های آبیاری در سراسر دنیا شناخته شده است. با این حال، ویژگی های انتقال آب و مواد محلول و مشخصه های پروفیل خاک، اغلب به اندازه کافی در طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری قطره ای در نظر گرفته نمی شوند. سیستم های آبیاری قطره ای زیرسطحی به منظور استفاده موثرتر از آب و به عنوان یک روش بسیار دقیق هم در انتقال آب و مواد غذایی به مکان های دلخواه خاک و هم در تعیین زمان و تناوب کاربرد آب برای رشد بهینه گیاه به طور فزاینده در کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند. طراحی و مدیریت مناسب سیستم های آبیاری قطره ای زیرسطحی برای افزایش بازده استفاده از آب و کود و در عین حال کاهش تلفات آب به علت تبخیر، نیازمند اطلاع از توزیع دقیق آب اطراف قطره چکان ها می باشد. در چند دهه اخیر، مطالعاتی برای توصیف جریان آب از منابع نقطه ای و خطی در خاک برای طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی صورت گرفته است، اما نحوه توزیع آب بین دو قطره چکان کم تر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، آزمایش های میدانی در اراضی ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز در یک خاک لوم شنی به منظور تعیین ابعاد پیشروی جبهه رطوبتی و توزیع رطوبت خاک اطراف و فاصله بین دو قطره چکان در سیستم های آبیاری قطره ای زیرسطحی انجام و پیشروی جبهه رطوبتی در محل قطره چکان و بین دو قطره چکان مجاور در آرایش لترال منفرد و لترال مضاعف آبیاری قطره ای زیرسطحی توسط مدل هایدروس شبیه سازی شد. به علت تراکم بسیار بالای خاک مورد مطالعه کاربرد سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی با مشکل رسیدن آب به سطح خاک در ساعات اولیه آبیاری مواجه شد. بنابراین جهت از بین بردن لایه های متراکم، خاک مورد آزمایش به عمق 1 متر حفر و دوباره پر شد تا اثر لایه های متراکم به حداقل برسد. پارامترهای مدل ون گنوختن با استفاده از مدل رُزتا تعیین گردید و شبیه سازی های عددی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی با در نظر گرفتن دو نوع هندسه (1) سیستم کاملا سه بعدی و (2) سیستم دو بعدی صفحه ای تقریبی انجام شد. ابعاد جبهه رطوبتی و مقادیر حجمی رطوبت مشاهداتی با نتایج حاصل از شبیه سازی های دو بعدی و سه بعدی مدل هایدروس مقایسه شدند. برای مقایسه ابعاد جبهه رطوبتی مشاهداتی و شبیه سازی شده توسط هایدروس دو بعدی و سه بعدی در محل قطره چکان، فواصل شعاعی مرز پیاز رطوبتی از محل قطره چکان در زوایای مختلف از محل قطره چکان محاسبه شدند. برای تعیین دقت شبیه سازی ها در صفحه ای موازی لترال بین دو قطره چکان نیز فواصل عمودی مرز پیاز رطوبتی رو به بالا و رو به پایین از محل قطره چکان محاسبه گردید. نتایج نشان دادند که مدل هایدروس سه بعدی با داشتن مقادیر میانگین rmse کم تر و ce بیش تر نسبت به هایدروس دو بعدی از کارآیی بهتری در شبیه سازی ابعاد پیشروی جبهه رطوبتی در محل و بین دو قطره چکان برخوردار است. همچنین به منظور مقایسه بیشتر توانایی هایدروس دو بعدی و سه بعدی در شبیه سازی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی، شبیه سازی های عددی بیشتری با در نظر گرفتن مقدار آب کاربردی کم تر به مدت طولانی تر برای آرایش لترال منفرد آبیاری قطره ای زیرسطحی انجام شد. به این منظور آرایش متداول لترال ها و قطره چکان ها در آبیاری قطره ای زیرسطحی گیاه ذرت در نظر گرفته شد. شبیه سازی ها برای خاک فرضی برای دو هندسه جریان دو بعدی تقریبی و کاملا سه بعدی به مدت 24 ساعت پس از شروع آبیاری انجام شد. نتایج شبیه سازی ها در زمان های مختلف 2 تا 24 ساعت پس از شروع آبیاری و در دو عمق نصب قطره چکان با هم مقایسه شدند. نتایج نشان داد که با افزایش زمان آبیاری و تنها در مراحل پایانی نفوذ زمانی که جبهه های رطوبتی دو قطره چکان مجاور کاملا ادغام شده و جریان آب بین دو قطره چکان به حالت یکنواخت می رسد فرض دو بعدی بودن جریان صحیح می باشد. در نهایت می توان گفت مدل هایدروس یک ابزار بسیار قوی و مفید برای شبیه سازی ابعاد جبهه رطوبتی و توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی می باشد.

در این پایان نامه مدل های عددی برای تحلیل مرز آزاد دو بعدی از آبهای زیر زمینی در شیب های پایدار شده به وسیله ترانشه های زهکشی ارائه می شود. که شامل روش front-tracking می باشد که در ذخیره ی زمان محاسبات نسبت به روش شبکه- ثابت موثرتر می باشد. این روش اثر ترانشه های درون شیب ها را بررسی می کند که در آن خاک بالای سطح ایستابی غیر اشباع می باشد.

