آبیاری سنترپیوت یکی از سیستم های متداول در آبیاری بارانی است. به منظور طراحی دقیق، ارزیابی و مدیریت سیستم های آبیاری سنترپیوت یک مدل جدید و برنامه رایانه ای جهت محاسبه عمق آب پخش شده و ضریب یکنواختی پخش آب تهیه شد. این مدل از الگوی توزیع آب اسپری نازل منفرد به عنوان ورودی استفاده نموده و الگوی توزیع آب سراسری سیستم آبیاری سنترپیوت را پیش بینی می نماید. بدین منظور یک شبکه مربعی استاتیکی برای زمین تحت پوشش سیستم و یک شبکه دینامیکی برای الگوی توزیع آب اسپری نازل منفرد در نظر گرفته شد. شبکه استاتیکی از تقسیم کل زمین تحت پوشش سیستم سنترپیوت به قطعات مربعی و تشکیل یک شبکه ساکن منطبق بر کل زمین حاصل گردید. با منظور نمودن حرکت شبکه دینامیکی بر روی شبکه استاتیکی و با لحاظ نمودن شدت پخش آب هر جزء از شبکه دینامیکی بر روی اجزای شبکه استاتیکی برای تمام اسپری نازل ها و مد نظر قرار دادن هم پوشانی بین آنها، مقادیر آب جمع شده در اجزای شبکه استاتیکی تعیین شد. خروجی های مدل عمق آب دریافت شده در سراسر شبکه زمین تحت آبیاری و ضریب یکنواختی پخش آب (شعاعی، منطبق بر مسیر حرکت و سراسری) می باشند. به منظور صحت سنجی و ارزیابی دقت مدل آزمایش های میدانی در شرایط واقعی انجام گردید و مدل برای همان شرایط اجرا شد. از مدل پیشنهادی جهت بررسی اثر باد بر یکنواختی پخش آب نیز استفاده گردید. با هدف توسعه کاربرد مدل برای شرایطی که الگوی توزیع آب واقعی اسپری نازل منفرد برای سرعت ها و جهت های مختلف باد موجود نیست، مدلی نیمه تجربی برای شبیه سازی الگوی توزیع آب اسپری نازل منفرد تهیه گردید تا به مدل اصلی سنترپیوت مرتبط گردد و خروجی آن به عنوان ورودی مدل اصلی مورد استفاده قرار گیرد. به دلیل اهمیت تلفات بادبردگی و تبخیر در سیستم های آبیاری بارانی یک مدل جدید جهت پیش بینی میزان تلفات بادبردگی و تبخیر برای اسپری نازل های سنترپیوت استخراج گردید. با مقایسه نتایج حاصل از آزمایش ها و پیش بینی های مدل هایالگوی توزیع اسپری نازل منفرد و تلفات تبخیر و بادبردگی، دقت بالای مدل ها محرز گردید. مدل سنترپیوت در حالات مختلف بهره برداری و برای شرایط مختلف باد اجرا شد. با مقایسه نتایج شبیه سازی های مدل با مشاهدات واقعی، مقادیر میانگین مطلق خطا و جذر میانگین مربعات خطا برای اسپری نازل نلسون r3000 به ترتیب برابر 0/897 و 0/116 میلی متر و برای اسپری نازل سنینگر ldn به ترتیب برابر 1/016 و 0/051 میلی متر حاصل شد که بیان گر دقت قابل قبول مدل بود.

انتقال آب در خاک و جذب ریشه دو فرایند غیر قابل تفکیک می باشند که پیش بینی دقیق آنها در راستای ایجاد شرایط رطوبتی بهینه منطقه ریشه برای عملکرد بهتر گیاه اهمیت بسیار زیادی دارد. حرکت آب در خاک بر اساس جذب آب توسط ریشه کلید مراحل رشد گیاه و انتقال آب و نمک در سیستم خاک-گیاه می باشد. شناخت انتقال آب در خاک و جذب ریشه با حل معادله های حاکم در مهندسی آب از اهمیتی خاص برخوردار است که می تواند در مدیریت آبیاری نقش مهمی را ایفا کند. در این تحقیق معادله دیفرانسیلی حاکم بر انتقال آب در خاک بر مبنای تکنیک تفاضلات محدود به روش ضمنی چهار نقطه ای وزنی حل گردید. آزمایش ها میدانی برای واسنجی و صحت سنجی مدل انجام و بر مبنای نتایج حاصل از آزمایش ها، یک مدل جدید برای بیان تغییرات مکانی و زمانی جذب آب توسط ریشه ارائه گردید. برای این منظور درصد حجمی رطوبت خاک در 12 نقطه اطراف درخت سیب تا عمق 2 متری در طول دوره (2 ماه) اندازه گیری شد. در این مدل پارامترهای جدید پیشنهاد شده تابع توزیع ریشه و تابع تنش، وارد گردید که توسط محققین قبلی مورد استفاده قرار نگرفته بود. دیگر پارامتر جدید ورودی به مدل، خاصیت مقاومت مکانیکی خاک است که در مدل ارائه شده به عنوان شاخصی جهت نشان دادن قدرت رشد ریشه در نظر گرفته شده است. مدل تلفیقی حاصل از معادله ریچاردز و مدل جذب پیشنهادی با اطلاعات مشاهداتی واسنجی و صحت آن مورد تایید قرار گرفت. همچنین در این تحقیق دو مدل حرکت آب در خاک شامل مدل پیشنهادی در این تحقیق (swmrum) و دیگری نرم افزارhydrus بر اساس اندازه گیری های صحرایی در باغ سیب مقایسه گردیدند. این مقایسه همبستگی قابل قبول بین داده های شبیه سازی شده و اندازه گیری شده را نشان داد. به طور متوسط ریشه مربع میانگین خطا (rmse) برای مدل hydrus مقدار 026/0 و برای مدل swmrum مقدار 014/0 بدست آمد. به عبارت دیگر اعمال تابع توزیع ریشه و تابع تنش جدید در مدل، منجر به حصول نتایج دقیق تری در شرایط میدانی شد. نتایج نشان می دهد که میزان جذب ریشه حداکثر در حدود (m3m-3d-1) 04/0 در عمق 30-25 سانتیمتر از خاک و حداقل جذب در حدود (m3m-3d-1) 005/0 در عمق 80 سانتیمتر اتفاق می افتد.

بر اساس پیشینه تاریخی حوادث و مطالعات به نظر می رسد که سیستمهای بزرگ آبیاری سرانجام در بسیاری از مناطق به دلیل مشکلات ناشی از ماندابی و شوری خاک، با ناکامی و شکست مواجه میشوند. از این رو مطالعه شوری خاک از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. بنابراین نیاز به استفاده از روشهای مناسب جهت پیش بینی و مدل سازی شوری خاک به منظور کنترل و جلوگیری از توسعه آن ضروری است. در این پژوهش مدل سازی زمانی و مکانی شوری خاک با استفاده از تلفیق زمین آمار و مدل کامپیوتری saltmod انجام پذیرفت. به این منظور برای پیش بینی شوری خاک در دوره های زمانی 5 و 10 ساله از saltmod استفاده شد و مقادیر شوری در 98 نقطه مشاهداتی در اراضی پایاب سد حاجیلرچای خروانق تعیین شد. از آنجائیکه مدل فقط شوری را برای فصلها و سالهای آینده پیش بینی می نماید و توانایی بررسی مکانی داده ها را ندارد، لذا به منظور ارزیابی و تحقیق تغییرات مکانی شوری خاک در زمانهای موردنظر، از نرم افزار gs+ که دربردارنده روشهای مختلف زمین آماری است استفاده گردید. همچنین مقادیر شوری در نقاط نمونه برداری نشده تخمین زده شده و نقشه های مربوطه ترسیم شدند. به این صورت شوریهای شبیه سازی شده از نقاط به یک سطح تعمیم یافتند. همچنین تغییرات مکانی برخی خصوصیات خاک شامل ph و sar نیز با روشهای مختلف زمین آماری مورد بررسی قرار گرفتند. روشهای زمین آماری استفاده شده شامل کریجینگ، کوکریجینگ و فاصله وزنی معکوس بودند که برای ارزیابی روشها، روش ارزیابی تقاطعی با پارامترهای میانگین خطای مطلق (mae)، میانگین خطای انحراف (mbe) و جذر میانگین مربعات خطا (rmse) استفاده شد. در نهایت نتایج نشان دادند که روش کوکریجینگ در برآورد پارامترهای شوری و نسبت جذب سدیم و کریجینگ در برآورد اسیدیته خاک بیشترین دقت و کمترین انحراف را داشتند.

