سجاد زرین فر بیژن قهرمان
هدایت هیدرولیکی اشباع یکی از مهمترین پارامترهای فیزیکی خاک بوده که اندازه گیری مستقیم آن پرهزینه و وقت گیر می باشد. لذا روش های غیر مستقیم تعیین این پارامتر، مانند استفاده از توابع انتقالی، گسترش یافته اند. در این پژوهش ابتدا با استفاده از داده های به دست آمده از 49 نمونه خاک در محدوده پردیس دانشگاه فردوسی مشهد، شامل هدایت هیدرولیکی اشباع، چگالی ظاهری و پارامترهای مستخرج از منحنی دانه بندی، اعتبار توابع انتقالی متداول جهت پیش بینی هدایت هیدرولیکی اشباع مورد ارزیابی قرارگرفت. نتایج نشان داد که تابع کاسبی و همکاران (1984) بیشترین اعتبار را دارد. سپس با استفاده از روش رگرسیون حداقل مربعات جزئی و داده های اندازه گیری شده، این توابع واسنجی شد. نتایج حاصل از ارزیابی صحت توابع واسنجی شده نشان داد که توابعی که از متغیرهای مستقل تابع کاسبی و همکاران (1984) و ساکستون و همکاران (1986) استفاده کرده اند، بیشترین صحت را دارند. به منظور ارزیابی اعتبار این توابع نیز از روش اعتبارسنجی متقابل استفاده شد. نتایج این مرحله نشان داد که تابعی که از متغیرهای مستقل تابع ساکستون و همکاران (1986) استفاده می کند، بیشترین اعتبار را دارد. جهت اشتقاق توابع جدید ابتدا 9 حالت از ترکیب متغیرهای مستقل، انتخاب گردید. با استفاده از نرم افزار minitab 14 بهترین زیرمجموعه جهت رگرسیون برای هرکدام از حالت ها مشخص شد. با استفاده از رگرسیون حداقل مربعات جزئی و استفاده از داده های اندازه گیری شده، برای هر حالت مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع پیش بینی شد. به منظور ارزیابی این توابع نیز از روش اعتبارسنجی متقابل استفاده گردید. نتایج نشان داد تابعی که از متغیرهای مستقل انحراف معیار هندسی کل توده خاک، لگاریتم طبیعی میانگین هندسی کل توده خاک و میانه قطر ذرات استفاده می کند، بیشترین صحت و اعتبار را دارد.
ابراهیم میرزایی مجید هاشمی نیا
آبیاری موجی یکی از روشهای نوین آبیاری سطحی است که در آن به جای ورود پیوسته ی آب به مزرعه از جریان منقطع استفاده می شود. در این روش اختلاف زمان نفوذ در ابتدا و انتهای جویچه به حداقل ممکن رسیده و نفوذ در طول جویچه از توزیع یکنواخت تری برخوردار می گردد. مسلماً تغییرات شرایط جویچه ها در طول فصل رشد، سبب تغییراتی در پیشروی آب در جویچه می شود. بر این اساس با کاربرد حسگرهایی می توان با اطلاع از چگونگی تغییرات پیشروی آب، زمانهای قطع و وصل جریان را کنترل نمود. در این طرح سعی شده است با کاربرد حسگرهای رطوبتی، پیشروی آب در جویچه مستقیماً پایش گردد. اکنون می توان تحت شرایط مختلف در تمام طول فصل رشد تغییراتی را که به مرور زمان در جویچه ها ایجاد می شود، با توجه به برنامه ریزی انجام شده در سیستم کنترل مرکزی در روش آبیاری موجی اعمال نمود تا تغییر سیکل قطع و وصل خودکار گردد. در طرح حاضر سه روش آبیاری پیوسته معمولی، موجی و موجی پیشنهادی طرح در سه زمان ابتدا، میانه و انتهای فصل با سه تکرار آزمایش گردید. آبیاری موجی با روش پیشنهادی با سه حسگر انجام شد اما در ابتدای فصل این آبیاری با چهار حسگر نیز آزمایش گردید و به دلیل مشکلات موجود در سایر زمان ها این امر صورت نگرفت. در نهایت در ابتدای فصل روش پیشنهادی با چهار حسگر نتایج خوبی را در پی داشت اگرچه این نتایج با نتایجی که از آبیاری موجی معمولی به دست آمد نزدیک است و از این دو روش می توان به عنوان دو روش موفق در ابتدای فصل، یاد کرد. در میانه و انتهای فصل هم روش پیشنهادی بیشترین راندمان و یکنواختی را دارا بود و تنها در کفایت آبیاری نسبت به روش پیوسته مقادیر کمتری را نشان می داد، با اینحال میزان کم آبیاری در آن چشمگیر و زیاد نبود.