چکیده رشد روز افزون رایانه های نسل جدید امکان استفاده و بکارگیری مدل های ریاضی پیچیده تر جهت پیش بینی جریان آب و جذب ریشه در خاک و به تبع آن دینامیک رشد گیاه را با دقت بالاتری فراهم کرده است. با توجه به اینکه یک مدل دینامیک مخصوص جریان آب در منطقه ریشه کلزا ارائه نشده است و با در نظر گرفتن اهمیت کلزا بعنوان یک گیاه روغنی مهم در این مطالعه رشد و جریان آب در ناحیه ریشه کلزای بهاره برای استراتژی های مختلف آبیاری شبیه سازی گردید و یک مدل شبیه ساز رشد و جریان آب در مزرعه کلزا ارائه شد. در این مدل سازی برای تخمین رطوبت خاک در عمق های مختلف ناحیه ریشه از معادله ریچاردز استفاده شد. شبیه سازی ماده خشک کلزا بر اساس تابش تجمعی رسیده به سطح زمین و جذب شده توسط گیاه انجام شد. اثر کاهش تعرق نیز در شبیه سازی ماده خشک گیاه با اعمال روش جدیدی در نظر گرفته شد. برای شبیه سازی شاخص سطح برگ، تابعی وابسته به درصد محدودیت آب آبیاری و ماده خشک ارائه گردید. برای شبیه سازی دینامیک رشد ریشه روش جدید وابسته به تغییرات نسبت ماده خشک ریشه به ماده خشک اندام هوایی و محدودیت آب آبیاری تکوین و در مدل سازی دینامیک جذب آب استفاده شد. نسبت ماده خشک ریشه به ماده خشک اندام هوایی گیاه بصورت تابعی از درصد محدودیت آب آبیاری ارائه گردید. برای پیش بینی تعرق در شرایط بدون محدودیت آب، روشی بر اساس شاخص سطح برگ تکوین و در مدل-سازی مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از روش فوق نیازی به نورسنجی در مزرعه، جهت جداسازی تبخیر از تعرق و تخمین نور جذب شده توسط پوشش گیاهی نیست. همچنین برای تخمین دمای ساعتی سطح خاک در ساعات روز معادله جدید براساس سطح برگ، زاویه ارتفاع خورشیدی و عامل تصویر سایه ارائه شد. مدل توسعه داده شده، مقادیر درصد رطوبت خاک، ماده خشک، شاخص سطح برگ، عمق ریشه، مراحل فنولوژیکی گیاه و تبخیر-تعرق روزانه گیاه کلزای بهاره رقم rgs003 را بصورت خروجی داده و توانایی تخمین دمای سطح خاک و هدایت هیدرولیکی غیر اشباع خاک مزرعه را نیز دارد. از مدل توسعه داده شده می توان در برنامه ریزی آبیاری، بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر رشد گیاه، بررسی تأثیر تک تک عوامل ورودی روی رشد و جریان آب خاک بدون تداخل تأثیر عوامل دیگر استفاده نمود. برای تهیه داده های مزرعه ای آزمایشی شامل چهار تیمار آبیاری i1، i2، i3 و i4 بترتیب برابر نیاز آبی بالقوه، 20 درصد، 35 درصد و 50 درصد کمتر از نیاز آبی بالقوه بصورت بلوک های کامل تصادفی در طول دو سال اجرا گردید. علاوه بر ارائه یک مدل جدید برای شبیه سازی رشد و جریان آب در مزرعه کلزا، بسیاری از خصوصیات کلزا که برای مدل سازی لازم است، برای منطقه تعیین شد. مقادیر ضریب استهلاک نوری، عامل تصویر سایه و کارآیی مصرف انرژی برای منطقه تعیین شد. مراحل رشد و مقادیر ضریب گیاهی کلزا با استفاده از اندازه گیری های لایسیمتری تعیین گردید. تبخیر-تعرق فصلی کلزا در سال زراعی اول و دوم بترتیب برابر 582 و 4/540 میلی متر بدست آمد. نسبت وزن ریشه به وزن اندام های هوایی اندازه گیری شد، بطوریکه کمترین و بیشترین مقدار آن بترتیب برای تیمارهای آبیاری کامل و پنجاه درصد محدودیت آب بدست آمد. مقدار ماده خشک تولیدی در اندام های هوایی گیاه در تیمار بدون محدودیت آب در سال اول و دوم بترتیب برابر 25/10 و 02/11 تن بر هکتار، مقدار حداکثر شاخص سطح برگ بترتیب برابر 48/4 و 27/4 و حداکثر عمق ریشه بترتیب برابر 80 و 73 سانتی متر اندازه-گیری شد. مدل توسعه یافته، با استفاده از داده های مزرعه ای سال اول و دوم جهت واسنجی و اعتبار سنجی اجرا شد. بررسی های آماری نشان داد که در هر دو حالت واسنجی و اعتبار سنجی، بین مقادیر پیش بینی شده و اندازه گیری شده ی اختلاف معنی داری در سطح احتمال 5 درصد وجود ندارد.

زه آب های کشاورزی مهم ترین منابع آب های غیر متعارف را تشکیل می دهند که می توانند نقش مهمی در توسعه کشاورزی به عهده داشته باشند.بر اساس برآورد یونسکو،در سطح جهانی به طور میانگین، تنها 45 درصد از آب مصرفی کشاورزی به طور موثر توسط گیاه مورد استفاده قرار می گیرد و مابقی به صورت زه آب سطحی و زیرزمینی از دسترس گیاه خارج می شود. شناخت دقیق کیفیت و اثرات سوء زیست محیطی مربوطه و ارائه راهکارهای بهبود کیفی، برای برنامه ریزی استفاده مجدد از زه آب ها ضروری می باشد.در بسیاری از طرح های آبیاری و زهکشی مسائل زیست محیطی از ابتدا نادیده گرفته شده و در مرحله اجرا و بهره برداری عوارض و اثرات سوء زیست محیطی فراوانی را به همراه داشته است با توجه به وسعت قابل توجه شبکه آبیاری و زهکشی مغان و همچنین مقادیر قابل توجه سموم و کودهای شیمیائی مورد استفاده و حجم قابل توجه زه آب تولیدی شبکه و دفع آن در رودخانه ارس ، بررسی اثرات سوء زیست محیطی بهره برداری از این شبکه به ویژه اثرات آن بر منابع آب سطحی و زیرزمینی و ارائه راهکارهای کاهش اثرات، ضروری به نظر می رسید. در ارزیابی اثرات زیست محیطی مرحله بهره برداری از شبکه مورد تحقیق ، از روش ماتریکس لئوپولد استفاده شده است. زهاب تولیدی و خاک سطح شبکه،منابع آب سطحی وزیر زمینی متأثر از شبکه، اجزاء مورد نظر برای نمونه برداری در خصوص پایش اثرات زیست محیطی شبکه مغان در نظر گرفته شده است در این تحقیق ضمن بررسی اثرات زیست محیطی مرحله بهره برداری ، اثرات فعالیتهای شبکه اعم از فیزیکی ، بیولوژیک ، واجتماعی ،اقتصادی و فرهنگی بر روی پارامترهای محیط زیست بررسی شد. در ادامه به تعیین محدوده مطالعاتی ، با لحاظ کردن وضعیت منابع آب سطحی، زیرزمینی و خاک شناسی و سایر اجزاء موثر با توجه به سابقه بهره برداری شبکه اقدام شده است . امتیاز بندی تأثیرات مثبت و منفی توسط ماتریس لئوپولد برای مرحله بهره برداری شبکه مغان در محیط های فیزیکی، بیولوژیک، اجتماعی، اقتصادی و فرهنگی صورت گرفت همچنین جهت درک نتایج این مطالعات و ارزیابی بهره برداری، جمع بندی تأثیرات در قالب جداول وزنی گردیده و پس از آن ضرایب اهمیت هر محیط برآنها تأثیر داده شده است. نتایج بررسی ها نشان داد که طرح شبکه آبیاری و زهکشی مغان در طول بهر برداری به طور یقین دارای تأثیرات مطلوب بسیار زیادی بوده است که تأثیرات نامطلوب را کمرنگ می کند. به بیان ساده تر در طی پروسه بهره برداری از شبکه مجموعه ای از تأثیرات مثبت فراهم شده است.در این تحقیق تأمین آب آبیاری اراضی زراعی محدوده شبکه آبیاری و زهکشی، استفاده بهینه از منابع آب های سطحی و جلوگیری از هدر رفت آب در جهت توسعه و بهبود کشاورزی از مهم ترین اثرات مثبت محسوب شده است در انتها جهت بهبود شرایط زیست محیطی شبکه نظارت برعملیات نگهداری وبهره برداری از شبکه و پایش دوره ای فاکتورهای زیست محیطی در شبکه وراهکارهای عملیاتی در راستای تقلیل اثرات نامطلوب پیشنهاد وتوصیه گردید.