کاهش تلفات آب به دلیل افزایش ضریب یکنواختی در سیستم های آبیاری بارانی مستلزم انتخاب فواصل و آرایش مناسب برای قرارگیری آبپاش ها می باشد. در تحقیق حاضر به منظور تعیین فواصل و آرایش مناسب آبپاش ها، آزمایش الگوی توزیع آبپاش منفرد طبق استانداردهای iso 7749,2، asae s398.1 و iso 8026 بر روی سه آّبپاش vyr 35، iriline 30 و rainbird 40b صورت گرفت و پس از لحاظ نمودن همپوشانی الگوهای توزیع آبپاش های مجاور، ضرایب یکنواختی محاسبه گردید. همچنین برای تحلیل اقتصادی هزینه های آب و انرژی و سرمایه گذاری اولیه در طول عمر مفید سیستم، یک سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آرایش ها و فواصل متفاوت آبپاش ها مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت فواصل و آرایش مناسب برای استقرار آبپاش ها نسبت به سرعت های باد به گونه ای تعیین شد که علاوه بر دارا بودن یکنواختی مطلوب، از نظر اقتصادی نیز بهینه باشند. نتایج حاکی از آن است که آرایش مربعی از نظر ضریب یکنواختی و آرایش مستطیلی از نظر اقتصادی بهینه ترین آرایش برای آبپاش ها می باشد. همچنین با افزایش سرعت باد، میزان هزینه ناشی از آب و انرژی افزایش چشمگیری نشان داد. به طورمثال در آبپاش vyr 35 افزایش سرعت باد از محدوده 0-2 متر بر ثانیه تا بیش از 4 متر بر ثانیه، سبب گردید تا راندمان بطور متوسط 5/14 درصد کاهش، و میزان حجم آب مصرفی و هزینه انرژی 8/49 درصد افزایش یابد.

شبیه سازی هیدرولوژی حوضه های آبریز اغلب برای، تخمین دبی اوج، حجم سیلاب و رواناب حاصل از بارندگی ها، طراحی سدها و سازه های آبی صورت می گیرد. از طرفی، محدودیت هایی که در روشهای اندازه گیری مولفه های سیکل هیدرولوژی و دسترسی به داده های مورد نیاز وجود دارد، استفاده از مدل های ریاضی را ضروری می سازد. شبیه سازی بهتر فرآیند های هیدرولوژیکی مستلزم این است که داده های ورودی مدل های هیدرولوژیکی بتوانند به خوبی شرایط واقعی حوضه آبریز را بیان کنند. این امر ضرورت استفاده از مدل هایی که برخی از پارامتر های خود را با پردازش لایه های اطلاعاتی بدست می آورند روشن می کند. مدل hspf با پارامتر های یکپارچه، قطعی و بر پایه فیزیکی، قادر است فرایند های هیدرولوژیکی را به طور پیوسته در حوضه های آبریز و شبکه رودخانه ها شبیه سازی کند. این مدل که به اطلاعات هواشناسی با گام زمانی ساعتی نیاز دارد، تاکنون در بسیاری از نقاط جهان مورد استفاده قرار گرفته است. هدف این تحقیق، کاربرد مدل hspf در برآورد دبی متوسط روزانه، دبی های اوج، حجم جریان ماهیانه و سالیانه و پارامتر های سیکل هیدرولوژی حوضه آبریز صوفی چای که در قسمت جنوبی کوه سهند در استان آذربایجان شرقی واقع شده است، می باشد. داده های آماری سال های میلادی 2002 تا 2006 بارندگی و آب سنجی برای این حوضه موجود بوده بطوریکه ایستگاه هیدرومتری تازه کند در خروجی آن واقع شده است. داده های موجود سالهای 2002 تا 2004 برای واسنجی مدل و داده های سال های 2005 و 2006 برای صحت سنجی شبیه سازی مدل مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج این تحقیق نشان داد می توان با روش های آماری مناسب و تقلیل گام زمانی اطلاعات موجود در ایستگاه های هواشناسی کشور، زمینه استفاده از مدل هایی نظیر مدل hspf را برای شبیه سازی هیدرولوژیکی حوضه های آبریز ایران فراهم کرد. در واقع عدم وجود اطلاعات هواشناسی با گام زمانی کوچکتر در ایستگاه های هواشناسی کشور نباید منجر به نادیده گرفتن مزایای مدل هایی نظیر مدل hspf شود. همچنین نتایج این تحقیق نشان می دهد که مدل hspf در شبیه سازی دبی های روزانه، حجم جریان ماهیانه و سالیانه دقت مناسبی دارد.

استفاده از روش های شبیه سازی فرایندهای حرکت آب و نفوذ می تواند نقش موثری را در مدیریت دقیق آبیاری بر اساس شناخت بهتر فرآیندهای مذکور ایفا نماید. در این تحقیق شبیه سازی مراحل پیشروی، و پس روی به صورت توأم، با شبیه سازی فرایند نفوذ به انجام رسید. آزمایش های صحرایی پس ازتعیین تعداد جویچه ها و ایستگاه های مناسب و تعیین تیمارهای جریان سرج و پیوسته (دبی5/0 و2 لیتر بر ثانیه) و نسبت های سیکل مختلف(1:3,1:4,2:3) درسرج در ایستگاه تحقیقاتی خلعت-پوشان دانشگاه انجام شد. در گام بعدی با استفاده از مدل های آبیاری سطحی و حرکت آب در خاک و با بهره گیری از نرم افزارهای شناخته شدهsirmodو haydrus و شبیه سازی جریان و نفوذ آب درجویچه های آبیاری به انجام رسید از مقایسه نتایج شبیه سازی جریان در سطح خاک و زیر سطح خاک با اندازه گیری های صحرایی ضمن واسنجی و صحت سنجی هر دو مدل جریان سطحی و زیر سطحی، ارزیابی شدند که مدل هایدروس درصد خطای کمتری نسبت به مدل سیرمود داشت و برای براورد حجم نفوذ در طول جویچه مناسب است.

استفاده از سیستم های نوین آبیاری از جمله سیستم آبیاری بارانی سنترپیوت در سراسر دنیا رو به گسترش بوده و مطالعه مشکلات و ایرادات کاربرد این سیستم ها و رفع آن ها، یکی از موضوعات اساسی در حیطه مهندسی آبیاری می باشد. در این پژوهش، اثرات نوع آبپاش ها، نصب تنظیم کننده های فشار، سرعت و جهت وزش باد و توپوگرافی اراضی روی یکنواختی پخش آب در سیستم آبیاری بارانی سنترپیوت مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، آزمایش های میدانی مطابق استانداردهای 1/436asae s و 11545iso- روی دستگاه آبیاری سنترپیوت متعلق به دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز انجام گردید. آزمایش های میدانی با چینش ظروف جمع آوری آب به صورت زوج ردیف در امتداد لوله لترال سنترپیوت، با دو آرایش متفاوت آبپاش روی لترال در سرعت های مختلف دوران دستگاه، با سه تکرار در مسیرهای مختلف و در شرایط آب و هوایی متفاوت انجام پذیرفت: 1- آرایش اول با آبپاش های اسپری نازل موجود روی سیستم با مارک های تجاری کشت گستر، نلسون 3000r و سنینگر ldn (در دو مسیر سربالائی و با ارتفاع متوسط با سرعت 60% حداکثر سرعت دوران)، 2- آرایش دوم با نصب آبپاش های اسپری نازل جدید با مارک تجاری سنینگر ldn و نصب تنظیم کننده های فشار در ورودی هر آبپاش (در سه مسیر سربالائی، با ارتفاع متوسط و سرازیری با سرعت های 30% و 60% حداکثر سرعت دوران)؛ در حداکثر سرعت حرکت، دستگاه مورد مطالعه در مدت 05/10 ساعت یک دور کامل انجام می داد. با اتمام هر یک از آزمایش ها، میزان حجم آب جمع شده در تمامی ظروف جمع آوری آب اندازه گیری و ثبت شد. سپس متوسط عمق آب رسیده به کل ظروف، یکنواختی پخش آب و درصد تلفات تبخیر و بادبردگی با استفاده از روابط مربوطه تعیین گردید؛ نتایج حاصل از بررسی تأثیر عوامل مختلف روی پارامترهای ذکر شده، نشان داد که اصلی ترین عامل تغییر این پارامترها در عملکرد سیستم های آبیاری بارانی، وزش باد می باشد در حالی که جهت وزش باد تأثیری روی آن ها نشان نداد. بررسی اثر نصب یا عدم نصب تنظیم کننده های فشار نشان داد که آبپاش های دارای تنظیم کننده فشار، با پخش یکنواخت تر آب در توپوگرافی های مختلف باعث افزایش یکنواختی پخش آب می شوند. انجام آزمایش ها در سرعت های مختلف دوران دستگاه سنترپیوت نشان داد که تغییر روی سرعت دستگاه، تأثیری روی یکنواختی پخش آب ندارد و این عامل تنها روی متوسط عمق آب رسیده به سطح زمین موثر می باشد. همچنین انجام آزمایش ها در جهت های مختلف دوران دستگاه نشان داد که دوران دستگاه در جهت ساعتگرد یا پادساعتگرد، تأثیری روی متوسط عمق آب رسیده و یکنواختی پخش آب ندارد. نصب آبپاش های مختلف در آرایش اول نشان داد که آبپاش های اسپری نازل نلسون 3000r با صفحه چرخان عملکرد بهتری نسبت به آبپاش های اسپری نازل سنینگر ldn با صفحه ثابت دارند و عملکرد آبپاش های کشت گستر، ضعیف تر از دو نوع دیگر آبپاش ها می باشد. در حالت کلی در آرایش دوم آبپاش ها، متوسط یکنواختی پخش آب برای آزمایش های مختلف برابر 57/78% حاصل گردید که عملکرد بهتری نسبت به آرایش اول آبپاش ها با متوسط یکنواختی پخش 64/58% داشت. همچنین با اندازه گیری دبی خروجی از آبپاش های آرایش دوم و مقایسه آن با حجم آب رسیده به سطح زمین در طول کل لترال، معادله ای برای پیش بینی تلفات تبخیر و بادبردگی با ضریب تبیین 855/0، جذر میانگین مربعات خطا 192/0 و میانگین مطلق خطا 625/2 درصد پیشنهاد گردید.