امین رضا ایزدخواه محمد باقر شریفی
مخازن سطحی یکی از منابع اصلی تأمین نیازهای آبی در مناطق شهری و کشاورزی بوده اند و بهره برداری از آنها یکی از مهم ترین مسائل در مدیریت منابع آب می باشد. این موضوع بخصوص در کشورهای کم آب از اهمیت بیشتری برخوردار است. کشور ایران با داشتن بارندگی کمتر از یک سوم بارندگی متوسط دنیا جزء مناطق خشک به حساب می رود. در اینگونه مناطق استفاده از مدلهای بهینه بهره برداری، یکی از راهکارهای مقابله با کم آبی و خشکسالی است. در این زمینه مطالعات مختلفی انجام گرفته و مدلهای مختلفی جهت بهینه سازی و شبیه سازی بهره برداری از مخازن ارائه شده است. از جدیدترین روشهای مورد استفاده در این زمینه که بر پایه جبهه پارتو بنا نهاده شده است، الگوریتم ژنتیک چند هدفه nsga-ii می باشد. در این پژوهش برای حل مدل بهینه سازی چند هدفه پیشنهادی برای سامانه دو مخزنه سدهای استور و پیر تقی در حوضه آبریز قزل اوزن، از این الگوریتم استفاده شده است. اهداف مساله شامل حداکثر کردن درآمد ناشی از فروش انرژی تولیدی نیروگاهها و همچنین افزایش حجم ذخیره کنترل سیلاب در مخازن مورد مطالعه در ماههای سیلابی سال جهت کنترل سیلاب های محتمل می باشد. سیستم از دو مخزن متوالی بر روی رودخانه قزل اوزن تشکیل شده است،که در این مدل با توجه به مقادیر مشخصی از میزان رها سازی آب به نیروگاهها در طول دوره طرح (متغیر های تصمیم)، مناسب ترین الگوی بهره برداری از مخزن سدها، ذخیره حجمی از مخزن جهت کنترل سیلاب، تخصیص بهینه آن به نیروگاهها و در نهایت درآمد حاصل از فروش انرژی تولیدی به دست می آید. نتایج نهایی مسئله بصورت چندین راه حل بهینه که نسبت به هم برتری ندارند (مجموعه جوابهای بهینه پارتو) ارائه شده اند. هر یک از این راه حلها، روشی از بهره برداری را مشخص می کنند. تصمیم گیرنده بر اساس شرایط موجود در منطقه مورد مطالعه، یکی از این روشها را انتخاب خواهد کرد. در پایان نتایج به دست آمده با روش الگوریتم ژنتیک (ga) که در گذشته انجام شده است مقایسه و مزایا و معایب آنها نسبت به یکدیگر بررسی شده اند.
احسان امینی بیژن قهرمان
بارندگی به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای اقلیمی، نقشی اساسی در مدیریت منابع آب دارد. با توجه به ناقص بودن آمار بارندگی روزانه در اغلب ایستگاه های هواشناسی، شبیه سازی این پارامتر اهمیت بسزایی در مطالعات هیدرولوژی دارد. در این پژوهش به منظور شبیه سازی بارندگی روزانه در ایستگاه های فاقد آمار کافی، از روش دوجزئی استفاده شده است. در روش مذکور به منظور برآورد پارامترهای مدل، برای تولید داده های بارندگی در ایستگاه های فاقد آمار کافی، از روابط تجربی مطمئن موجود بین پارامترهای مدل که در ایستگاه های دارای آمار کافی محاسبه شده و برخی ویژگی های ماهانه بارندگی (میانگین بارندگی در روزهای بارانی و نسبت ماهانه روزهای بارانی) استفاده شد. ایستگاه های مورد استفاده در این پژوهش 67 ایستگاه دارای آمار بلند مدت (بیش از 20 سال) و همگن بودند که روابط کلی در استان خراسان با استفاده از این ایستگاه ها بدست آمد. شبیه سازی بارندگی روزانه در ایستگاه های با آمار کافی به منظور صحت نسبی روش مذکور انجام شد و مشخص گردید که زنجیره مارکوف روش مناسبی در تعیین تعداد روزهای بارانی بوده و تابع گاما نتایج بهتری در شبیه سازی میانگین بارندگی در روزهای بارانی نسبت به تابع توزیع نمایی دارد.