عملیات تسطیح اراضی یکی از مهمترین و پر هزینه ترین بخشها در مبحث تجهیز و نوسازی می باشد به طوری که حتی اشتباهات بسیار کوچک در بخش طراحی می تواند باعث اتلاف هزینه هنگفتی در بخش اجرا شود، این در حالی است که مزارع شالیزاری از شرایط خاصی برخوردار بوده و استفاده از روشهای معمول ذکر شده در کتابهای مرجع مربوط به تسطیح اراضی، در شالیزارها نامناسب به نظر می رسد، در این تحقیق بخشی از اراضی استان مازندران در شمال کشور به عنوان نمونه جهت مقایسه سه روش تسطیح اراضی انتخاب گردید. با توجه به نحوه گسترش اراضی از کوههای واقع در قسمت جنوبی به سمت دریای خزر که در سمت شمالی اراضی واقع شده است، مزارع نمونه در سه ناحیه بالا دست، میانی و پایین دست به عنوان معرف منطقه تحت مطالعه، شناسایی گردید. با کاربرد سه روش حداقل مجذورات، نیمرخ میانگین و میانگین وزنی سطوح، سه طرح برای تسطیح اراضی معرف تهیه شد و عملیات تسطیح در اراضی معرف در سه ناحیه مذکور و در هر ناحیه با سه روش مذکور انجام گردید، سپس با استفاده از آزمون آماره کی دو ( ?2 ) و همچنین محاسبه دو معیار آماری جذر میانگین مربعات خطا (rmse) و میانگین خطای نسبی (rae) تطابق بین مقادیر واقعی مشاهده شده و مقادیر محاسبه شده توسط هر روش مورد بررسی قرار گرفت و بر این اساس داده های حاصل از روش میانگین وزنی سطوح با دارا بودن کمترین مقدار ?2 برابر با 56/34 در سطح احتمال 10 درصد اختلاف معنی داری با احجام عملیات واقعی ندارند، ولی اختلاف داده های نتیجه شده از دو روش دیگر با مقادیر واقعی بر اساس جدول آزمون کی دو معنی دار است، همچنین مقادیر بدست آمده از این روش با کمترین جذر میانگین مربعات خطا برابر با 07/29 و میانگین خطای نسبی 05/0 دارای بالاترین تطابق با احجام عملیات واقعی بوده و بدین ترتیب این روش به عنوان بهترین روش جهت تسطیح اراضی شالیزاری تعیین گردید. در نهایت با توجه به اینکه کاربرد روش پیشنهادی جهت طراحی تسطیح اراضی وسیع تحت پوشش مبحث تجهیز و نوسازی شالیزارها، به دلیل دارا بودن حجم بسیار زیاد محاسبات، نیازمند استفاده از روشهای کامپیوتری است، لذا یک نرم افزار رایانه ای تحت عنوان (paddy field soft desk) pfsd تهیه و ارائه گردید.

تغییر اقلیم دارای اثرات مستقیمی بر فرآیندهای هیدرولوژیکی نظیر تبخیر از سطح آب، تعرق از گیاه، تغذیه آب های زیرزمینی و رواناب دارد. شبکه های آبیاری تحت فشار طراحی شده بر اساس شرایط اقلیمی گذشته، ممکن است بدلیل افزایش تقاضای آب، عملکردشان تحت تأثیر قرار بگیرد. هدف اصلی این تحقیق، بررسی اثرات تغییر اقلیم روی نیاز آبی گیاهان و تاثیر آن بر مدیریت بهره برداری سیستم و ساعات کارکرد قطره چکان در شبکه آبیاری تحت فشار سد ستارخان می باشد. مهمترین پارامترهای اقلیمی موثر بر نیاز آبی گیاهان مقادیر بارش و دما می باشند لذا برای تعیین تاثیر تغییر اقلیم بر بارش و دما از ریز مقیاس نمایی آماری lars-wg و خروجی های مدل گردش عمومی جو hadcm3 در حوضه آبریز اهر تحت سناریوهای a1b، b1 و a2 برای سه دوره 2030-2011، 2065-2046 و 2099-2080 میلادی استفاده شده است. بر اساس نتایج حاصله می توان گفت در این منطقه پدیده گرمایش جهانی وجود داشته و افزایش دما در اکثر ماه های سال خصوصاً در ماه های گرم سال کاملا مشهود خواهد بود. همچنین بارش در اغلب ماه ها کاهش خواهد یافت ولی در فصل پاییز وضعیت افزایشی به خود خواهد گرفت. بر اساس مقادیر بارش و دمای پیش بینی شده از ریز مقیاس نمایی آماری، نرم افزار cropwat برای محاسبه نیاز آبی گیاهان اجرا گردید که نتایج حاکی از افزایش نیاز آبی گیاهان می باشد. با افزایش دما و کاهش بارش در حوضه و همچنین افزایش نیاز آبی، ضرورت اعمال اصلاح در نحوه مدیریت بهره برداری از سیستم مشخص گردید لذا نتایج نشان می دهد که ساعات کارکرد سیستم قطره ای افزایش خواهد یافت.