در این تحقیق ارتباط یک بازه 19 کیلومتری از رودخانه شهرچای با آبخوان دشت ارومیه در طول سالهای آبی 84-83 تا 88-87 مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از داده های 85 حلقه پیزومتر موجود در دشت ارومیه، تراز آب زیرزمینی دشت ارومیه و در نزدیکی رودخانه شهرچای بدست آمد. با بررسی مسیر رودخانه در روی منحنی های تراز آب زیرزمینی، مشخص شد که رودخانه در اکثر مناطق خود رفتار متقابلی به لحاظ تغذیه و تخلیه آب زیرزمینی دارد، بطوری که رودخانه در داخل شهر ارومیه بیشتر نقش زهکشی آب زیرزمینی، در اواسط بازه مطالعاتی رودخانه نقش تغذیه آب زیرزمینی و در انتهای خود و نزدیکی دریاچه ارومیه در برخی مواقع نقش تخلیه و در مواقع دیگر تغذیه آبهای زیرزمینی را بر عهده دارد. پس از مشخص شدن رفتار رودخانه در قبال آب زیرزمینی، میزان تبادل آبی بین رودخانه و آبخوان دشت در فاصله یک کیومتری از طرفین رودخانه پس از ایجاد 19 شبکه مربعی شکل به ابعاد یک کیلومتر، با استفاده از قانون دارسی در هریک از ماه های دوره 5 ساله مورد مطالعه بصورت جداگانه محاسبه گردید. با جمع کردن حجم تبادل آب بین ساحل چپ و راست رودخانه، میزان تغذیه یا تخلیه آب زیرزمینی در هر شبکه بدست آمد. در نهایت پس از محاسبه میزان تبادل آبی در هریک از سالهای آبی، مشخص شد که در این دوره 5 ساله، رودخانه به میزان 1511508 متر مکعب، آب زیرزمینی را تغذیه کرده است.

آبیاری سطحی رایج ترین روش آبیاری در جهان می باشد. از بین روش های آبیاری سطحی، روش آبیاری جویچه ای متداول-ترین روش در آبیاری گیاهان زراعی ردیفی به شمار می رود. هزینه اولیه کم، اجرای آسان و عدم نیاز به دستگاه های مکانیزه و پیچیده، کشاورزان را مجبور به استفاده از این سیستم ها نموده است. لذا مطالعه و بررسی این سیستم ها در راستای افزایش راندمان آبیاری، امری مهم و اجتناب ناپذیر به حساب می آید. در این راستا مطالعه مکانیزم حرکت آب در خاک و همچنین توزیع رطوبت در خاک کمک موثری برای درک سیستم های آبیاری و در نتیجه افزایش راندمان آبیاری خواهد کرد. در این تحقیق به منظور مطالعه نحوه ی حرکت آب در خاک و تغییرات رطوبت در خاک، ابتدا آزمایشات آبیاری جویچه ای در زمین های تحقیقاتی خلعت پوشان دانشگاه تبریز انجام گرفت. در این آزمایشات سه سری جویچه ی آبیاری احداث شد که هر سری شامل 4 عدد جویچه بود. طول جویچه ها 60 متر و فاصله ی آنها از هم 5/0 متر بود. پارامتری که در حین این سه آزمایش تغییر کرد دبی ورودی بود طوری که مقدار آن از 4/0 تا 6/1 لیتر بر ثانیه در این آزمایشات متغیر بود. سطح مقطع جویچه ها یک بار قبل از آبیاری و یک بار بعد از آبیاری اندازه گیری شد. قبل از آبیاری برای تعیین رطوبت اولیه در یک نقطه در وسط مزرعه و از چهار عمق با استفاده از آگر نمونه ی رطوبتی برداشته شد. آب به مدت 60 دقیقه به داخل این جویچه ها هدایت شد. زمان های پیشروی آب در خاک و همچنین پسروی آب بعد از قطع جریان یادداشت گردید. در حین آبیاری مقدار جریان ورودی به جویچه ها و همچنین جریان خروجی از جویچه ها با استفاده از فلوم های wsc اندازه گیری شدند. همچنین در حین آبیاری ارتفاع آب در داخل جویچه در سه مقطع ابتدا، وسط و انتها با استفاده از خط کش اندازه گیری شدند. در زمان های نیم و چهار و نیم ساعت بعد از اتمام آبیاری به منظور مطالعه نحوه ی تغییرات رطوبت در داخل خاک در سه مقطع موردنظر نمونه های رطوبتی از نقاط مختلف با استفاده از آگر برداشته شد. این نمونه های رطوبتی در کف دو جویچه ی میانی و از اعماق 10، 20 و 30 سانتیمتری و در فاصله ی بین این دو جویچه و از اعماق 10، 20، 30 و 40 سانتیمتری برداشته شدند. مقدار رطوبت این نمونه ها در آزمایشگاه با استفاده از روش وزنی بدست آمد. داده های بدست آمده از آبیاری جویچه ای ابتدا وارد مدل sirmod شده و شبیه سازی روند آبیاری با استفاده از این مدل انجام گرفت. برای واسنجی مدل sirmod، ضریب n مانینگ طوری تعیین شد تا منحنی پیشروی حاصل از شبیه سازی مدل حداکثر برازش را با داده های آزمایشی داشته باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی این مدل با داده های آزمایشی مورد مقایسه قرار گرفت. این مدل مرحله پیشروی را به خوبی شبیه ساز کرد طوری که مقدار ضریب r^2 برای آن از 952/0 تا 997/0 بود. توانایی این مدل در پیش بینی روند هیدروگراف جریان خروجی چندان خوب نبود طوری که مقادیر rmse و r^2 دارای مقادیر بسیار نامنظمی بودند. این مدل در پیش بینی حجم آب خروجی دقت متوسطی داشت. عدم دقت در پیش بینی حجم آب خروجی منجر به عدم دقت در پیش بینی حجم آب نفوذیافته گردید. عدم دقت این مدل در پیش بینی روند هیدروگراف خروجی را می توان به کوتاه بودن جویچه های آبیاری و نیز تعیین ضرایب معادله نفوذ تنها با استفاده از اطلاعات مرحله پیشروی دانست. نحوه ی توزیع آب در داخل خاک با استفاده از مدل hydrus دوبعدی شبیه سازی شد. بدین منظور شرایط اولیه، شرایط مرزی، پارامترهای هیدرولیکی و سایر داده های مورد نیاز برای اجرای این مدل با استفاده از آزمایشات متعددی به دست آمد. بعد از اجرای مدل، نمونه های رطوبتی بدست آمده از آزمایشات با نتایج شبیه سازی این مدل مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان دهنده توانایی بالای مدل hydrus در پیش بینی حرکت آب در خاک بود طوری که مقدار rmse برای آزمایش های اول تا سوم به ترتیب برابر 04/0، 0437/0 و 048/0 بود. همچنین دقت این مدل در فاصله بین دو جویچه نسبت به کف جویچه ها نسبتاً پایین بود. مقدار حجم آب نفوذیافته با استفاده از نتایج مدل hydrus نیز محاسبه شد که اعداد بدست آمده نشان دهنده ی دقت بالای مدل hydrus نسبت به مدل sirmod در پیش بینی حجم آب نفوذیافته بود. در نهایت با استفاده از داده های آزمایشی و نتایج حاصل از شبیه سازی این دو مدل، تاثیر تغییرات دبی بر حرکت آب در خاک مورد بررسی قرار گرفت و این نتیجه حاصل شد که تاثیر دبی بر روی حرکت آب در خاک و توزیع رطوبت در داخل خاک به صورت تاثیری است که این دبی بر ارتفاع آب داخل جویچه دارد. یعنی اگر دبی زیاد همراه با ارتفاع زیاد آب داخل جویچه باشد (سطح خیس شده زیاد باشد)، در اینصورت حجم آب نفوذیافته زیاد و رطوبت در نقاط مشاهده ای نیز زیاد خواهد بود ولی اگر دبی زیاد همراه با ارتفاع کم آب داخل جویچه باشد (سطح خیس شده کم باشد)، حجم آب نفوذیافته و در نتیجه رطوبت در نقاط مشاهده ای نیز کم خواهد بود. در ضمن مدل hydrus نیز تمامی این نتایج را به خوبی شبیه سازی می کند و تمامی این نتایج را تایید می کند.