سید مرتضی طباطبایی پارسا بیژن قهرمان
رطوبت از مهمترین اجزاء خاک است که ماهیت دینامیک وپویا داشته و می تواند به صورت عاملی از پتانسیل ماتریک خاک مطرح گردد. منحنی حاصل از چنین ارتباطی منحنی مشخصه رطوبتی خاک نام می گیرد. در سال های اخیر پیشرفتهایی در تعیین مستقیم این منحنی صورت پذیرفته است. اما این روشها همچنان پر هزینه و زمان بر می باشند. هدف از این تحقیق دستیابی به روابط بین پارامترهای معادلات نفوذ (کاستیاکف-لوییس وکاستیاکف)،به عنوان پارامتر مستقل وپارامترهای معادلات منحنی مشخصه رطوبتی خاک،(ونگنوختن وبروکس وکوری وگاردنر) به عنوان پارامتر وابسته می باشد. به همین منظور تعداد42 حلقه مضاعف در منطقه پردیس دانشگاه در یک شبکه مربعی به فاصله4 متر زده شده، و پارامترهای نفوذ ازآن به دست آمد. پارامترهای معادلات ونگنوختن،بروکس وکوری،وگاردنر با استفاده از نمونه های قرارداده شده دردستگاه صفحات فشاری و قراردادن نتایج درنرم افزار retc وبافت خاک بدست آمد. برای بدست آوردن روابط رگرسیون غیرخطی ازبرنامهminitab14 استفاده گردید. باتوجه به نتایج بدست آمده پیشنهاد می شودجهت برآورد پارامترهای معادله گاردنرازمعادله کاستیاکف-لوییس و پارامترهای معادلات بروکس وکوری و ونگنوختن از پارامترهای معادله نفوذکاستیاکف استفاده شود. کلید واژه توابع انتقالی- رگرسیون غیرخطی- منحنی مشخصه رطوبتی خاک- معادلات نفوذ- مدلهای ونگنوختن،بروکس وکوری ،وگاردنر.
علی میثاقی سید مجید هاشمی نیا
در یک حوضه آبریز سیستم های مختلف طبیعی و انسانی وجود دارند که در اندر کنش با یکدیگرند، به همین دلیل در مدیریت جامع منابع آب در سطح حوضه آبریز، اندر کنش اجزای درونی هر سیستم و نیز اندر-کنش سیستم های مختلف با یکدیگر باید به طور فراگیر در نظر گرفته شوند. امروزه هدف تکنیک های شبیه-سازی تنها شرح سیستم های پیچیده بر اساس واقعیت نیست، بلکه دخالت کاربر در توسعه مدل و جلب اطمینان وی در فرآیند مدل سازی از جمله ملزومات روش های شبیه سازی به شمار می رود. تحلیل پویایی سیستم ها روشی است بر پایه بازخورد و اتفاقات شیئ گرا. این روش در تحقیق حاضر برای مدل سازی منابع و مصارف آب در حوضه آبریز مورد استفاده قرار گرفته است. از جمله نقاط قوت این روش شبیه سازی می توان به افزایش توسعه مدل سازی، افزایش اعتماد به مدل در اثر مشارکت کاربر، امکان توسعه گروهی مدل و ارتباط موثر با نتایج اشاره نمود. تحقیق پیشنهادی در حوضه آبریز نیشابور و با تأکید بر حل مسأله روند افت سالیانه تراز آبخوان در این دشت انجام گرفته است. استخراج کلیه فرآیندها و متغیرهای دخیل در سیستم منابع و مصارف آب حوضه آبریز نیشابور و تحلیل مشکلات و مسائل کلیدی در سیستم مذکور با تکیه بر روش پویایی سیستم ها صورت پذیرفته است. به منظور کنترل تراز آبخوان گام های مدل سازی توسعه داده شدند و ریشه های مسأله در فرآیند شکل گیری نمودار ذخیره- جریان مورد بررسی قرار گرفته و تأثیر متغیرهای درون زا و برون زا بر روی تشدید مسأله سنجیده شد. با استفاده از نرم افزار vensim اثر هر یک از متغیرها، روی مسأله شبیه سازی شده و اعتبار مدل به روش های مختلفی چون آنالیز حساسیت، آزمون های حدی و غیره مورد سنجش قرار گرفت. نتایج آزمون ها نشان داد که مدل تطابق خوبی با واقعیت