در سال¬های اخیر توجه به زهکشی در کشور ابعاد تازه¬ای گرفته است و بحث در مورد لزوم اصلاح ضوابط طراحی تنها بعد اقتصادی و بهره¬برداری نداشته و بعد زیست¬محیطی آن در اولویت می¬باشد. عمق زهکش¬های زیرزمینی یک پارامتر مهم در طراحی ¬سامانه¬های زهکشی است که نقش تعیین¬کننده¬ای در مقدار و کیفیت زه-آب¬های خارج شده از لوله¬های زهکش دارد. در این پژوهش برای بررسی این موضوع از یک مدل آزمایشگاهی بهره گرفته شد. زهکش¬ها در سه عمق 0/25، 0/5 و 0/85 متری در یک مخزن به ابعاد 1×5/0×1متر حاوی خاکی با بافت شن¬لومی نصب شده و غلظت نیترات، نیتریت،آمونیوم و آمونیاک زه¬آب و حجم زه¬آب خروجی از زهکش¬ها اندازه¬گیری شد. نتایج به¬دست آمده نشان دادکه بیشینه غلظت یون¬های نیتروژن آب خروجی با افزایش عمق نصب زهکش¬ها افزایش می¬یابد. بیشترین غلظت نیترات خارج شده از زهکش¬های نصب شده در عمق¬های 0/25، 0/5و 0/85 متری به ترتیب برابر با 74/66، 115/37 و280/46 میلی گرم در لیتر بود که اختلاف در سطح 5% معنی¬دار می¬باشد. و برای یون نیتریت به ترتیب برابر با 52/0، 9/3 و 68/5 میلی-گرم¬برلیتر است که اختلاف بین عمق اول و سوم در سطح 10% معنی¬دارشد. و هم¬چنین برای یون آمونیوم نیز به ترتیب 0/02، 0/08 و0/12 میلی¬گرم¬برلیتر ثبت شد،که بین عمق اول با سوم اختلاف در سطح 5% معنی¬دار و بین عمق دوم با اول و سوم اختلاف در سطح 10% معنی¬دار گردید . هم¬چنین حجم زه¬آب خروجی در عمق 0/5 و 0/85 متری به ترتیب 26 و 30 درصد نسبت به عمق 0/25 متری افزایش یافت. در ادامه معادلات چرخه نیتروژن حل و ضرایب پنج¬گانه مربوط به چرخه¬نیتروژن محاسبه گردید که به کمک آن¬ها می¬توان در مورد چگونگی تبدیل شکل¬های گونه¬های مختلف نیتروژن در خاک قضاوت نمود و برنامه ریزی مناسبی را برای رسیدن به منافع بهینه اقتصادی و زیست¬محیطی انجام داد

با رشد روزافزون جمعیت، یکی از مسائل پیش روی بشر تأمین غذا و رسیدن به کشاورزی پایدار است که یکی از اقدامات اولیه رسیدن به آن، زهکشی زمین های تحت کشت است. روش های مختلف زهکشی افقی، قائم و حائل سال هاست به عنوان روش های مرسوم و متعارف کنترل سطح ایستابی و شوری مورد استفاده قرار می گیرند و کمک زیادی به افزایش تولیدات کشاورزی کرده اند. این سیستم ها با وجود مزایای زیاد، دارای اشکالاتی نیز هستند که می توان به سرمایه احداث و نگهداری بالا و مشکلات زیست محیطی افزون این سیستم ها اشاره کرد. بنابراین روش های دیگر برای کنترل سطح ایستابی که هزینه ی سرمایه گذاری و نگهداری پایین تری داشته و از نظر زیست محیطی قابل قبول باشد نسبت به روش های فوق برتری دارد. یکی از گزینه های جایگزین مناسب در این زمینه زهکشی خشک است که کم هزینه تر بوده و نیز با محیط زیست سازگارتر است. در واقع زهکشی خشک یک سیستم طبیعی است که توسط تبخیر از مناطق نکاشت، به عنوان یک روش ممکن برای کنترل شوری خاک استفاده می شود. این روش نیاز به نکاشتن و آیش بودن بخشی از زمین های تحت کشت را دارد و باقی زمین برای تولیدات کشاورزی استفاده می شود. در منطقه آیش، آبیاری صورت نمی گیرد در حالیکه در مناطق باقی مانده روش-های متداول آبیاری انجام می شود. برای انجام این روش لازم است که سطح ایستابی کم عمق و میزان تبخیر بالا باشد که این شرایط مناطق خشک و نیمه خشک است. یکی از مهم ترین مبانی طراحی این سیستم، تعیین نسبت کاشت به نکاشت است که هدف اصلی این پایان نامه است. برای انجام این پروژه یک مدل فیزیکی از جنس پلکسی گلاس به طول 60 سانتی متر، عرض 20 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر طراحی و اجرا گردید که نیمی از آن آبیاری و نیمی دیگر به صورت نکاشت رها شد و در طول انجام آزمایش مقدار آبیاری و تبخیر توسط ترازو اندازه گیری شد. اندازه گیری ها کمترین میزان تبخیر را 7/2 میلی متر بر روز نشان داد، این مقدار زمانی ثبت شد که خاک پوشیده از نمک شده بود. این عدد نزدیک به ضریب زهکشی متداول در طراحی سیستم های زهکشی است. بنابراین با کمترین ریسک می توان نسبت 50 درصد کاشت به 50درصد نکاشت را توصیه کرد ولی می توان با یک مدیریت جمع آوری به موقع نمک روی سطح خاک، مقدار کاشت را به بیشتر از 50 درصد افزایش داد.