استفاده از بیلان رطوبت خاک برای تعیین زمان و مقدار آب آبیاری یکی از رایج ترین و دقیق ترین روشها برای کنترل و برنامه ریزی آبیاری است. یکی از مولفه های اساسی در معادله بیلان رطوبت خاک، بارش موثر می باشد که به دلیل تغییرات مقدار این مولفه در سنوات مختلف به ویژه در شرایط آب و هوایی خشک و نیمه خشک معمولاً در برنامه ریزی های آبیاری نادیده گرفته شده و یا مقادیر بسیار محافظه کارانه ای برای آن لحاظ می گردد. در این تحقیق با بهره گیری از اطلاعات ایستگاه هواشناسی سینوپتیک تبریز نسبت به پیش بینی مقادیر بارش موثر و تبخیر- تعرق گیاه مورد مطالعه (گندم) در طول دوره رشد اقدام گردید. با توجه به شرایط اقلیمی و مشخصات خاک، تغییرات رطوبت خاک با لحاظ نمودن بارش های موثر و تبخیر- تعرق گیاه (نیاز آبی) به عنوان متغیرهای احتمالاتی، مورد تجزیه و تحلیل قرار داده شد و بر اساس توابع توزیع احتمال، روشی جدید برای برآورد نیاز آبیاری و برنامه ریزی آبیاری بر اساس بیلان رطوبت خاک برای گیاه گندم در منطقه مورد مطالعه ارائه شد. یکی از مزیت های استفاده از این روش را می توان در ارائه فرمول های جامع برای محاسبات آتی و پیش بینی نیاز آبیاری و زمان انجام آبیاری دانست.

رای انتقال برماید در محیط های متخلخل یکی از موارد بسیار مهم در بررسی های خاکشناسی، انتقال جرم و مسائل مربوط به مهندسی آبیاری و زهکشی می باشد. در تحقیق حاضر فرآیند انتقال برماید در 4 ستون خاک (لوم رسی و لوم شنی دست خورده و دست نخورده) در مقیاس آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. روش های بکار گرفته شده نیز شامل روش حل عددی (hydrus) و نیز روش حل تحلیلی (cxtfit) بود. در هر دو حالت شرایط اولیه و مرزی حل معادلات با توجه به فیزیک حاکم بر پدیده، تعریف گردیده و در ادامه، نتایج حاصل از کاربرد دو مدل در بررسی انتقال برماید مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می داد که در حالت کلی دقت روش حل تحلیلی نسبت به روش حل عددی بسیار بالاتر می باشد. که این امر ناشی از وجود برخی تقریبات در روش حل عددی ارزیابی می شود. همچنین مقایسه نتایج در 4 نمونه مطالعه حاکم از آن است که هر دو روش بکار گرفته شده در خاک رس دست خورده دارای بیشترین دقت است. دلیل این امر را می توان در بهم خوردن موازنه ماکروپور و میکروپور خاک در اثر دست خوردگی (در راستای افزایش مجاری انتقال دهنده آب) در این خاک ها عنوان نمود. همچنین با توجه به غیرواکنشی بودن برماید و وجود ذرات باردار در سطوح ذرات رسی، چنین می نماید که دقت مدل در خاک لوم رسی بدین دلیل، بیشتر از خاک های لوم شنی می باشد. همچنین منحنی رخنه برای ستون خاک های لوم شنی و لوم رسی با استفاده از برنامه ریزی ژنتیک (gp) مدلسازی گردید. نتایج حاصل نشان دادند که پراکنش مقادیر خطا برای نمونه های خاک دست نخورده (لوم رسی و لوم شنی) نسبت به نمونه های خاک دست خورده کمتر می باشد و این پراکنش در خاک شن دست خورده به مراتب کمتر از سایر نمونه خاک هاست.