داشته و رفتار مدل مطابق با رفتار سیستم در واقعیت است. در نهایت سیاست هایی مبتنی بر سناریوهای پیشنهادی توسط مدل اجرا شد. تحلیل سیاست ها و نتایج قابل انتظار در افق درازمدت جهت سیاست های اتخاذی صورت گرفت. تحلیل نتایج اجرای سناریوهای مختلف طی 25 سال آینده در دشت نیشابور برای بررسی مسأله توسعه پایدار با رویکرد پویایی سیستم ها در یک سیستم منابع و مصارف آب توسط یکی از شاخص-های توسعه پایدار یعنی نسبت آب مصرفی به آب تجدیدپذیر واقعی نشان داد در صورتی که مصارف کشاورزی و به تبع آن میزان آب زیرزمینی بهره برداری شده به هر یک از مقادیر سالیانه تعیین شده در مدل، تحت هر یک از شرایط محیطی طی سال های آینده تنزل یابد، شاهد بالا آمدن سطح آب آبخوان در دشت خواهیم بود، ضمن این که به توسعه پایدار منابع آب در دشت بر اساس تعریف فائو نیز دست خواهیم یافت.
علیرضا باقری محمد اینانلو
به منظور تعیین بهترین رابطه میان بارش، رواناب و ضریب رواناب با ویژگیهای جغرافیایی و توپوگرافی در حوضه آبریز نیشابور در دوره های زمانی روزانه، رخداد، ماهانه، فصلی و سالانه متغیرهای توپوگرافی و جغرافیایی شامل ارتفاع، عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی، فاصله تا رشته کوه بینالود، ارتفاع متوسط، شیب و دیگر متغیرهای توپوگرافیک و فیزیوگرافی حوضه مورد بررسی قرار گرفته اند. سپس سه دسته رابطه رگرسیونی بر داده های بارش و سه دسته رابطه رگرسیونی بر داده های رواناب و سه دسته رابطه رگرسیونی بر داده های ضریب رواناب برازش یافت در دسته اول از مهمترین عامل موثر بر آن پدیده اقلیمی که در مطالعات بدست آمده بود استفاده گردید. (به عنوان مثال رابطه بارش با ارتفاع)، در دسته دوم چند عامل مهم موثر بر آن پدیده در نظر گرفته شد (به عنوان مثال رابطه بارش، ارتفاع، طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی ) دردسته سوم رابطه عامل اقلیمی مورد نظر با تمام عوامل جغرافیایی و توپوگرافی و فیزیوگرافی محاسبه شده با رگرسیون گام به گام تهیه گردید. برای هر کدام از دسته ها از مدلهای رگرسیون خطی، لگاریتمی، توانی و نمایی استفاده گردید. در مقیاس روزانه و رخداد بارش نتایج بدست آمده هیچ گرادیانی را نشان نمی دهد و نمی توان برای این بازه زمانی نتایج قابل قبولی گزارش نمود. در سایر زمانهای انتخابی رگرسیونهای توسعه یافته با استفاده از روش گام به گام نتایج مناسبی را به همراه دارد خصوصا در کاربرد مدل ریاضی خطی، در رگرسیونهای مربوط به رواناب بهترین نتایج مربوط به ماههای کم باران و فصول بهار و پاییز می باشد در سایر ماهها و سال نتایج مطلوبی مشاهده نگردید. در تخمین ضریب رواناب روابط بسیار مناسبی برای تخمین ضریب رواناب در حوضه های آبریز بالادست ایستگاههای آب سنجی گزارش گردید و نتایج حاصل شده برای فصول و کل سال نیز روابط مطلوبی می باشد نتایج مطالعه نشان می دهد که استفاده از روابط دسته اول ضعیف ترین نتایج را به همراه دارد ، روابط دسته دوم باعث افزایش چشمگیر نتایج می گردند اما در مقایسه با دسته سوم نتایج ضعیف تری را نشان می دهند. روابط دسته سوم در تمام ماهها، فصل ها و مقیاس سالانه بهترین روابط را به دنبال دارد.به استثناء روابط رواناب که برای این دسته در اکثر موارد رابطه ای تولید نشده است.