تاریخ کاشت و آبیاری تکمیلی از مهم‏ترین عوامل موثر در برخورداری بیش‏تر گیاه از بارش‏های جوی و رطوبت موجود در خاک و در نتیجه افزایش عملکرد محصول در شرایط دیم می‏باشند. به منظور بررسی تأثیر این دو عامل بر عملکرد عدس بهاره در شرایط دیم، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) در سال زراعی 91-1390 صورت گرفت. در این آزمایش که به صورت طرح کرت‏های خرد شده در قالب بلوک‏های کاملاً تصادفی با 4 تکرار اجرا شد، 4 تیمار مربوط به تاریخ کاشت شامل (25 اسفند، 5 فروردین، 15 فروردین و 25 فروردین) و 4 تیمار مربوط به آبیاری تکمیلی شامل (کشت دیم (تیمار شاهد)، تک‏آبیاری در مرحله گل‏دهی، تک‏آبیاری در مرحله پر شدن غلاف و جفت‏آبیاری (آبیاری در دو مرحله)) مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از اتمام دوره رشد، اجزای عملکرد شامل ارتفاع بوته، تعداد شاخه، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در بوته، نسبت پوکی، تعداد دانه در غلاف، وزن صد دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت در تمامی کرت‏های مورد مطالعه اندازه‏گیری گردید. بهره‏وری بارش، بهره‏وری آب آبیاری و بهره‏وری کل نیز در این تیمارها محاسبه شد. مناسب‏ترین تاریخ کاشت و زمان مناسب آبیاری تکمیلی از بین تیمارهای مورد نظر با استفاده از مدلی که بر اساس اطلاعات هواشناسی دوره آماری سی ساله منطقه مورد نظر ارائه شد، نیز تعیین گردید و نتایج حاصل از مدل با مقادیر اندازه‏گیری شده در مزرعه مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس صفات مورد بررسی نشان داد که تاریخ کاشت و آبیاری تکمیلی در تمامی اجزای عملکرد به جز نسبت پوکی در سطح احتمال 1 درصد اختلاف بسیار معنی‏دار ایجاد کردند و اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری تکمیلی در ارتباط با صفت عملکرد دانه در سطح 1 درصد معنی‏دار و در رابطه با سایر اجزای عملکرد بی‏تأثیر بود. همچنین مطابق با نتایج مقایسه میانگین صفات براساس تاریخ‏های مختلف کاشت، بیش‏ترین عملکرد دانه مربوط به اولین تاریخ کاشت (25 اسفند) بود و تأخیر 10، 20 و 30 روزه در زمان کاشت از تاریخ کاشت اول به ترتیب موجب کاهش 34، 60 و 87 درصدی در میزان عملکرد دانه گردید. مقایسه میانگین صفات اندازه‏‏گیری ‏شده در سطوح مختلف آبیاری نیز بیانگر این امر بود که پس از تیمار جفت‏آبیاری که موجب افزایش 120 درصدی در میزان عملکرد دانه نسبت به شرایط دیم گردید بیش ترین عملکرد محصول به ترتیب در تیمارهای مربوط به تک‏آبیاری در مرحله گل‏دهی و تک‏آبیاری در مرحله پر شدن غلاف قابل مشاهده بود. به طور کلی در این آزمایش بیش‏ترین عملکرد دانه با مقدار 7/2368 کیلوگرم در هکتار مربوط به شرایط جفت‏آبیاری در اولین تاریخ کاشت بود. همچنین بر اساس نتایج ‏ به دست‏ آمده از این آزمایش با تأخیر در زمان کاشت و افزایش تعداد دفعات آبیاری تکمیلی، میزان بهره‏وری آب مصرفی کاهش یافت. در این مطالعه بیش‏ترین بهره‏وری آب مصرفی با مقدار 5/4 کیلوگرم بر متر مکعب و بهره‏وری کل با مقدار 68/1 کیلوگرم بر متر مکعب در تیمار تاریخ کاشت اول و تک‏آبیاری در مرحله گل‏دهی مشاهده شد. تأخیر در زمان کاشت همچنین موجب کاهش محسوسی در میزان بهره‏وری بارش گردید. نتایج به ‏دست ‏آمده از مدل نیز نشان داد که در اولین تاریخ کاشت کم‏ترین میزان تنش خشکی در طول دوره رشد به گیاه وارد شده و زمان مناسب آبیاری تکمیلی در شرایط تک‏آبیاری 10 روز و در شرایط جفت‏آبیاری 15 روز پس از شروع مرحله میانی (مرحله حساس رشد گیاه) بوده است.