آب به عنوان یکی از عناصر چهارگان? حیات در زندگی موجودات زنده نقش اساسی ایفا کرده، و در اسطوره ها و باورهای مردم نیز راه پیدا کرده است. به طوری که از روزگاران کهن به علت کمبود آن در بخش های عمده ای از این سرزمین ارزش و اعتباری بسیار برای آن قایل شده و ستایشگاه های بزرگی برای نیایش ایزد و نگهبان آب آناهیتا (ناهید) بر پا داشته اند. به این ترتیب آب را می توان هم سرور و هم بند? انسان دانست. این ماده نه تنها در تنظیم آب و هوای کر? زمین نقش اساسی ایفا می کند، بلکه اساس و شالود? زندگی انسان ها و نباتات و جمادات را هم تشکیل می دهد. ماده ای است که علاوه بر داشتن قدرت تخریب، در موارد گوناگونی اعم از جنبههای خوراکی، استحمام، بهداشت و درمان و آبیاری مزارع به مدد انسان می آید. حفاظت و استفاده بهینه از منابع آب از اصول توسع? پایدار هرکشور میباشد. آب های سطحی یا رودخانه ها از مهمترین منابع آب میباشند که نقش مهمی در تامین آب مورد نیاز فعالیت های مختلف مانند کشاورزی، صنعت، شرب و تولید برق دارند. بسیاری از برنامه ریزی های منابع آب در کشورها براساس پتانسیل بالقو? منابع آب و حفاظت و کنترل آن میباشد. براساس مطالعات موجود بار آلودگی رودخانه های ایران نیز به علت تخلی? فاضلاب های گوناگون در سال های اخیر افزایش پیدا کرده است. جز در برخی از موارد مطالعات دقیقی که وضعیت کیفی این رودخانه ها را مشخص نماید صورت نگرفته است. اولین گام در مطالعات شناخت کیفی و انتخاب پارامترهای کیفی موثر بر کیفیت آب رودخانه ها میباشد. در چند ده? اخیر روش های مختلفی نظیر مشاهدات میدانی، روش تحلیلی، فرمول های تجربی و مجموع? وسیعی از برنامه های کامپیوتری جهت توصیف و پیش بینی هیدرودینامیک و کیفیت آب توسعه یافته اند. . در این تحقیق به بررسی آلودگی های شهری، روستایی و صنعتی رودخانه سیمینه رود با استفاده از نرم افزار arc gis پرداخته خواهدشد. سیستم های اطلاعات جغرافیایی gis کاربرد فراوانی در پایش و طبقه بندی کیفی آب رودخانه ها داشته و توانایی تحلیل و بررسی اطلاعات در حجم زیاد را فراهم مینمایند. • مطابق مطالعات انجام شده در این پژوهش، شرایط کیفی آب رودخانه سیمینه رود در خروجی شهر بوکان به علت ورود فاضلاب های شهری، کاهش محسوسی داشته است. که در مورد این مشکل نیز باید با احداث شبکه جمع آوری فاضلاب شهری و تصفیه این فاضلاب ها تاحدودی از کاهش کیفیت آب رودخانه سیمینه رود کاست. • رودخانه سیمینه رود فاقد آلودگی به فلزات سنگین می باشد. و از نظر تقسیم بندی در رده های 1a و 1b قرار می گیرد. • در فصول کشاورزی زهکش های (گاومیش گلی) موجود بیشترین تاثیر را در محدوده خان کندی (ایستگاه s5) بر رودخانه سیمینه رود دارند. • رودخانه سیمینه رود از شهر سیمینه به پایین دست، کارکرد تخلیه کنندگی آب زیرزمینی را دارد. • مطابق تقسیم بندی 1980 ،novotony ،kerenkel آب رودخانه سیمینه رود اغلب در رده های 1a و 1b قرار می گیرد. اما از ایستگاه s3 (پایین دست بوکان) وضعیت کیفی آن از نظر پارامترهای آمونیوم، فسفات، bod و cod کاهش یافته و آب رودخانه در رده های کیفی پایین تری قرار می گیرد. • مطابق تقسیم بندی آب آشامیدنی با استاندارد آب آشامیدنی ایران، به جز آمونیوم (در تمام ایستگاه ها)، ec، so4 ، cl و mn (در ایستگاه های پایین دست رودخانه) در بقیه پارامترها هیچ گونه محدودیتی وجود ندارد. • مطابق تقسیم بندی آب آشامیدنی با استاندارد آب آشامیدنی سازمان بهداشت جهانی who، پارمترهای ec، ph، so4 و سرب دارای محدودیت می باشند که باید مورد بررسی قرار گیرند. • از نظر تقسیم بندی آب آبیاری با استاندارد ملی آب کشاورزی ایران، هیچ گونه محدودیتی در پارامترهای مورد نظر وجود ندارد. • به طور کلی با مقایسه روند تغییرات پارامترهای کیفی سال آبی 1377-1376 با سال 1388-1387 مشخص شد که تمام پارامترها با گذشت زمان روند افزایشی را داشته اند، و باید حتما مورد توجه و بررسی قرار گیرند.

با توجه به نقش مهم ابعاد الگوی رطوبتی در طراحی و بهره برداری از سیستم های آبیاری قطره ای، در چند دهه ی اخیر مدل های زیادی ارائه گردیده است. به منظور بررسی میزان کارائی تعدادی از این مدل ها در انواع خاک ها و امکان استفاده از آنها برای مقاصد طراحی و شناسایی مدل های مطلوب، در این تحقیق پس از ارزیابی دقت مدل هایدروس بر مبنای نتایج آزمایش های عملی، با استفاده از این مدل به بررسی دقت و دامنه عملکرد سه روش فیلیپ، بن آشر و شوارتزمن-زاردر پیش بینی ابعاد پیازچه ی رطوبتی آبیاری قطره ای و همچنین مقایسه ی روابط موجود در خاک های متعدد پرداخته شد. بدین منظور گسترش جبهه رطوبتی در شرایط تغذیه پیوسته با منبع نقطه ای با دبی های 2 و 4 لیتر در ساعت و مدت زمان پخش آب 1، 2 و 4 ساعت برای خاک های لوم شنی (منطقه خلعت پوشان و منطقه کرکج) و لوم (منطقه آرپا دره-سی) مورد بررسی قرار گرفت. مشخصات فیزیکی، بافت خاک های مورد آزمایش، اطلاعات منحنی مشخصه رطوبتی خاک-ها، درصد اجزای مختلف خاک و هدایت هیدرولیکی اشباع، جهت برآورد پارامترهای معادله ون گنوختن- معلم با استفاده از زیر مدل رزتا بکار برده شد. سپس نتایج حاصل با نتایج شبیه سازی های مدل هایدروس و پیش بینی های سه روش فیلیپ، بن آشر و شوارتزمن –زار مقایسه گردید. برای این هدف عرض و عمق الگوی خیس شدگی در نظر گرفته شد و از آماره های ضریب تبیین (r2)و جذر میانگین مربعات خطا (rmse) استفاده گردید. نتایج نشان داد که مدل هایدروس در پیش بینی پیشروی جبهه رطوبتی با rmse برابر 11/10 میلی متر و r2 برابر 732/0 برای خاک های مورد بررسی، تطابق قابل قبولی با داده های مشاهداتی دارد. همچنین روش های فیلیپ، بن آشر و شوارتزمن-زار مقادیر rmse به ترتیب برابر 69/10، 85/16 و 98/35 میلی متر و r2 بترتیب برابر و 817/0، 734/0 و 793/0 را نشان دادند. در مرحله بعد دقت روش های شوارتزمن-زار و بن آشر در بافت های 12 گانه مثلث بافت خاک مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا برای دبی های 2 و 4 لیتر در ساعت و زمان پخش آب 1، 2 و 4 ساعت اقدام به شبیه سازی ابعاد جبهه رطوبتی با نرم افزار هایدروس گردید و سپس ابعاد جبهه رطوبتی با روش های مذکور برآورد شد و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفت. بررسی ها نشان داد روش شوارتزمن-زار در پیش بینی گسترش افقی دقت بالاتری نسبت به گسترش عمودی جبهه رطوبتی دارد. همچنین مدل بن آشر در کل برای دبی های مشابه در زمان های پخش آب کمتر، دقت پیش بینی بالاتری نشان داد. به عنوان یک نتیجه گیری کلی می توان بیان نمود که برای 12 بافت خاک، روش بن آشر با میانگین کلی rmse و r2 به ترتیب برابر 58/17 میلی متر و 794/0 دقت بالاتری نسبت به روش شوارتزمن-زار با میانگین کلی rmse و r2 به ترتیب برابر 66/37 میلی متر و 573/0 نشان داد.