برای طراحی سیستم های آبیاری قطره ای لازم است افت بار ناشی از جریان آب در بخش فیلتراسیون تعیین گردد. یکی از مراحل تصفیه فیزیکی آب در این بخش صافی های سیکلونی یا هیدروسیکلون ها می باشد. به منظور محاسبه افت بار ناشی از جریان گردابی موجود در هیدروسیکلون ها لازم است هیدرولیک جریان در این نوع صافی ها به طور دقیق شناحته شود. غالباً برای مطالعات هیدرولیک جریان از مدل آزمایشگاهی استفاده می شود که مستلزم هزینه و زمان زیاد می باشد. با پیشرفت دینامیک سیالات محاسباتی و با استفاده از شبیه سازی عددی جریان، می توان از صرف این هزینه و زمان جلوگیری کرد. در تحقیق حاضر هیدرولیک جریان در صافی سیکلونی به صورت سه بعدی و با استفاده از مدل عددی فلوئنت (fluent) شبیه سازی خواهد شد. برای مدل سازی حالت تک فازی جریان از مدل سازی آشفتگی، مدل های دو معادله ای مانند مورد استفاده قرار خواهد گرفت تا مشخصات جریان و افت بار در این صافی ها تعیین گردد. برای این منظور ابتدا میزان افت بار ناشی از جریان هایی با دبی های مشخص در یک هیدروسیکلون با ابعاد و مشخصات معلوم مورد اندازه گیری قرار گرفت. برای همان مشخصات اقدام به شبیه سازی عددی خواهد شد. با مقایسه نتایج شبیه سازی ها و مقادیر حاصل از آزمایش های عملی، مقایسه نتایج از همخوانی خوب بین شبیه سازی عددی . مدل فیزیکی می دهد. سپس ساختار جریان در هیدروسیکون و افت انرژی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان می دهد که در هیدروسیکون 20 اینچ از دیدگاه افت انرژی ، کمترین میزان افت انرژی و جریان های گردابه ای را دارد.

غالباًطراحی و برنامه ریزی آبیاری قطره ای بدون آگاهی کافی از توزیع رطوبت در خاک انجام می گیرد که در نتیجه به طراحی وبرنامه ریزی صحیح ختم نمی شود. فاصله بین خروجی ها روی لوله آبده و فاصله لوله های آبده از یکدیگر بایستی براساس قطر خاک مرطوب شده توسط گسیلنده ها تعیین شوند. مدت آبیاری نیز بستگی به سرعت پیشروی جبهه رطوبتی در محدوده توسعه ریشه گیاه دارد. لذا در یک طرح آبیاری قطره ای تعداد خروجی، شدت جریان و مدت آبیاری بایستی طوری در نظرگرفته شود که حجم خاک مرطوب شده تا حدممکن به حجم ریشه محصول منطبق شود. با توجه به اینکه خاک های زراعی در اثر شخم و عملیات زراعی به دولایه با چگالی متفاوت تبدیل می شوند، به طوریکه لایه بالایی بافتی سبکتر نسبت به لایه پایینی دارا می باشد. در این مطالعه گسترش جبهه رطوبتی در خاک دولایه مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های صحرایی به منظور تعیین پیشروی جبهه رطوبتی در آبیاری قطره ای تحت منبع خطی و نقطه ای در خاک دولایه، در اراضی تحقیقاتی کرکج متعلق به دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز انجام گردید. به منظور بررسی اثر زمان آبیاری و حجم آب وارد شده به خاک بر روی گسترش افقی و عمودی جبهه رطوبتی، آزمایش ها در چهار زمان 1، 3، 5 و 7 ساعت در خاک دو لایه انجام گردید. نتایج نشان داد که با افزایش زمان آبیاری، پیشروی افقی و عمودی جبهه رطوبتی افزایش می یابد اما بعد از گذشت 5 ساعت ابعاد جبهه رطوبتی تغییر چندانی نشان نداد. در لایه دوم به دلیل بافت سنگین آن گسترش پیاز رطوبتی بسیار کند بوده و تنها مقدار رطوبت در آن افزایش می یابد. همچنینبا کاربرد مدل هایدروس دو بعدی اقدام به شبیه سازی آزمایش های انجام یافته در شرایط مشابه گردید. مقایسه نتایج حاصل از آزمایش-های صحرایی با شبیه سازی عددی دو بعدی مدل هایدروس تطابق رضایت بخش شبیه سازی ها با مشاهدات را نشان داد. بر اساس نتایج حاصل نتیجه گرفته شد که دقت مدل هایدروس در شبیه سازی جبهه رطوبتی در خاک دو لایه زمانی که آب به لایه دوم رسیده باشد کاهش می یابد.

به منظور بررسی اثر شیب زمین ، دبی قطره چکان و مدت زمان آبیاری، مطالعات مزرعه ای در ایستگاه تحقیقاتی دانشگاه تبریز و پایاب سد امند، بر روی سه شیب صفر، 15 و30 درصدو با 3 دبی قطره چکان 2، 4 و8 لیتر بر ساعت در زمان های مختلف، بر روی خاک با مشخصات فوق انجام شد. ابعاد حجم خاک خیس شده بطور مستقیم و با حفاری بخش خیس شده خاک اندازه گیری شد. مقایسه داده های مشاهداتی با داده های حاصل از شبیه سازی نشان داد که در صورت جابجایی مناسب محل تغذیه در سطح خاک، مدل هایدروس می تواند نحوه توسعه رطوبت در اراضی شیب دار را شبیه سازی نماید. به منظور تعیین میزان جابجایی، یک معادله تجربی بر مبنای حجم آب کاربردی، دبی قطره چکان و شیب زمین استخراج گردید. ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا بین مقادیر مشاهداتی و مقادیر حاصل از رابطه تجربی برابر 84/0، 94/0و 98/0، و 04/2، 5/2 و 4/3 به ترتیب برای شیب های 0،15 و 30 درصد حاصل گردید. همچنین رابطه ای برای موقعیت قرار گیری قطره چکان در شیب های 15و 30 درصد بدست آمد

یکی از بخش های مهم در هر سیستم آبیاری از جمله آبیاری قطره ای به منظور اصلاح سیستم و مدیریت هر چه بهتر آن و افزایش طول عمر سیستم، بررسی و ارزیابی میدانی آن است. در این مطالعه 5 سیستم آبیاری قطره ای در شبکه سد ستارخان انتخاب گردید و عملکرد آن ها از نظر فنی مورد ارزیابی قرار گرفت. اندازه گیری ها طبق دستورالعمل اداره حفاظت خاک آمریکا (scs) انجام شد. در کلیه سیستم ها دبی قطره چکان ها، فشار ابتدا و انتهای لوله های لترال بر روی مانیفلد انتخابی اندازه گیری شد. در هر سیستم روی مانیفلد انتخابی، چهار لوله لترال در ابتدا، یک سوم فاصله از ابتدا، دو سوم فاصله از ابتدا و انتهای مانیفلد انتخاب شد و روی هر لوله لترال نیز با در نظر گرفتن همان تناسب در 4 نقطه اندازه گیری صورت گرفت. در کل سیستم در حال کار، حداقل فشار ورودی لترال بر روی مانیفلدهای در حال کار نیز اندازه گیری شد. نتایج اندازه گیری ها نشان داد که در همه مزارع، دبی اندازه-گیری شده قطره چکان ها دبی اسمی را نشان نمی داد که این به دلیل نامناسب بودن توزیع فشار و گرفتگی قطره چکان ها یا ایجاد تغییرات در ساختمان قطره چکان ها و یا ضریب تغییرات ساخت بالای قطره چکان ها می باشد. یکنواختی پخش آب در سیستم ها (?eu?_s) بین 13/48 تا 8/82 درصد متغیر و به عبارتی عملکرد سیستم ها بر مبنای این شاخص در محدوده ضعیف تا خوب بود. راندمان پتانسیل کاربرد چارک پایین در سیستم ها (?(pelq?_s در محدوده 31/43 تا 52/74 درصد متغیر بود. به طوری که فقط یکی از مزارع دارای عملکرد نسبتاً خوب و بقیه مزارع دارای عملکرد ضعیف بودند. راندمان کاربرد چارک پایین مزارع (? (aelq?_s در محدوده 7/52 تا 79/68 درصد متغیر بود بر مبنای این شاخص نیز همه مزارع دارای عملکرد ضعیف بودند. در همه مزارع درختان بیشتر از نیاز آبی، آب دریافت می کردند و تلفات عمقی وجود داشت. به طور کلی از دلایل پایین بودن عملکرد سیستم ها می توان به توزیع نامناسب فشار در سیستم ها، اختلاف فشار زیاد در سیستم ها، نامناسب بودن عمق آب آبیاری، پایین بودن دانش و مهارت آبیاران و مدیریت ضعیف بهره برداری از سیستم ها اشاره نمود. همچنین برای بررسی دقت مدل هایدروس در شبیه سازی توزیع رطوبت در محل قطره چکان، از شاخص های آماری rmse و r^2 استفاده شد. بر اساس نتایج حاصل پیش بینی مدل در مقایسه با داده های مشاهداتی مزرعه ای از دقت خوبی برخودار بود و مقادیر مشاهداتی و برآورد شده بر یکدیگر مطابقت دارند. نتایج این بررسی استفاده از هایدروس را به عنوان وسیله ای برای بررسی و طراحی فعالیت های مدیریتی آبیاری قطره ای (فاصله بهینه قطره چکان ها و ... ) توجیه می کند.