امروزه به صورت گسترده ای، کاربرد سنجش از دور در منابع آب، به ویژه در مدیریت آبیاری مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این تحقیق امکان پذیری کاربرد مدل توازن انرژی برای برآورد تبخیر-تعرق باغ های سنتی شهر قزوین از داده های ماهواره ایlandsat 8 مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از الگوریتم بیلان توازن انرژی سطح (sebal) برای محاسبه تبخیر-تعرق استفاده شده است. الگوریتم sebal از قابلیت بازتاب پذیری خورشید که توسط سنجنده های ماهواره ای دریافت می شود، استفاده می کند و باقیمانده معادله انرژی را به عنوان انرژی مورد نیاز برای فرآیند تبخیر-تعرق محاسبه می نماید. مزیت اصلی الگوریتم sebal نسبت به سایر الگوریتم ها، نیاز به داده های زمینی کم می باشد. در این پژوهش حدود 70 نقطه از اراضی باغ های سنتی شهر قزوین به کمک دستگاه gps مکان یابی شده، سپس با دستگاه accupar داده های زمینی مشتمل بر شاخص سطح برگ (lai) و کسر تابش فعال مصرفی در فتوسنتز (par) در بالا و پایین کانوپی اندازه گیری شد و دمای هوای محیط و دمای خاک به کمک ترمومتر دیجیتال برداشت گردید. در آخر برای آنالیز داده های زمینی از تصاویر ماهواره ای landsat 8 استفاده شد. به منظور تهیه اطلاعات ورودی الگوریتم sebal، لایه های دمای هوا، دمای سطح و شاخص سطح برگ واسنجی گردید. نتایج الگوریتم سنجش از دوری منتهی به نقشه نرخ تبخیر-تعرق واقعی روزانه در منطقه گردید که در طول مدت مطالعه نشان داد که تبخیر-تعرق واقعی باغ های سنتی در حاشیه شهر قزوین تا 21/2 میلیمتر بر روز متغیر است. با فرض این که فاصله درختان باغ های سنتی اطراف شهر قزوین تقریباً 5*5 مترمربع باشد، نیاز آبی هر اصله درخت به طور میانگین در اول تیرماه 32/9 لیتر بر روز، در دوم مرداد ماه 36/34 لیتر بر روز، در سوم شهریور ماه 54/22 لیتر بر روز و در نوزدهم شهریور ماه 19/0 لیتر بر روز می باشد.

یکی از چالش های جهان امروز بحران کم آبی است و برای حل این مشکل کشورهای مختلف باید منابع آبی خود را به بهترین شکل مدیریت کنند. رشد سریع جمعیت و نیاز به تولید بیشتر سبب شده است که بخش کشاورزی نسبت به سایر بخش های مصرف کننده ی آب تقاضای بیشتری برای مصرف داشته باشد (fallsoleiman et al., 2011). ایران در یک منطقه ی خشک و نیمه خشک جهان واقع شده و کمبود آب مهم ترین مشکل توسعه ی کشاورزی محسوب می شود. بهینه کردن مصرف آب در کشاورزی و افزایش کارانی مصرف آن که درنهایت می تواند به پایداری سیستم کشاورزی همراه با افزایش درآمد زارع منتهی گردد مستلزم به کارگیری روش های مختلف است (alizadeh et al., 2010). پایش رشد و نمو گیاهی به منظور ارزیابی و مدیریت آبیاری و عملیات زراعی در شبکه های آبیاری و زهکشی باهدف افزایش تولید از اهمیت بالایی برخوردار است. در این میان، استفاده از شاخص های گیاهی از قبیل شاخص سطح برگ lai که بیانگر مقدار سطح فتوسنتز کننده گیاه، مصرف آب توسط گیاه (تبخیر و تعرق) و عملکرد محصول است، بسیار موردتوجه کارشناسان است این شاخص یکی از مهم ترین پارامترهای هیدرولوژیکی و اگروهیدرولوژیکی است که برای کمی ساختن پوشش گیاهی، تولید محصول، تبخیر و تعرق، نیاز آبیاری و بسیاری از اجزای بیلان آب موردنیاز است. شاخص سطح برگ نسبت مساحت سطح فوقانی برگ های گیاه به مساحت سطح زمینی است که در زیر برگها واقع است. این شاخص بدون بعد است. بازه تغییرات آن در گیاهان مختلف متفاوت است و حداقل و