مهیار ناصری مقدم بیژن قهرمان
چکیده این پژوهش با هدف بازنگری مطالعات هیدرولوژیکی سد شهید یعقوبی و بررسی موفقیت یا شکست احتمالی آن در برآورده کردن اهداف مورد انتظار طراحان و مدیران انجام شد. بدین منظور صحت مطالعات هیدرولوژی انجام شده، دوره های خشکسالی ممتد، اثر برداشت آب در حوضه ی آبریز بالادست سد بر وضعیت کنونی سد بررسی گردید. عملکرد سد در شرایط فعلی و در سناریوهای مختلف طرح شده، با استفاده از شاخص های عملکرد سد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده ی عدم موفقیت سد در برآورده کردن انتظارات به چند دلیل است. خطاهای انسانی مانند خطا در محاسبه ی مقادیر بارندگی، خطا در انتخاب دوره ی آماری مناسب و عدم توجه به تاثیر دوره های خشکسالی که باعث برآورد بیشینه ی آورد سالانه ی رودخانه ی کال سالار در طولانی مدت شده است. خشکسالی های اخیر و برداشت غیرمجاز آب در حوضه ی آبریز واقع در بالادست سد که نشان دهنده ی عدم مدیریت مناسب در حوضه ی آبریز بالادست سد است از عوامل دیگر کم آبی سد هستند. همچنین مقادیر شاخص های عملکرد سد شامل شاخص های اعتمادپذیری زمانی، اعتمادپذیری حجمی، برگشت پذیری و، آسیب پذیری به ترتیب 1، 0.277، 0.11 و 0.97 بدست آمد که نشان دهنده ی عملکرد ضعیف مخزن است. مقدار شاخص پایداری سد 0.0003 بوده که نشان دهنده ی شکست سد در برآورده ساختن انتظارات است. در نهایت نیز با استفاده از شاخص های عملکرد سد، سطح کشت بهینه ی پایین دست سد به میزان 1600 هکتار تعیین شد. کلید واژه ها: بازنگری، سد شهید یعقوبی، شاخص های عملکرد مخزن، هیدرولوژی.
حامد ابوهادی بیژن قهرمان
در ایران کارهای پراکنده ای درمورد تحلیل نقطه ای رگبارها ، شامل: رسم منحنی های شدت – مدت (id) -استخراج دسته منحنی های شدت – مدت – فراوانی (idf) صورت پذیرفته است اما تمام مطالعات انجام شده ،خصوصیات بارش درمحل ایستگاه باران سنج ثبات را بیان میکند و هیچگونه توضیحی درمورد شدت بارش درسطح و توزیع زمانی آن ،ارائه نمیدهد. علاوه بر منحنی های idf ،هیدرولوژیستها برای رگبارهای یک حوزه آبریز دسته منحنی های ارتفاع - مساحت –تداوم (dad) را نیز مد نظر قرار میدهند این اطلاعات بطور معمول بصورت ارتفاع بارش درمساحت معین و برای تداوم خاصی از رگبار در قالب جدول یا منحنی هایی بیان میشود. بنا براین خلأیی درزمینه ارائه یک جا برای این چهار پارامتر عمده بارندگی وجود دارد . در این جا سعی شده منحنی ها و روابطی برای گسترش بارش نقطه ای درمحل ایستگاه به منطقه تحت تأثیر بارش ارائه شود وبه این ترتیب ارتباطی بین دسته منحنی های idf و dad برقرار گردد.برای این منظور یکی از بارشهای شدیدی که درمنطقه مورد نظر رخ داده بود انتخاب شد و دسته منحنی هایی تحت عنوان شدت – مدت – فراوانی – مساحت (idfa) برای رگبار مذکور ,با ارائه یک دسته منحنی idf معرف ناحیه بارش و ضرایبی ثابت مربوط به مساحت مورد نظر ,رسم شد. از دسته منحنی های idfa درکلیه طرحهای آب و خاک که در آنها نیاز به دانستن شدت بارش در مساحت معین و با تداوم و دوره بازگشت خاص باشد, می توان استفاده کرد این منحنی ها تمام خصوصیات یک بارش را که مورد نیاز طراحان است بصورت همزمان ارائه می کند. کلمات کلیدی: idf : تحلیل نقطه ای بارش، dad : توزیع زمانی بارش، idfa : تحلیل ناحیه ای بارش