تلفیق اطلاعات خواص هیدرولیکی خاک، هندسه ترک ها و چگونگی پاسخ گیاه برنج به تنش خشکی در مقیاس مزرعه با مدل های شبیه سازی فرآیندهای فیزیکی خاک و گیاه، زمین آمار و سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) ابزاری امیدبخش برای مدیریت بهینه آب در شرایط محدودیت کمی و کیفی آب در مقیاس ناحیه ای است. این پژوهش با هدف: 1- تعیین مناسب ترین مدل سری زمانی به منظور پیش بینی دبی سالانه رودخانه های قزل اوزن و شاهرود در حوضه آبریز سپیدرود بر پایه آماره های نیکویی برازش، 2- بررسی نحوه ترک برداری، خصوصیات هندسی و چگونگی توسعه ترک ها در خاک های سطحی شالیزاری در شرایط مختلف شوری، 3- تعیین بهترین مدل کاهش جذب آب برای گیاه برنج (رقم هاشمی) جهت پیش بینی عملکرد در شرایط محدودیت هم زمان خشکی و شوری و 4- شناسایی محدوده های بحرانی ناشی از تنش خشکی و شوری احتمالی در مقیاس ناحیه ای انجام شد. با توجه به اهمیت فراوان آورد رودخانه های قزل اوزن و شاهرود در حوضه آبریز سپیدرود برای تامین آب مورد نیاز استان گیلان، بر مبنای آمار ثبت شده 43 ساله، روند تغییرات، تداوم و پیش بینی دبی جریان با استفاده از آزمون ناپارامتری من کندال، احتمال ویبل و مدل arma مشخص گردید. نتایج نشان داد از سال 1375 تا کنون کاهش میانگین دبی و تداوم کمبود جریان در رودخانه سپیدرود پدیده غالب بوده و از سوی دیگر شوری آب این رودخانه نیز از 81/1 به 66/2 دسی زیمنس بر متر افزایش یافته است. در سال های آتی با افزایش فاصله آبیاری در هر تناوب بروز ترک به علت غالب بودن کانی انبساط پذیر اسمکتیت و محتوای بالای رس (با میانگین 30 درصد)خاک های شالیزاری استان گیلان اجتناب ناپذیر و هدر رفت آب در خاک های ترک دار از مهم ترین مشکلات مطرح می باشد. بررسی خصوصیات هندسی و چگونگی توسعه ترک ها در خاک های سطحی شالیزاری با شوری های آب آبیاری برابر با 2، 3، 4 و 5 دسی زیمنس بر متر در هر دو مقیاس آزمایشگاه و مزرعه نشان داد که تغییر حجم خاک با انقباض عمودی آغاز شده و بروز ترک در همه تیمارها در رطوبت نزدیک به اشباع رخ می¬دهد. هر چند افزایش شوری خاک توسعه ترک را با تاخیر مواجه ساخت اما متوسط پهنا و عمق ترک ها را افزایش داد. بررسی اثر هم زمان تنش های شوری و خشکی بر گیاه برنج (رقم هاشمی به عنوان رقم غالب استان گیلان) نشان داد بهترین مدل در پیش بینی اندازه کاهش جذب آب در شرایط تنش های هم زمان شوری و کم آبیاری، مدل همایی و فدس (1999) است. حد آستانه کاهش عملکرد در اثر تنش خشکی برابر با 80 درصد رطوبت اشباع خاک و حد آستانه تنش شوری برابر با 83/2 دسی زیمنس بر متر می باشد. اثر تنش های شوری و خشکی بر جریان افقی و عمودی آب در خاک های ترک دار شالیزاری در حضور گیاه برنج رقم هاشمی در شرایط مزرعه ای نشان داد چنانچه ترک هایی با اندازه متوسط در سطح مزرعه تشکیل گردد آبیاری مداوم گیاهان حتی با آبی با کیفیت پایین منجر به عملکرد بالاتری نسبت به استفاده از دور آبیاری شش روز خواهد شد. علی رغم مصرف کم تر آب در تیمارهای آبیاری متناوب، بیش ترین بهره وری آب مربوط به تیمارهای آبیاری غرقاب در شرایط ترک مویین بود. هم چنین ترک های متوسط ایجاد شده در سطح شالیزار به طور قابل توجهی نشت جانبی را افزایش دادند. اثر شوری آب آبیاری بر شدت نشت جانبی معنی دار نبوده و ترک ها بعد از مرطوب کردن خاک بسته نشدند. اثر مدیریت کمی و کیفی آب از پایان مرحله پنجه زنی بر گیاه برنج در مقیاس ناحیه ای نشان داد در بیش تر شالیزارهای واقع در جنوب غربی و غرب ناحیه مطالعه شده احتمال بروز و توسعه ترک از نظر زمانی سریع تر از دیگر نقاط بوده و در نتیجه تلفات آب بیش تر و خطر (ریسک) تنش خشکی بالاتر است و شوری خاک در پایان فصل کشت نیز در این ناحیه ها بیش تر است. در این زمین ها مقدار رس بیش تر و مقدار کربن آلی و ضخامت خاک سطحی کم تر بود.

آبیاری قطره¬ای که یکی از روش¬های آبیاری موضعی است گسترش روزافزونی در جهان دارد. مدیریت بهتر این روش نیازمند شناخت هر چه بهتر محاسن و معایب آن می¬باشد، که جز با مطالعه دقیق در این زمینه مقدور نخواهد بود. اخیرا مطالعاتی برای توصیف جریان در خاک، در آبیاری قطره¬ای سطحی و زیر سطحی صورت گرفته است که اکثر آنها در محیط¬های همگن بررسی شده¬اند ولی توزیع رطوبت در خاک¬های لایه¬ای و مخصوصا شیب¬دار کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر آزمایش¬های صحرایی به منظور تعیین الگوی توزیع رطوبت خاک توسط قطره¬چکان¬های زیر سطحی در خاک دولایه و در دو حالت مسطح و شیب¬دار انجام گرفت و اثرات شیب زمین، لایه¬ای بودن خاک به طور منفرد و اثرات توان این دو بر الگوی خیس-شدگی خاک توسط قطره¬چکان¬های زیر سطحی بررسی شد آزمایش¬های این تحقیق در اراضی تحقیقاتی کرکج متعلق به دانشکده کشاورزی تبریز انجام یافت. از نرم¬افزار هایدروس جهت شبیه¬سازی جبهه رطوبتی در شرایط مشابه استفاده شد. به منظور برآورد دقت نرم¬افزار، فواصل شعاعی جبهه رطوبتی مشاهداتی و شبیه¬سازی شده از محل قطره¬چکان در زاویه¬های مختلف مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که نرم¬افزار هایدروس با داشتن میانگین خطای استاندارد 47/2 و ضریب همبستگی 84/0 و ضریب کارایی مدل 24/0 در خاک مسطح و میانگین خطای استاندارد 03/4 و ضریب همبستگی 79/0 و ضریب کارایی مدل 36/0 در خاک شیب¬دار و همچنین تطابق خوبی با داده¬های مشاهداتی داشته و مدل خوبی برای شبیه-سازی حرکت آب در خاک می¬باشد. با توجه به معیارهای آماری، نرم¬افزار در شبیه¬سازی پیاز رطوبتی ایجاد شده در خاک مسطح نسبت به خاک شیب¬دار دارای دقت بالاتری است و منحنی¬های پیشروی برآورد شده تطابق بیشتری با منحنی¬های پیشروی مشاهداتی دارد. همچنین مقایسه بین پروفیل مشاهداتی در خاک¬های مسطح و شیب¬دار ، بیانگر این موضوع بود که با افزایش ساعات آبیاری پروفیل ایجاد شده در خاک¬های شیب¬دار با پروفیل حاصل در خاک¬های مسطح تطابق بیشتری می¬یابد. مقدار رطوبت در مرز پروفیل رطوبتی در آبیاری¬های طولانی مدت نسبت به مرز پروفیل¬های تشکیل شده در ساعات اولیه کاهش یافته و بنابراین باعث می¬شود حرکت آب در خاک بیشتر تحت تاثیر نیروی ماتریک باشد و نه نیروی ثقلی. تحقیق حاضر بیانگر این موضوع بود که غیر همسان بودن خاک تاثیر چندانی بر روی حرکت توسط نیروی ماتریک ندارد. همچنین تفاوت چندانی در گسترش عمودی جبهه رطوبتی خاک مسطح و شیب¬دار مشاهده نشد.