حداکثر مقدار آن به ترتیب در مرحله چند برگی و پایان مرحله توسعه رشد است (badiehneshin et al., 2014). معمولاً اندازه گیری lai به وسیله ی دو روش مستقیم و غیرمستقیم انجام می شود (gower et al., 1999). روش های مستقیم تعیین lai شامل جداسازی و شمارش برگ های گیاه است. روش مستقیم و تخریبی اولین روشی است که برای گیاهان زراعی و مرتعی استفاده می شود. این روش برای گیاهان با ابعاد کوچک مناسب بوده اما برای منطقه ی وسیع و یا درختان بزرگ نامناسب است به همین دلیل روش های غیرمستقیم ترجیح داده می شوند (breda et al., 2003). روش های غیرمستقیم تعیین سطح برگ بر اساس استخراج ارتباط سطح برگ و دیگر پارامترهای گیاهی استوار هستند و ازجمله این روش ها می توان به روش های وزنی، سنجش ازدور و تابش فعال فتوسنتزی یا par) ) اشاره کرد (jonkheere et al., 2004).

یکی از رایج ترین شیوههای اندازه گیری مقدار بارش، استفاده از شبکه ای از باران سنج ها می باشد. علی رغم دقت بالا، این روش با محدودیت های جدی از قبیل هزینه بر بودن، کمبود تراکم ایستگاه ها و عدم پیش بینی و یا کوتاه بودن مدت زمان پیش بینی بارش روبرو است. رادارهای هواشناسی به دلیل همبستگی بالا بین سیگنال های راداری و قطره های مایع درون ابر به عنوان یک سیستم فعال سنجش ازدور از جایگاه خاصی در زمینه پایش بارش برخوردارند؛ اما به دلیل هزینهی سنگین نصب، راه اندازی و نگهداری و همچنین برخی مشکلات در زمینهی پایش، با محدودیت روبرو است. مدل های عددی وضع هوا و گردش اتمسفر نیز علی رغم توانایی بسیار بالا، از قدرت تفکیک مکانی بسیار پایینی برخوردار بوده و توانایی پیش بینی سامانه های بارشزای محلی را ندارند. برآورد بارندگی با استفاده از ماهواره، روشی نوین برای پایش کامل تری از بارندگی و منابع آب به شمار می رود، به ویژه در کشورهای در حال توسعه مانند ایران که ایستگاه های باران سنجی، توزیعی بسیار پراکنده و محدود دارند و بهره گیری از رادارهای هواشناسی نیز محدودیت اقتصادی دارد. موضوع دیگر، نقصان نقشه های هم باران تولیدی توسط روش های درون یابی است. در نقشه های همباران موجود در تمام سطح موردنظر، باران تولید می شود درصورتی که ممکن است در قسمتی از آن، ابری برای بارش موجود نبوده نباشد. در این پژوهش با استفاده از علم سنجش از راه دور و داده های ماهواره ی modis، ارتباط بین دمای بالای ابر و بارش مورد بررسی قرار گرفت و در ادامه، نقشه های همباران تولید گردید. از بین دادههای سال های ???? تا ???? میلادی، تعداد ??? روز بارانی که هم داده های زمینی و هم داده های ماهواره ای آن برای دشت قزوین موجود بود، مورداستفاده قرار گرفت. از بین این روزها، تعداد ?? روز که دارای بارش فراگیر داشتند، برای اجرای روش پژوهش انتخاب شدند. نتایج تحقیق حاکی از آن است که ارتباط معنادار در سطح ?? درصد و با همبستگی بالا بین دمای بالای ابر و مقدار بارش مشاهده شده در بارانسنج وجود دارد اما نمی توان از روابط بارش، برای پیش بینی آن استفاده کرد. علت این امر، عدم امکان انتخاب معادله مناسب از بین معادلات متعدد قابل استفاده است؛ اما در تولید نقشه های هم باران توسط تصاویر دمای بالای ابر، این فن آوری از قابلیت های بیشتری نسبت به روش های متداول مانند درون یابی برخوردار بوده و نتایج منطقی تر و دقیق تری در اختیار قرار می دهد. از سوی دیگر حجم بارش دریافتی در حوضه با استفاده از این فنآوری به مراتب منطقی تر از روش های درون یابی است.