خشکسالی به عنوان یکی از پیچیده ترین بلایای طبیعی، پدیده ای خزنده به شمار می رود. تداوم وقوع خشکسالی طولانی بوده و اثرات ناشی از آن حالت غیر ساختاری داشته و در نتیجه خسارت های ناشی از این پدیده در بخش های مختلف، مانند کشاورزی، اجتماعی و غیره، به صورت تدریجی ظاهر می شود. برای شناسایی خشکسالی و کمّی سازی آن شاخص های مختلفی متناسب با فرضیات مربوطه مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از این شاخص ها، شدت خشکسالی پالمر می باشد که متغیرهای مختلف هوا-آب شناختی را برای یک موازن? آبی ساده در خاک تحلیل می کند و شرایط خشکسالی یا ترسالی را بصورت پدیده ای پویا درنظر می گیرد. هدف این تحقیق، ارزیابی شاخص پالمر بر اساس فرضیات اوّلیه، وضعیت واسنجی شده در حوزه ها ی ایران مرکزی، و همچنین استفاده از خروجی های واسنجی- صحت سنجی شده ی مدل ارزیابی آب و خاک (swat) به عنوان ورودی شاخص می باشد. بر این اساس، شاخص پالمر به پنج روش محاسبه گردید که عبارتند از: 1) شاخص اولیه پالمر بدون واسنجی، با استفاده از ضرایب اقلیمی و معادله ی شدت استخراجی برای کانزاس غربی و آیوای مرکزی؛ 2) شاخص اولیه همراه با اصلاح ضرایب معادله های شدت خشکسالی؛ 3) شاخص واسنجی شده با بومی سازی معادلات شدت؛ 4) شاخص با جایگزینی متغیرهای رطوبت خاک و تبخیر تعرق پتانسیل از مدل swat؛ و 5) شاخص با جایگزینی متغیرهای رطوبت خاک، تبخیر تعرق پتانسیل و رواناب از مدل swat. این روش ها در سطح کل ایران، در قالب 17 حوزه ی مطالعاتی، در مقیاس ماهانه مربوط به دوره ی آماری 2002-1990 محاسبه و معادلات شدت خشکسالی آنها بصورت تفکیکی برای شرایط خشک و تر استخراج گردید. سپس با استفاده از هر پنج روش، برای 160 زیرحوزه ی واقع در ایران مرکزی شدت خشکسالی محاسبه و ارزیابی شد. معادله ها ی نهایی برای خشکسالی و ترسالی به ترتیب با ضرایب دوگان? 912/0- 13/0 و 930/0- 047/0 در روش (2)، 892/0- 002/0 و 946/0- 002/0 در روش (3)، 909/0- 011/0 و 945/0- 008/0 در روش (4)، و 894/0- 009/0 و 922/0- 007/0 در روش (5) بدست آمده اند، درحالی که در روش (1) ضرایب 897/0- 333/0 برای هر دو شرایط خشک و تر بود. نتایج کلی این تحقیق نشان داد که، روش های (2) و (4) تطابق خوبی را با روش (3) داشته اند. گرچه ممکن است روش (4) نتایج مطمئن تری را نشان دهد، چراکه بر اساس محاسبات فرآیندهای فیزیکی دقیقی می باشد از این رو می توان انتظار داشت که این روش در موارد عدم تطابق آن با روش (3) هم (10%) نتایج قابل قبول تری را ارائه نماید. همچنین نتایج نشان داد که روش های مورد بررسی در سال های 1992 و 2001 که طبق شاخص های مختلف (spi، pnpi ) در اغلب زیرحوزه ها به عنوان مرطوب ترین و خشک ترین سال های این دوره آماری شناخته می شوند، عملکرد خوبی دارند. اگرچه شاخص پالمر توانایی تشخیص شروع و خاتمه خشکسالی را هم دارا می باشد. نتایج این پژوهش مطالعه واسنجی شاخص پالمر را برای هر منطقه و با استفاده از خروجی ِ سایر مدل های هیدرولوژیکی امکان پذیر می سازد، همچنین زمینه ای را برای بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر خشکسالی، در آینده فراهم می کند.