افزایش بی رویه جمعیت به همراه بالا رفتن استاندارد های معیشتی و همچنین توسعه کشاورزی و صنعت همه از پارامترهایی هستند که باعث کاهش منابع آب زیرزمینی در چند سال اخیر شده اند. دشت شبستر نیز یکی از مکانهای متعددی می باشد که معضل کاهش سطح آب سفره های زیرزمینی به حد بحرانی خود رسیده است. لیکن اجرای طرح تغذیه مصنوعی در جهت مقابله با کاهش بیش از حد افتادگی سطح آب زیرزمینی و همچنین احیای آبخوان های زیرزمینی در دشت مزبور از اقدامات ضروری می باشد. در این تحقیق از نقشه های اطلاعاتی جغرافیایی برای تعیین مکان های بهینه در جهت اجرای طرح تغذیه arc مصنوعی کمک گرفته شد به صورتی که نقشه های مذکور در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی نسبت به اهمیت هر کدام از (smcdm) با استفاده از فناوری تصمیم گیری چند معیاره مکانی gis نقشه های جغرافیایی در طرح تغذیه مصنوعی با استفاده از روش بردار ویژه وزن دهی شده و سپس تلاقی یافتند. در نهایت پس از پهنه بندی محدوده دشت از نظر رتبه بندی در جهت اجرای طرح، مجموعاً 28 کیلومترمربع از مساحت دشت به عنوان مکان های بهینه انتخاب شدند.

این تحقیق به منظور بررسی و تحلیل تغییرات تراز، شوری و قلیائیت آب زیرزمینی دشت اردبیل با استفاده از arcgis در طول دوره آماری 90-1380 انجام پذیرفت. ابتدا نقشه های منحنی های هم عمق، تراز، ec (شاخص شوری) و sar (شاخص قلیائیت) آب زیرزمینی، نقشه-های توزیع مکانی پارامترهای ec و sar بر اساس دیاگرام ویلکاکس و همچنین نقشه های میزان تغییرات تراز، شوری و قلیائیت آب زیرزمینی به روش درون یابی کریجینگ ترسیم و بررسی شدند. بر اساس نتایج اعتبارسنجی تقاطعی، بهترین مدل واریوگرام برای داده های تغییرات تراز و ec آب زیرزمینی مدل گوسی و برای تغییرات sar مدل دایره ایی انتخاب شد. نتایج این بررسی ها نشان داد که به طور کلی کمیت و کیفیت آب زیرزمینی دشت اردبیل از نظر مکانی و زمانی تنزل کرده است. به طوری که در بعضی از بخش های دشت افت آب زیرزمینی به بیش از 10 متر و افزایش شوری به بیش از 1500 میکروموس بر سانتی متر رسیده است. نتایج حاصل از پهنه بندی کیفیت آب زیرزمینی بر اساس دیاگرام ویلکاکس نشان داد که تقریباً کل آب زیرزمینی دشت اردبیل در مهر 1380 و1390 از نظر درجه قلیائیت در کلاس s1 قرار داشت و از نظر درجه شوری در مهر 1380 به ترتیب 68/34% اراضی در کلاس c2، 98/63% در کلاس c3 و 34/1% در کلاس c4 قرار داشته-اند که در مهر 1390 این نسبت تغییر یافته است (94/26% اراضی در کلاس c2، 23/62% در کلاس c3 و 83/10% در کلاس c4). در ادامه جهت بررسی تأثیر خشکسالی بر کمیت و کیفیت آب زیرزمینی، پس از محاسبه شاخص spi دوازده ماهه در طول دوره آماری 30 سال (90-1360)، مقادیر spi مربوط به مهرماه سال آبی 81-80 و 91-90 استخراج و در محیط arcgis و به روش کریجینگ بر اساس طبقات خشکسالی پهنه بندی شد. بهترین مدل واریوگرام برای spi، مدل سهمی انتخاب گردید. نتایج حاصل از پهنه بندی شاخص spi حاکی از این بود که دشت اردبیل از نظر درجه خشکسالی در حالت نرمال قرار دارد و در نتیجه تأثیر چندانی در تغییر پارامترهای آب زیرزمینی ندارد.

برآورد و پیش بینی پارامترهای کمی و کیفی آب در طول رودخانه به منظور تصمیم گیری های مدیریتی اهمیت ویژه ای دارد. برآورد پارامترهای کمی و کیفی آب جریان رودخانه ها با استفاده از مدل های ریاضی و تجربی به علت پیچیدگی مکانیزم و تعدد عوامل موثر در کیفیت جریان معمولا با خطای قابل توجهی همراه می باشد. امروزه استفاده از روش های هوش مصنوعی کاربرد گسترده-ای در زمینه های مختلف علمی به ویژه مهندسی آب پیدا کرده است. مبنای این مدل ها استخراج روابط غیرخطی بین داده های ورودی و خروجی شبکه و تعمیم آن ها در شرایط دیگر است. رودخانه صوفی چای یکی از مهم ترین رودخانه های آذربایجان شرقی است که به دریاچه ارومیه منتهی می شود و احداث سد علویان در پایین دست این رودخانه به اهمیت آن می افزاید. لذا در این مطالعه از مدل های شبکه عصبی مصنوعی، برنامه ریزی ژنتیک و منطق فازی جهت برآورد پارامترهای کمی و کیفی آب رودخانه صوفی چای استفاده شد و اهمیت نسبی پارامترهای موثر در کیفیت آب رودخانه با استفاده از الگوریتم گارسون مورد بررسی قرار گرفت. کلاس و نوع آب رودخانه جهت مصارف کشاورزی و شرب تعیین شد و با استانداردهای موجود مقایسه شد. به منظور ارزیابی کارایی هر یک از مدل ها و مقایسه داده های شبیه سازی شده و مشاهداتی از معیارهای ضریب تبیین (r2)، جذر میانگین مربعات خطا (rmse) و نش- ساتکلیف (ns) استفاده شده است و در نهایت مدل برنامه ریزی ژنتیک به عنوان بهترین مدل پیشنهاد گرید، نتایج حاصل از الگوریتم گارسون نشان می دهد که که از میان پارامترهایی که به عنوان ورودی مدل انتخاب شدند، پارامترهای سدیم، کلسیم، منیزیم و دبی موثرترین پارامترها در برآورد کل املاح محلول در آب رودخانه صوفی چای می باشند.