به دلیل نگرانی جهانی بر سر منابع آب و محیط زیست توجه به آب های زیرزمینی و آب های سطحی که به دلیل ارتباط متقابل می تواند بعنوان یک منبع واحد در نظر گرفته شود به طور فزاینده ای مشهود و از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است. مشکلات مربوط به تامین آب، کیفیت آب، و تخریب محیط های آبی اغلب گزارش شده است. در بسیاری از این مسائل اثر متقابل آب های زیرزمینی و آب های سطحی به یک نگرانی مهم تبدیل شده است. مطالعه حاضر بر روی رودخانه آجی چای واقع در دشت تبریز و در شرق دریاچه ارومیه¬¬، به منظور شناسایی عوامل موثر بر آلودگی رودخانه و آبخوان دشت تبریز و مدیریت و کنترل بهتر کیفیت منابع آب، با بهره گیری از تحلیل مولفه های اصلی، روش های هوش مصنوعی (شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم ژنتیک و درخت تصمیم m5) و زمین آمار (کریجینگ و کوکریجینگ)، از طریق تحلیل داده های کیفیت آب (کاتیون ها، آنیون ها) در طی دوره آماری 1380 تا 1392 صورت گرفت. تحلیل های چند متغیره آماری قادر است حجم گسترده ای از داده ها را پردازش نماید و به عنوان راهکاری کمی در مدیریت کیفیت آب رودخانه های استان مطرح گردد. تعیین مهم ترین پارامترهای تاثیرگذار در کیفیت آب منجر به کاهش هزینه ها و هدفدار نمودن پایش، و کنترل و حفاظت کیفیت آب می شود. نتایج تحقیق حاکی از آن است که گرچه روش شبکه عصبی مصنوعی تکاملی با اختلاف خیلی کمی در مقایسه با روش m5 پیش بینی نسبتا دقیق تری از میزان کلر، شوری و نسبت جذبی سدیم ارائه می کند، اما روش درخت تصمیم گیری (m5) روابط ساده خطی، قابل فهم تر و کاربردی تری برای پیش بینی کلر، شوری و نسبت جذبی سدیم ارائه می کند. و نوع تصمیمات گرفته شده براساس طبقه بندی در الگوریتم های درخت تصمیم، مشخص، شفاف و قابل استخراج است. همچنین نتایج حاصل از کاربرد روش های زمین نشان داد که وضعیت آبخوان دشت تبریز از لحاظ کیفی نسبت به سال های قبل در وضعیت نامطلوب قرار گرفته و در بخش غربی دشت به دلیل برداشت زیاد توسط چاه ها میزان شوری آب افزایش یافته است، که موجب برهمکنش مرز بین آبخوان ساحلی و شیرین و هجوم آب شور دریاچه ارومیه به آبخوان دشت تبریز شده است.

از بین روش های تجربی متعدد ارائه شده برای محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع، در سال 1990 از سوی کمسیون بین المللی آبیاری و زهکشی (icid) و سازمان خوار و بار جهانی (fao) روش فائو پنمن- مونتیث به عنوان روش استاندارد برای محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع پیشنهاد شده است. عوامل بسیار زیادی در تعیین تبخیر و تعرق دخیل هستند که از جمله این موارد می توان به سرعت باد اشاره نمود. با افزایش سرعت باد، میزان تبخیر و تعرق و به تبع آن، نیاز آبی گیاه افزایش می یابد. در بیشتر مدل های برآورد نیاز آبی، سرعت متوسط باد برای تخمین تبخیروتعرق مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به این که باد یک عامل احتمالاتی است و روند تغییرات نیازآبی با تغییرات باد خطی نمی باشد، استفاده از مقادیر متوسط، از دقت و اطمینان کافی برخوردار نمی-باشد. دراین تحقیق به منظور بررسی اثر باد، ابتدا تحلیل آماری- احتمالاتی سرعت باد با استفاده از توزیع های احتمالاتی رایج انجام گرفت. سپس بهترین مدل پیش بینی باد شناسایی شد و در نهایت با استفاده از مقادیر حاصل شده از تحلیل های آماری- احتمالاتی و کاربرد معادله فائو پنمن- مونتیث، نیاز آبی گیاه محاسبه گردید و اثر سرعت باد با احتمالات مختلف، روی مقادیر آب مورد نیاز مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج به دست آمده از رابطه پنمن مونتیث فائو نشان داد، استفاده از مقادیر حاصل از سطوح احتمالات وقوع مختلف برای سرعت باد برای تعیین میزان تبخیر و تعرق، تاثیر بسیار اندکی در مقادیر تبخیر و تعرق به دست آمده داشت به گونه ای که بیشترین اختلاف میزان تبخیر و تعرق بین سطوح احتمالات وقوع 50% و 65% برای سرعت باد، به اندازه 187/0 میلی متر معادل 74/2 درصد در ده روز بیست و چهارم از سال میلادی (دهه سوم ماه آگوست همزمان با دهه اول شهریور ماه) به دست آمد (با مقدار میانگین 08/0 معادل 5/2 درصد) و برای سطوح احتمالات وقوع 50% و 80% ، اختلافی به اندازه 403/0 معادل 89/5 درصد در میزان تبخیر و تعرق مربوط به همان دهه از سال میلادی وجود داشت (با مقدار میانگین 18/0 معادل 4/5 درصد). در این تحقیق از اطلاعات ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک تبریز واقع در فرودگاه تبریز در طول جغرافیایی 46 درجه و 17 دقیقه شرقی و عرض 38 درجه و 41 دقیقه شمالی با ارتفاع 1361 متر از سطح دریا و در شمال غرب ایران استفاده شده است.

کشورهای خشک و نیمه خشک همواره با محدودیت منابع آب شیرین روبرو بوده اند و برای مصارف آبیاری محصولات کشاورزی، ناگزیر به استفاده از آب هایی با سطوح مختلف شوری می باشند. این روند به افزایش شوری خاک های با پتانسیل تولید محصول مناسب، دامن می زند. هر چه یافته های علمی در زمینه نحوه انتقال، تجمع، توزیع و خروج نمک از خاک افزایش یابد، موفقیت بیشتری در کاهش اثرات مخرب ورود آن به خاک، حاصل خواهد شد. با توجه به اینکه مطالعات کافی جهت بررسی راندمان آبشویی در بافت های مختلف صورت نگرفته است، در این پژوهش با در نظرگرفتن گیاه گندم به عنوان یک گیاه استراتژیک، انتقال نمک، راندمان آبشویی و تاثیر نوع بافت خاک و سطوح شوری در عملکرد گیاه گندم برای سطوح مختلف شوری و بافت خاک ابتدا به صورت تجربی بررسی گردید، سپس با نرم افزار هایدروس دو بعدی، شبیه سازی انجام گرفت. این آزمایش به صورت طرح فاکتوریل، برای سه کلاس بافتی خاک (بافت لوم شنی، لومی و لوم رسی) و آب آبیاری در 4 سطح شوری (آب شهری، 4، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر) در 3 تکرار اجرا شد. بررسی انتقال نمک ابتدا به صورت تجربی بر روی ستون های خاک انجام شد، سپس به شبیه سازی در شرایط مشابه با شرایط آزمایشگاهی اقدام گردید. با توجه به اینکه آب آبیاری در 4 تیمار از ترکیب آب شهری و نمک nacl بود، برای بررسی راندمان آبشویی، سهم آبشویی 0/2 برای همه تیمارها به جز تیمار مربوط به آب شهری اعمال شد و میزان تاثیر اعمال این سهم از آب آبیاری، در خارج نمودن نمک اضافه شده به ناحیه ریشه گیاه گندم، بررسی گردید، همچنین پس از برداشت گندم تاثیر دو کلاس بافتی خاک و سطوح مختلف شوری بر روی عملکرد گندم بررسی شد. با مقایسه داده های شبیه سازی شده و داده های تجربی به دست آمده از پژوهش حاضر، مشخص گردید که در این مورد، شبیه سازی عددی در انتقال نمک از دقت قابل قبولی برخوردار است. نتایج، عدم کفایت جزء آبشویی0/2 را جهت خارج نمودن نمک اضافی از پروفیل خاک به ویژه در سطوح شوری بالا را نشان داد و بدترین وضعیت به جهت تجمع نمک ناشی از کاربرد آب آبیاری حاوی نمک، در خاک لوم رسی حاصل شد. پس از برازش داده های آبشویی بر مدل های ریاضی برای هر کدام از خاک های لوم شنی، لومی و لوم رسی به ترتیب رابطه های لگاریتمی، توانی و خطی به صورت بهترین مدل شوری زدایی معرفی گردید و بر اساس آن مقادیر بازده آبشویی برای 3 کلاس بافتی خاک و 3 سطح شوری ارائه گردید، به ترتیب بیش ترین و کم ترین مقدار راندمان مربوط به خاک با بافت لوم شنی و لوم رسی می-باشد. اثر کلاس بافتی خاک، سطوح مختلف شوری آب آبیاری و سه عمق مورد بررسی (10، 40 و 70 سانتی متری) در ستون های خاک، بر روی غلظت نمک های موجود در عصاره های اشباع نمونه های خاک مربوط به سه عمق مذکور ارزیابی گردید، نتایج بدین صورت می باشد، غلظت نمک در بافت لوم رسی بیشترین مقدار و در بافت لوم شنی کم ترین مقدار را دارا بوده است و در عمق 40 سانتی متری ستون خاک و در عمق 10 سانتی متری به ترتیب بیش ترین و کم ترین مقدار نمک اندازه گیری شد، همچنین در تیمارهای آب آبیاری، با شوری 12 دسی زیمنس بر متر بیشترین مقدار و در آب شرب شهری کم ترین مقدار تجمع نمک اتفاق افتاد. اثر متقابل بافت خاک و شوری بر روی 3 صفت تعداد دانه در سنبله، ارتفاع بوته و طول میان گره اول که بر چگونگی عملکرد گیاهی اثر گذار می باشند، بررسی شد، نتایج آنالیز آماری، نشان داد که هر دو عامل، اثر معنی داری (p≤5%) بر روی طول میان گره اول داشته و با افزایش غلظت نمک، طول میان گره اول به ترتیب در سه بافت لوم شنی، لومی و لوم رسی کاهش می یابد.