با توجه به بحران آب، بهره برداری از فاضلاب یک روش مؤثر در برطرف کردن نیاز آبی گیاهان و همچنین کاهش آلودگی محیط زیست می باشد. به منظور آگاهی از تأثیر فاضلاب تصفیه شده و مغناطیسی بر برخی خواص خاک، تحقیقی در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تیمارِ آبیاری با «فاضلاب خروجی از حوضچة تصفیه»، «پساب مغناطیسی» و «آب معمولی» در چهار تکرار اجرا شد. نمونه برداری از خاک در دو لایة سطحی و زیرسطحی خاک و در دو بخش ابتدائی و انتهائی هر جویچه برداشت گردید. نتایج نشان داد در میزان شوری خاک در اثر اجرای تیمارهای کیفیت آب، تفاوت معنی داری از لحاظ آماری قابل تشخیص نمی باشد، لیکن تغییرات قابل اعتنائی در افزایش شوری ناشی از کاربرد پساب مغناطیس در لایة زیرسطحی خاک مشاهده شد. این افزایش احتمالاً بدلیل افزایش قابلیت حمل املاح آب مغناطیس و تجمع آنها در عمق خاک بوده است. درجة اسیدی-بازی خاک نیز متأثّر از پساب و دارای تغییر کاهشی بوده ولیکن مغناطیس نمودن پساب در این زمینه تأثیری نداشت. بررسی مقادیر وزن مخصوص ظاهری خاک در تیمارهای مختلف کیفیت آب نشان داد این مشخّصة خاک عمدتاً در ابتدای جویچه دارای روند افزایشی است. این نتایج در مشخّصة ظرفیت نگهداری رطوبت خاک نیز بصورت مشابه اما با نوسانات شدیدتر مشاهده شد، بگونه ای که نمی توان قاعدة مشخصی برای تحلیل آنها ارائه نمود. در عین حال، تأثیرات تیمارهای پساب نیز عمدتاً جهت افزایشی داشت که می توان آن را به افزایش مواد آلی خاک نسبت داد. بنظر می رسد نوسانات زیاد بین بلوک های مختلف طرح، سنگریزه ای بودن خاک و حسّاسیت این دو مشخّصه، از علل اصلی این نتایج باشد. تحلیل آماری بر روی تغییرات نسبی ضریب زبری در طرح نیز تفاوت معنی داری را مشخص ننمود. در عین حال، یک روند کاهشی در طول فصل آبیاری در ضریب زبری مشاهده شد که با توجه به هموارترشدن مسیر جریان و همچنین تأثیر موارد آلی پساب بر بستر قابل انتظار بود. تأثیر تشدیدی یا تضعیفی این تغییرات توسط مغناطیس هم بدست نیامد.

چکیده امروزه وظیفه افزایش تولید غذا با مقدار آب کم تر بخصوص در کشورهای دچار کمبود آب به یک نیاز جدّی تبدیل شده است. از جمله راه کارهای مقابله با این مشکل، افزایش بهره وری گیاه از آب از طریق کم آبیاری و مدیریّت تغذیه می باشد. در این پژوهش، با توجه به اهمیّت نقش ریشه در جذب آب، بررسی رشد ریشه گندم باکشت درون ستون های خاک و در اثر تلفیق تنش کم آبیاری و تغذیه روی با طرح کرت های خردشده چندعاملی انجام شد. عوامل آزمایش شامل مدیریت آبیاری (بدون تنش، تنش خفیف، نیمه شدید و شدید)، با و بدون تغذیه برگی سولفاتِ روی در چهار رقم گندم (کویر، روشن، چمران و قدس) بودند. صفات وزن دانه در هر بوته، حجم ریشه، عمق ریشه و سطح تجمّعی ریشه و بهره وری گیاه از آب اندازه گیری شد. نتایج نشان داد رقم های مذکور، در پاسخ به تنش رطوبتی، در رابطه با عمق ریشه عکس العمل معنی دار امّا غیرقابل توجّهی از لحاظ برنامه ریزی نشان دادند، لیکن حجم ریشه را با تنش های غیرشدید کاهش داده است. در میان ارقام مذکور، کویر و قدس با حجم ریشه کم تر عملکرد بهتری داشتند. در شرایط انجام تحقیق، تغذیه سولفات روی بر کاهش اثرات ناشی از تنش کم آبیاری اثر مثبتی داشت اما از لحاظ آماری معنی دار نبود. همچنین، نتایج نشان داد در تمامی ارقام مورد آزمایش مقدار بهره وری گیاه از آب در مدیریّت تنش نیمه شدید بطورچشم گیری بیشتر از سایر مدیریّت ها بوده است. با توجه به نتایج این پژوهش، اولویّت ارقام از لحاظ بهره وری به صورت زیر بدست آمد: کویر (61/0 کیلوگرم بر متر مکعَب)، قدس (52/0)، روشن (41/0)، چمران (25/0).