با توجه به نقش مهم قطره¬های خارج شده از آبپاش در طراحی، ارزیابی، شبیه سازی سیستم های آبیاری بارانی، تعیین تلفات باد بردگی و تبخیر، تراکم خاک و خسارت محصول، پیش¬بینی اندازه قطره تولید شده می تواند شبیه سازی و مدیریت این سیستم را بهبود بخشد. در این تحقیق از روش هوشمند برنامه¬ریزی بیان ژن (gep)و رگرسیون چند متیغره خطی و غیر خطی (mlr) و (mnlr)در مدل¬سازی اندازه قطره¬های خارج شده از آبپاش استفاده شد. داده¬های ورودی مدل شامل قطر نازل، فشار کارکرد و فاصله از آبپاش بود و همچنین اندازه¬ قطره¬های فرود آمده در فواصل مختلف از آبپاش به عنوان خروجی مدل در نظر گرفته شد. آزمایش¬ها در 22 ترکیب اندازه نازل و فشار کارکرد آبپاش در شرایط بدون باد انجام شد. در هر یک از آزمایش¬ها 10 الی 14 ایستگاه¬ اندازه¬¬گیری در فواصل 5/1 متری از هم در نظر گرفته شد. با استفاده از عکس¬برداری دیجیتالی خواص دینامیکی و هندسی قطره مشخص گردید. در نتیجه با اطلاعات به دست آمده، قطر نازل، فشار کارکرد و فاصله فرود قطره¬ها از محل آبپاش از یک طرف و اندازه متوسط قطره¬های خارج شده از آبپاش از طرف دیگر دسته بندی شدند. در نهایت روش هوشمند gepو روش mlr و mnlr به منظور توسعه مدل برای پیش¬بینی اندازه قطره فرود آمده در فاصله معینی از آبپاش استفاده شد. مقایسه بین خروجی¬های مدل و داده¬های آزمایشی انجام گرفت. در روش برنامه¬ریزی ژنتیک مدل f5 با مقادیر 9214/0 r2=و 4060/0 rmse =به دلیل دقت بالا و استفاده از عملگر¬های ریاضی ساده و در روش رگرسیون چند متغیره غیر خطی مدل l1 با مقادیر 8711/0 r2=و 5442/0 rmse =به دلیل دارا بودن دقت نسبتا بالا و ساختار فرمولی ساده به عنوان مدل¬های مناسب در برآورد اندازه قطره¬های تولید شده از آبپاش ضربه¬ای ارائه شدند. شعاع پخش و پروفیل پخش آبپاش¬ها نیز در کلیه 22 ترکیب آزمایش شد. اندازه متوسط قطره¬های پخش شده از میانگین وزنی بدست آمد.

به منظور تامین رطوبت خاک منطقه توسعه ریشه در آبیاری قطره¬ای لازم است که حجم معینی از خاک توسط یک یا چند منبع نقطه ای مرطوب شود. تعیین الگوی جبهه¬ رطوبتی برای طراحی مناسب آبیاری قطره¬ای ضروری است. اغلب مطالعات صورت گرفته¬ روی توزیع جبهه رطوبتی در آبیاری قطره¬ای پیوسته بوده و اندک مطالعاتی روی آبیاری قطره¬ای پالسی (متناوب) صورت گرفته است. در این تحقیق به بررسی آبیاری قطره¬ای پالسی و تاثیر آن بر جبهه¬ رطوبتی و تلفات ناشی از نفوذ عمقی پرداخته شده است.¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬ آزمایش های این تحقیق در اراضی تحقیقاتی کرکج متعلق به دانشکده¬ی کشاورزی دانشگاه تبریز انجام شد. برای این منظور از قطره¬چکان با دبی 4 لیتر در ساعت با حجم کاربردی 16 و 24 لیتر برای جریان پالسی و پیوسته استفاده گردید. در هر یک از آزمایش¬ها چرخه¬ها به مدت 60 دقیقه در نظر گرفته شدند و شامل دو بخش زمان قطع، زمان وصل و نسبت قطع و وصل می باشند. از مدل هایدروس جهت شبیه سازی جبهه رطوبتی در شرایط مشابه استفاده شد. به منظور برآورد دقت مدل هایدروس توزیع رطوبت مشاهداتی و شبیه سازی شده در خاک برای جریان پالسی و پیوسته مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که در مدل هایدروس برای آزمایش ها با حجم کاربردی 16 لیتر مقادیر میانگین ضریب تبیین، جذر میانگین مربعات خطا، ضریب کارایی مدل و خطای نسبی (درصد) به ترتیب 75/0، 036/0، 162/0، 37/7 و برای آزمایش ها با حجم کاربردی 24 لیتر به ترتیب 85/0، 0161/0، 62/0 و 93/4 می باشد. با توجه به معیارهای آماری، مدل هایدروس دارای دقت قابل قبول و مناسب در شبیه سازی الگوی رطوبتی ایجاد شده در جریان پالسی و پیوسته است، به طوریکه دقت مدل هایدروس با افزایش حجم آب کاربردی بیشتر می شود. مقایسه ابعاد جبهه رطوبتی در جریان پالسی و پیوسته نشان داد که پس از اتمام آبیاری، گسترش عرضی و عمقی جبهه رطوبتی در جریان پالسی نسبت به پیوسته بیشتر است ولی مقایسه ابعاد جبهه رطوبتی در 1، 2، 4، 6 ساعت پس از آبیاری پیوسته در حجم 16 لیتر و 3، 4، 6 ساعت پس از آبیاری پیوسته در حجم 24 لیتر با جریان پالسی نظیر هر یک نشان داد قطر و عمق جبهه رطوبتی در جریان پالسی کاهش می یابد. با افزایش نسبت قطع به وصل این کاهش بیشتر مشهود است بنابراین مناسب ترین نسبت وصل و قطع در حجم 16 و 24 لیتر به ترتیب "1" /"3" ، "2" /"3" و "1" /"2" ، "1" /"2" تعیین شد بر این اساس از جریان پالسی می توان به عنوان روشی در مدیریت آبیاری، کاهش نفوذ عمقی و افزایش راندمان آبیاری بهره برد. از مدل هایدروس برای شبیه سازی سایر بافت های خاک استفاده شد و بیشترین مقادیر کاهش در قطر و عمق جبهه رطوبتی در خاک شنی مشاهده شد ولی در خاک رس سیلتی به دلیل رطوبت اولیه زیاد تعریف شده در مدل، کاهش زیاد در ابعاد جبهه رطوبتی حاصل شد