این تحقیق به منظور بررسی و تحلیل تغییرات مکانی و زمانی پوشش گیاهی و تبخیر- تعرق با استفاده از تصاویر ماهواره¬ای برای دوره آماری تابستان 1392 انجام پذیرفت. توانایی فناوری سنجش از دور برای مطالعه مناطق وسیع به اثبات رسیده است. همچنین الگوریتم توازن انرژی سطحی برای زمین (سبال) که شامل بیست و پنج زیر مدل می¬باشد به طور وسیع در فناوری سنجش از دور جهت برآورد تبخیر- تعریق مناطق با وسعت زیاد بکار می¬رود. در مجموع از پنج تصویر بدون ابرناکی ماهواره لندست 8 جهت تولید تصاویر شاخص¬های گیاهی، دمای سطحی، تابش طول موج کوتاه و بلند ورودی، تابش طول موج بلند خروجی، تابش خالص، شار گرمای خاک و محسوس با بهره¬گیری از الگوریتم سبال برای قسمتی از استان آذربایجان¬شرقی که شش دشت را در برمی¬گرفت استفاده گردید. همچنین، پوشش گیاهی منطقه با استفاده از تصاویر بازتابندگی و آلبیدو طبقه¬بندی گردیده و تبخیر- تعرق لحظه¬ای و روزانه استخراج گردید. نقشه-های بدست آمده نشان از روند کاهشی پوشش¬های گیاهی بجز پوشش مرتع و مناطق بدون پوشش در دوره مورد مطالعه بود. با این حال، نقشه¬های تبخیر- تعرق روند افزایشی را تا اواسط تابستان نشان داده و سپس بعد از اتمام روزهای گرم سال روند کاهشی را پیش گرفتند. به دلیل وجود باد و شار گرمای تبخیر، اکثر مناطق بدون پوشش به جهت وجود پدیده فرارفت گرمایی دارای تبخیر- تعرق بوده¬اند. نتایج نشان داد استفاده از فناوری سنجش از دور جهت برآورد تغییرات پوشش گیاهی و تبخیر- تعرق و نیز شار انرژی در مقیاس بزرگ بسیار مفید می¬باشد. با این حال، مطالعات دیگری می¬تواند جهت ارزیابی دقت برآوردهای مکانی و زمانی پوشش گیاهی و تبخیر- تعرق با مقایسه نتایج بدست آمده از تصاویر ماهواره¬ای و نتایج اندازه¬گیری شده صورت پذیرد.

بازده مصرف آب در بخش کشاورزی در بیشتر کشورهای جهان پایین است. هر پروژه میباید پس از طراحی و اجرا مورد بررسی قرار گرفته و کارایی و عملکرد آن تحت شرایط مزرعه، بررسی گردد. با ارزیابی عملکرد سامانه های آبیاری، بسیاری از نقاط ضعف آن ها نمایان میشود. لذا به منظور ارزیابی چگونگی طراحی و بهره برداری سامانه های آبیاری بارانی کلاسیک ثابت اجرا شده در شبکه آبیاری سد آیدوغموش در استان آذربایجان شرقی، 4 واحد آبیاری زراعی که به صورت سامانه آبیاری بارانی کلاسیک ثابت آبپاش متحرک که از 4 خط آبرسان متفاوت تغذیه می شوند و دارای طول و عرض جغرافیایی و کد ارتفاعی متفاوت می باشند و از بین سامانه هایی که حداقل یک فصل زراعی از بهره برداری آنها سپری گردیده، انتخاب شده و مورد ارزیابی قرار گرفت. در ارزیابی سامانه های آبیاری فوق معیارهای ضریب یکنواختی بلوک آزمایش (cu)، یکنواختی توزیع بلوک آزمایش (du)، ضریب یکنواختی سامانه (cus)، یکنواختی توزیع سامانه (dus)، بازده پتانسیل کاربرد چارک پایین (pelq) ، بازده کاربرد چارک پایین (aelq) ، تلفات تبخیر و بادبردگی (wdel)، تلفات نفوذ عمقی (dp) و کفایت آبیاری (adirr) تعیین گردید. در این ارزیابی بطور میانگین در چهار سیستم ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع، راندمان پتانسیل و راندمان کاربرد 74/57، 74/08، 61/05، 61/05 درصد تعیین شد. پس از ارزیابی عملکرد سامانه ها ،مشکلات سامانه ها شناخته شده و راهکارهایی جهت بهبود سامانه ها ارایه شد.

مدیریت بهینه مصرف آب کشاورزی و کاهش تلفات آب در طرح های آبیاری از اهمیت بالایی برخوردار است. از دلایل عمده اهمیت بررسی میزان نشت می توان به تلفات آب در اثر نشت، تنزل کیفیت اراضی و خاک اطراف کانال در اثر نشت و تهدید محیط زیست منطقه در اثر نشت اشاره نمود. مهم ترین مسائلی که کانال-های خاکی با آن مواجه هستند، مربوط به فرسایش، ته نشین شدن رسوبات معلق و اتلاف یا نشت از بدنه کانال است که می بایست از لحاظ طراحی مورد توجه قرار گیرند. در این پژوهش با توجه به اهمیت نشت در کانال های آبیاری، تلفات ناشی از نفوذ آب از بدنه کانال یا دبی نشت مورد بررسی قرار می گیرد. برای پیدا کردن روش مناسب محاسبه دبی نشت جهت جلوگیری از هدر رفت آب در کانال های خاکی تاکنون تلاش-های فراوانی به عمل آمده است، ولی متأسفانه در این زمینه روش دقیقی ارائه نشده است. هدف از این پژوهش بررسی توانایی نرم افزار seep/w برای محاسبه دبی نشت است. برای رسیدن به جواب های منطقی و از بین بردن احتمالات و خطاها تعداد نزدیک به 200 نوع کانال خاکی به صورت عددی مورد تجزیه و تحلیل قرار داده شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

بدلیل عدم کفایت بارندگی و نیز بدلیل عدم بموقع به آبهای سطحی، بهره برداری از آبهای زیرزمینی برای تامین نیازهای آبی کشور مورد توجه قرار دارد. بهره برداری بیرویه از منابع آبهای زیرزمینی در بسیاری از نقاط کشور باعث به هم خوردن تعادل طبیعی آنها گردیده است . در این پژوهش روشهای مدیریت هیدرولیکی (روش جایگزینی-روش ماتریس پاسخ) برای بهینه سازی بهره برداری از آبهای زیرزمینی مورد استفاده قرار گرفته است . در هر دو روش مذکور مقادیر بهینه پمپاژ از سفره آب زیرزمینی در یک ناحیه معین تحت محدودیتهای مختلف از جمله هجوم آب شور دریاچه و دبی مجاز چاهها تعیین می گردد. در روش جایگزینی سفره آب زیرزمینی سلول بندی گردیده و معادله بیلان برای هر سلول بعنوان محدودیت بکار برده می شود در حالیکه در روش ماتریس پاسخ نقاط کنترلی انتخاب و محدودیتهای مورد نظر بر آن نقاط اعمال می گردد. در آخر هر دو روش با استفاده از برنامه ریزی خطی مقادیر بهینه پمپاژ از سلولها و یا چاهها را بدست می دهند. در این تحقیق از روشهای مدیریت هیدرولیکی برای جلوگیری از هجوم آب شور دریاچه ارومیه به سفره آب زیرزمینی دشت تسوج آذربایجان شرقی استفاده گردیده و نتایج زیر حاصل شده است : 1) با بکار بردن مدل مدیریت ماتریس پاسخ در نواحی از سفره آب زیرزمینی تحت محدودیتهای موجود (هجوم آب شور-دبی مجاز چاه ها) با بدست آمدن میزان دبی چاهها براساس مدل، چاههایی که برداشت از آنها مجاز نمی باشد معلوم و حذف می گردد. 2) با بکار بردن مدل مدیریت جایگزینی بر اساس مقدار سفره (تغذیه طبیعی و تغذیه مصنوعی) و مقدار تقاضای آب میزان بهره برداری مجاز از هر سلول مشخص می گردد. 3)روش جایگزینی به علت اینکه اطلاعات زیادی از سفره در آن بکار برده می شود نسبت به روش ماتریس پاسخ دقیقتر می باشد ولی در حالتی که اطلاعات محدود باشد روش ماتریس پاسخ ارجحیت خواهد داشت .

خشکسالی در طول چهار دهه اخیر از دیدگاههای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. این تحقیق دیدگاه هواشناسی خشکی را بعنوان هدف اصلی مدنظر قرار داده است. طبق دیدگاه هواشناسی خشکی عبارتست از کاهش مقادیر ماهانه و سالانه بارش به زیر حالت نرمال. نواقص آماری به وسیله روش منحنی جرم مضاعف تکمیل شده، سپس روش هربست برای آمار بارندگی 30ساله 14 ایستگاه باران سنجی در استان آذربایجان شرقی بکار گرفته شده و آنالیز فرکانس خشکی مطابق با نتایج شدت خشکی نسبی روش هربست برای کلیه ایستگاهها انجام گردیده و منحنی های شدت-مدت و فرکانس به فرم ‏‎y=atb‎‏ که از برازش منحنی های شدت -مدت حاصل شده برای تمام ایستگاهها استخراج گردیده است که در این رابطه ‏‎y‎‏ شدت نسبی خشکی و ‏‎‏‎t‎‏ مدت تداوم خشکی می باشد. نقشه های هم شدت نسبی خشکی برای دوره های بازگشت مذکور ترسیم شده است. طبق این نقشه ها خشکسالی در سطح استان آذربایجان شرقی از نظر شدت همگن نبوده و از شمال به جنوب رو به افزایش است. کمترین شدت خشکی در ایستگاه قرمزی گل و بیشترین شدت خشکی در ایستگاههای سعیدآباد، ملکان و مرند اتفاق می افتد.