روش آبیاری جویچه?ای، به?دلیل این?که سطح کمتری از مزرعه را خیس می?کند، تطبیق پذیری بیشتری با شیب?های مختلف دارد، در نتیجه نیاز به حداقل تسطیح دارد و هزینه?ی کمتر برای ایجاد و نگهداری در بین روش?های آبیاری سطحی دارد و بطورکلی از پذیرش بیشتری نزد کشاورزان برخوردار است. مدیریت آبیاری جویچهای برای بدست آوردن بازده و یکنواختی بالا بسیار سخت است، از این رو بررسی تغییرات میزان دبی ورودی، زمان قطع جریان و طول جویچهها که بر روی بازده و یکنواختی موثر است، بسیار اهمیت دارد. یکی از گام?های موثر در جهت افزایش راندمان آبیاری سطحی طراحی صحیح آن می باشد. حال این مسئله مطرح است، که با توجه به محدودیت منابع آب در ایران، اعمال تنش آبی یا کمآبیاری بر روی بعضی از محصولات زراعی امری اجتناب ناپذیر است. با توجه به ضرورت کمآبیاری بایستی روش طراحی مناسب با آن ارائه شود. تمامی روش های طراحی برای حالت آبیاری کامل یا آبیاری بدون تنش به?کار می?روند. هدف این تحقیق ارائه روشی برای تعیین عمق آب مصرفی بهینه و همچنین برای بهینه?سازی مشخصه?های طراحی آبیاری جویچه?ای در شرایط کم?آبیاری و در نهایت مقایسه مشخصه?های طراحی در شرایط آبیاری کامل و کم?آبیاری و مقایسه در بافت?های مختلف خاک است. برای دستیابی به این هدف ابتدا باید تابع تولید محصول مورد استفاده بعد از طراحی را داشته باشیم، بدین منظور در منطقه شهرکرد دو محصول ذرت علوفه?ای و سیب?زمینی کشت شد. آزمایش در قالب طرح بلوک?های کامل تصادفی با 7 تیمار سطوح مختلف آب آبیاری در 3 تکرار انجام شد. سطوح مختلف آب آبیاری تأمین40، 55، 70، 85، 100، 115و 130 درصد کمبود رطوبت خاک بودند. پس از طی مراحل داشت و برداشت توابع تولید دو محصول به دست آمد. در مرحله بعد توابع هزینه وسود که تابعی از مشخصه?های طراحی و عمق آب مصرفی هستند، معرفی شد. برای بهینه کردن مشخصه?های طراحی (طول شیار، دبی ورودی و زمان قطع جریان) و عمق مصرفی با حداکثر کردن سود در حالت کم?آبیاری از نرم افزار لینگو استفاده شد. نتایج نشان داد، برای محصول سیب زمینی با به کار بردن 576 میلی?متر عمق خالص آبیاری (که برابر با 89 درصد عمق خالص در آبیاری کامل است) و مقادیر 102 متر، 43/0 لیتر بر ثانیه و 247 دقیقه به ترتیب برای طول شیار، دبی ورودی و زمان قطع جریان یشترین سود حاصل شد که مقادیری متفاوت با حالت آبیاری کامل بودند. همچنین برای محصول ذرت علوفه ای با به کار بردن 535 میلی?متر عمق خالص آبیاری (که برابر با 79 درصد عمق خالص در آبیاری کامل است) و مقادیر 85 متر، 39/0 لیتر بر ثانیه و 210 دقیقه به ترتیب برای طول شیار، دبی ورودی و زمان قطع جریان یشترین سود حاصل می شود که این مشخصه?