آب مورد استفاده در آبیاری عموماً حاوی مقادیری از مواد معلق آلی، معدنی، ذرات شن و ... میباشد.اگر آب آبیاری بدون حذف این مواد، در سیستمهای آبیاری قطرهای مورد استفاده قرار گیرد، گرفتگی قطره چکانها و کاهش عملکرد این سیستمها را به دنبال خواهد داشت. تصفیه فیزیکی و نگهداشت بخشی ازمواد معلق در آب آبیاری بر عهده فیلترهای شنی میباشد. این فیلترها عبارتند از مخازن تحت فشار حاوی لایههای شن با اندازههای مختلف که با عبور آب، مواد زاید موجود در آن در محیط شن )متخلخل( به دام افتاده و از آب جدا میشوند. تحلیل حرکت آب در محیطهای متخلخل لایههای شن میتواند به طراحی و ساخت، ارزیابی و بهرهبرداری هرچه بهتر این فیلترها کمک کند. نرم افزار فلوئنت از نرم افزارهای متداول در زمینه مدلسازی جریان سیال در انواع محیطها میباشد. در این پژوهش ابتدا یک نمونه آزمایشگاهی فیلتر شن حاوی لایههای شن با اندازه ذرات مشخص و دانه بندی استاندارد و تجهیزات راه اندازی نصب و با برقراری جریان با دبیهای مشخص، به اندازهگیری مشخصات جریان در طول محیط شن از جمله افت فشار در نقاط مختلف محیط شن اقدام گردید. سپس در نرم افزار فلوئنت شن موجود در فیلتر شنی به عنوان محیط متخلخل معرفی و جریان آب مشابه با دبیهای مورد استفاده در آزمایشهای عملی شبیهسازی شد. با مقایسه آماری نتایج شبیه سازیها با آزمایشهای عملی دقت نرم افزار مذکور در این زمینه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که rmse برای تمامی دبیهای اعمال شده مقدار کمی نداشته و r نیز برای تمامی دبیهای اعمال شده بالا بوده که بیانگر دقت بالای مدل و کم بودن خطا میباشد. نتایج نشان داد با افزایش دبی میزان افت فشار نیز افزایش مییابد و بر اساس نتایج بدست آمده در این پژوهش توصیه میشود تا در ساخت فیلترهای شنی استانداردهای ذکر شده توسط محققان رعایت شود.

خاک آبگریز خاکی است که وقتی قطره ای از آب روی سطح آن قرار گیرد، سریعاً خیس نمی شود. آبگریزی خاک شرایطی است که توسط ترکیبات آلی مومی پیچیده ایجاد می شود. در طی تجزیه مواد آلی این ترکیبات ذرات خاک را پوشانده و خاک به شکل آبگریز در می آید. آبگریزی خاک ها یک ویژگی تأثیرگذار در رشد گیاهان، هیدرولوژی سطحی، زیرسطحی و فرسایش خاک می باشد. گزارش-های گوناگونی بیانگر حضور آبگریزی در خاک های متنوع در انواع مختلفی از آب و هوا می باشند، با این حال مطالعات چندانی در ارتباط با تأثیر آبگریزی بر روی پارامترهای مدل های انتقال املاح و به-خصوص شاخص های جریان ترجیحی در خاک صورت نگرفته است. در تحقیق حاضر دو خاک با بافت های لوم رسی از جنگل و لوم شنی از مرتع تبدیل شده به زراعت دیم در اطراف شهرستان کلیبر استان آذربایجانشرقی نمونه برداری و به صورت مصنوعی با اسید استئاریک در پنج غلظت متفاوت برای حصول پنج درجه مختلف آبگریزی (صفر تا 4) آبگریز شده و اثر آن بر نفوذ آب، شاخص کیفیت فیزیکی خاک و پارامترهای مدل های انتقال برومید (مدل روان - انتشار (cde) و مدل روان - ساکن (mim)) و نیز شاخص های جریان ترجیحی در خاک بررسی گردید. برای نیل به اهداف مذکور بررسی ها در مقیاس آزمایشگاهی در ستون های خاک دست خورده انجام گرفت. درجه یا شدت آبگریزی به روش آزمون زمان نفوذ قطره آب (wdpt) اندازه گیری شد. چگونگی انتقال برومید در خاک آبگریز با استفاده از محلول برومید کلسیم (01/0 مولار) برای بدست آوردن منحنی رخنه برومید در ستون های آزمایشی دست خورده بررسی و در نهایت شاخص های جریان ترجیحی و پارامترهای مدل های انتقال فوق الذکر با استفاده از نرم افزار cxtfit بدست آمد. بررسی وقوع جریان ترجیحی در ستون های خاک از طریق آنالیز تصویری (با عبور دادن محلول رنگی نیگروزین از ستون خاک) با نرم افزار digimizer نیز انجام شد.

سامانه های دوار مرکزی (سنترپیوت) به دلیل مزایای قابل توجه نظیر پوشش مساحت های بزرگ، سهولت استفاده و درجه بالای اتوماسیون از محبوبیت برخوردار هستند. در حال حاضر طیف گسترده ای از آبپاش ها برای سامانه های دوار مرکزی موجود می باشد. تعیین ویژگی های استاتیک و دینامیک قطرات حاصل از آبپاش ها شامل اندازه قطرات، سرعت قطرات و زاویه برخورد آنها نسبت به سطح افقی در سامانه های آبیاری بارانی و نیز سنترپیوت از اهمیت ویژه ای برخوردار است.