با توجه به اینکه ارزیابی هر سیستم آبیاری بر پایه اندازه گیری در شرایط واقعی مزرعه و حین کار طبیعی سیستم استوار می باشد، این تحقیق در دو مزرعه از مزارع 201 شرکت کشت و صنعت نیشکر هفت تپه برای سه نوبت آبیاری متوالی صورت گرفت. در هر کدام از مزارع هفت شیار متوالی انتخاب بطوری که شیارهای زوج آزمایشی و شیارهای فردی حایل بودند مزارع به روش آبیاری شیاری انتها بسته آبیاری می شد. متوسط طول شیار در مزرعه ‏‎201 c1‎‏، 268 متر و در ‏‎201 e‎‏، 165 متر و نیشکر در کف شیار کشت شده بود، جهت تعیین ویژیگهیای فیزیکی و شیمیایی خاک، به فواصل 100 متری در طول یک شیار، در دو عمق 33-0 و 66-33 سانتیمتری نمونه های خاک تهیه شد. برای اندازه گیری شدت جریان ورودی به شیارهای آزمایشی فلوم های ‏‎wsc‎‏ در فاصله سه متری ابتدا شیار نصب شد. برای تعیین زمان های پیشروی و پسوری طول شیارهای آزمایشی به فواصل 20 متری ایستگاه گذاری شد. جهت تعیین روطبت در طول شیارهای حایل با فواصل 50 متری در دو عمق فوق الذکر یک روز قبل از آبیاری و 48 ساعت بعد از آبیاری به وسیله متد تهیه شد. نتایج نهایی تحقیق عبارتند از: 1-متوسط راندمان کاربرد آب در مزرعه ‏‎201 c1‎‏، 12/52% و در مزرعه ‏‎201e‎‏، 36/61% می باشد. 2-عمق آب زهکشی در مزرعه 1 ‏‎201c‎‏،5/05 سانیمتر، تقریبا دو برابر عمق آب زهکشی طراحی (85/2 سانتیمتر) و به همین ترتیب در مزرعه ‏‎201 e‎‏، 9/81 سانتیمتر که تقریبا سه برابر عمق آب زهکشی طراحی (98/2 سانتیمتر) می باشد. 3-شدت تخلیه زهکشی مزرعه ‏‎201 c1‎‏، 22/7 میلیمتر در روز و در مزرعه ‏‎201e‎‏، 14/01 میلیمتر در روز می باشد. در هر دومزرعه کمبود رطوبت واقعی خاک بیشتر از کمبود رطوبت مجاز خاک بود و آبیاری های دیرتر از زمان نیاز گیاه به آب انجام گرفته بودند. 5-راندمان نیاز آبی در دو مزرعه 100% بود و هر دو مزرعه از لحاظ کفایت مشکلی نداشتند. جمع بندی و تحلیل نتایج حاصل از تحقیقات بیانگر ضعف مدیریت آبیاری در مزرعه می باشد، علاوه بر این که گیاه در فاصله آبیاری ها بطور متناوب تحت تنش کم آبی قرار می گیرد و مقادیر مصرف آب نیز بیش از حد می باشد و راندمان کاربرد پایین تراز حد انتظار است راه حل های بهبود با توجه به شرایط موجود که از نظر اجرایی نیر مقدور باشد پیشنهاد گردیده اند.

در این پژوهش ضرائب معادله نفوذ آب به خاک در شیار (فارو) از حل معادله بیلان حجم با استفاده از اطلاعات پیشروی جبهه آب تعیین گردید. آزمایش با دبی های مختلفی در محدوده دبی مینیمم مجاز الی دبی ماکزیمم مجاز صورت گرفت و برای هر دبی ضرائب و معادلات متفاوتی به دست آمد. همچنین با شبیه سازی جریان با استفاده از مدل موازنه حجم (بیلان حجم)، دو روش آبیاری، آبیاری با دبی ثابت و دبی کاهشی مورد بررسی قرار گرفت. دبی کاهشی خود در دو حالت در نظر گرفته شده است. در روش اول کاهش دبی بعد از تکمیل فاز پیشروی و در روش دوم کاهش دبی در نصف کل زمان آبیاری منظور گردید. برای هر تیمار آبیاری که با دبی مشخصی در نظر گرفته شده بود راندمان آبیاری نظیر عمق های مختلف آبیاری محاسبه گردید. نتایج حاصله نشان داد که میزان نفوذ ارتباط مستقیمی با عمق آب و محیط خیس شده در شیار دارد و ثابت شد که آبیاری شیارهای مورد مطالعه (با طول معین) در صورتی که از روش دبی کاهشی مربوط به سیستم گارتون (فاز پیشروی برابر فاز خیس شدن) استفاده گردد، آبیاری حداکثر تا عمق 7/2 سانتی متر قابل انجام است. همچنین با ارزیابی سیستم آبیاری شیاری که در مزرعه با روش دبی ثابت اعمال می شود، مشخص شد که راندمان کاربرد، در حدود 25 الی 29 درصد می باشد که راندمان پائین بوده و نیاز به اصلاح دارد، علت پائین بودن راندمان کاربرد، آبیاری بیش از حد مزرعه و تلفات زیاد آب می باشد.جهت اصلاح راندمان کاربرد می توان از آبیاری بیش از حد جلوگیری نمود، و با اعمال روش آبیاری با دبی کاهشی راندمان را به میزان قابل توجهی نسبت به شرایط موجود بهبود بخشید.

در بررسی علل زهدار شدن اراضی خوی به منظور شناخت عوامل موثر در زهدار شدن منطقه خوی اقدام به بررسی وضعیت موجود آبیاری و زهکشی و کشاورزی از طریق مطالعات و مشاهدات در تهیه پرسش نامه ها و همچنین حفاری 50 حلقه چاهکهای آزمایشی شد. خاک منطقه از بافت نیمه سنگین تا سنگین تغییر می کند و بخصوص در بسیاری از مناطق مرکزی دشت و در قسمتهای رویی از بافت سنگین برخوردار است. آزمایشاتی برای تعیین ضریب آبگذری در پایین سطح ایستایی بروش ارنست و بالای سطح ایستابی بروش پورشه صورت گرفت. برای شناسایی عمق لایه غیرقابل نفوذ در لایه های مشکوک اقدام به اندازه گیری ضریب آبگذری گردید که مشخص گردید که لایه غیرقابل نفوذ در اعماق بیشتر از 5/4 متر به پایین وجود دارد. رقوم سطح ایستابی از دی ماه سال 1376 تا دی ماه سال 1377 در چاهکهای مشاهده ای اندازه گیری شد و تغییرات سطح آن در طول ماههای سال مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده گردید که کمترین عمق سطح ایستایی مربوط به ماه مرداد و بیشترین عمق مربوط به دی ماه است. نقشه های هم عمق آب زیرزمینی، همتر از سطح زمین، هم تراز سطح آب زیرزمینی برای ماه حداکثر تهیه شد. همچنین نشقه های شوری آب زیرزمینی تهیه گردید و منطقه از لحاظ نیاز به زهکشی اولویت بندی و نقشه اولویت اراضی نسبت به زهکشی تهیه گردید و ملاحظه گردید که حدود 23000 هکتار از اراضی نیاز به زهکشی دارند. توپوگرافی و فیزیوگرافی اراضی نشان می دهد که دشت خوی زا هر طرف بوسیله ارتفاعات احاطه گردیده و تنها مجرای خروجی آبهای سطحی و زیرزمینی از منطقه رودخانه قطور چای می باشد که به دلیل طولانی بودن مسیر عبور آب اضافی از منطقه و منحصر بفرد بودن آن و نیز آبیاری بی رویه توسط کشاورزان منطقه در مواقع سیلابی و فصل بهار موجب بالا آمدن آب زیرزمین و زهدار شدن منطقه می گردد و از این گذشته وجود سازندهای شور در حاشیه دشت و حمل آنها توسط روان آب باران به دشت سبب شوری و قلیائیت قسمتی از اراضی دشت می گردد.

در این پژوهش ابتدا ضرایب معادلات نفوذ کوستیاکوف-لوئیس برای دو حالت جریان پیوسته در جویچه خشک و جریان موجی در جویچه خیس محاسبه شد. در گام بعد با استفاده از روش آماری فاکتوریل ، بازده های کاربرد آبیاری و توزیع یکنواختی آبیاری موجی برای دوره های زمانی 40 و 50 دقیقه با نسبت سیکل 2/1 محاسبه و سپس مقایسه شدند.