ها نیز در حالت آبیاری کامل با این حالت متفاوت بودند، در ادامه مشخصه?های طراحی جویچه برای هر دو گیاه، با بافت های مختلف بهینه شد، که نتایج نشان داد با افزایش میزان نفوذ پذیری خاک مقادیر طول جویچه و زمان قطع جریان کاهش می یابد، در حالی که مقدار دبی ورودی به جویچه افزایش پیدا می?کند و عمق آب مصرفی یا به عبارتی در?صد کم آبیاری ثابت می ماند. در ادامه بیان شد، در یک طراحی بهینه آبیاری جویچه ای برای محاسبه پارامترهای طراحی، هزینه حفاری نهر آبیاری ، هزینه آب آبیاری و قیمت فروش محصول در اولویت قرار دارند، یعنی تغییر در این قیمت?ها تأثیر بیشتری بر پارامترها دارد.

در این مطالعه حالت های مختلف آبنمود جریان ورودی به شیار، با تاکید بر آبیاری کابلی مورد بررسی قرار گرفت . برای دستیابی به اهداف مطالعه، با تدوین مدل رایانه ای، مخزنی طراحی شد تا آبنمودهای پنج گانه دبی ثابت ، دبی تقلیل یابنه، دبی کاهش تدریجی و دو حالت اصلاحی با خصوصیات جریان کاهش تدریجی را شبیه سازی نماید. آزمایش های برای حجم یکسان آب آبیاری، به سه تکرار برای هر یک از پنج تیمار مورد مطالعه، در دو مزرعه آزمایشی متعلق به دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. برای هر یک از مزارع آزمایشی، به روش بیلان حجم در برنامه رایانه ای، معادله نفوذ کوستیاکف -لوئیس تعیین گردید. سپس با استفاده از این معادلات و اطلاعات صحرایی، شاخص های مختلف ارزیابی به کمک برنامه رایانه ای ارزیابی شیاری محاسبه شد. بررسی نتایج نشان داد که تحت شرایط انجام تحقیق، آبنمود کاهش تدریجی جریان ورودی، نسبت رواناب را به علت کاهش سرعت پیشروی آب کم می کند، اما برای تامین نیاز آبی در انتهای شیار، درصد فرونشت عمقی در ابتدای شیار افزیش می یابد. نتایج همچنین نشان داد که بین تیمارهای مورد مطالعه، آبنمود تقلیل یابنده و حالت اصلاحی آن یعنی ترکیب آبنمودهای تقلیل یابد و کاهش تدریجی، کارآیی بهتری دارند. به طور کلی در سیستم آبیاری کابلی به دلیل انعطاف پذیری بالای حالت های مختلف آبنمود جریان ورودی، در صورتی که آبنمود مناسب مزرعه انتخاب گردد، می توان اتلاف آب آبیاری را کاهش و راندمان آبیاری را افزایش داد. این موضوع به خصوص در مزارع با نفوذپذیری کم و شیب بالا که دارای اتلاف بیشتری هستند، حائز اهمیت است . به منظور افزایش کارآئی آبیاری کابلی پیشنهاد می شود که شروع آبیاری مزرعه با دبی ثابت انجام پذیرد و سپس کاهش تدریجی جریان ورودی با توجه به شرایط مزرعه ای اعمال گردد.