مرضیه سادات مهدیان بیژن قهرمان
بهبود مصرف آب کشاورزی به دلیل گستردگی این بخش، در مقایسه با سایر بخشهای مصرف کننده آب از اهمیت بالایی برخوردار است. در مناطق خشک و نیمه خشک کمبود آب همواره یکی از محدودیتهای اصلی توسعه کشاورزی بوده و لذا ارتقای کارآیی مصرف آب در این مناطق از اهمیت بسزایی برخوردار است. مدلهایی که اثرات مقادیر مختلف آب بر روی عملکرد محصول را به صورت کمی شبیه سازی میکنند، ابزارهایی مفید در مدیریت آب در سطح مزرعه و بهینهسازی کارآیی مصرف آب میباشند. مدل aquacrop که اخیرا توسط سازمان خواروبارکشاورزی (فائو) تهیه شده است، عملکرد محصول را بر اساس آب قابل استفاده تحت شرایط مختلف از جمله کم آبیاری شبیه سازی میکند. ارزیابی کارآیی این مدل در هرنقطه و برای هر محصول ضروری است. بدین منظور در منطقه مشهد کارآیی مدل در پیش بینی عملکرد و کارآیی مصرف آب سویا در 4 تیمار آبیاری (آبیاری کامل، 20، 40 و 60 درصد کم آبیاری) مورد مطالعه قرار گرفت. در این پژوهش آب مصرفی گیاه (تبخیر-تعرق واقعی) طی دوره رشد برای تیمارهای 100، 80، 60 و 40 درصد به ترتیب 1046، 880، 744 و 659 میلی متر به دست آمد. مقدار کارآیی مصرف آب نیز 37/0، 39/0، 35/0 و 25/0 محاسبه گردید. حداکثر ضریب گیاهی برای گیاه سویا در منطقه مشهد 25/1 به دست آمد. همچنین ضریب حساسیت تولید سویا 15/1 محاسبه گردید. نتایج نشان داد مدل به خوبی عملکرد دانه، درصد پوشش گیاهی، بیوماس و کارآیی مصرف آب را پیش بینی کرده است. مدل در پیش بینی تبخیر-تعرق واقعی روزانه در دو تیمار 60 و 40 درصد آبیاری نتایج ضعیف تری نسبت به تیمارهای آبیاری کامل و 80 درصد آبیاری نشان داد.
احسان توکلی بیژن قهرمان
یکی از متداول ترین روش های مورد استفاده در برنامه ریزی آبیاری، استفاده از نیاز آبی برآورد شده گیاه براساس محاسبه تبخیر-تعرق گیاه مرجع (eto) است. ارزیابی کمی تبخیر-تعرق در سطح منطقه ای، به منظور مدیریت منابع آب، تولید محصول و ارزیابی های زیست محیطی در مناطق فاریاب، ضروری است. در این مطالعه، برای تخمین eto در استان خراسان شمالی، به دلیل کمبود تعداد و داده های ثبت شده ایستگاه های سینوپتیک هواشناسی، از 7 ایستگاه در استان های مجاور استفاده شد. تبخیر-تعرق گیاه مرجع با استفاده از 6 روش شامل تشت تبخیر کلاس a، هارگریوز-سامانی، پریستلی-تیلور، تورک، مکینک و روش پیشنهادی آلن و همکاران (1998) برای محاسبه تبخیر-تعرق در شرایط کمبود داده، به همراه روش استاندارد فائو-پنمن-مانتیث برای ارزیابی روش های بیان شده (به دلیل عدم وجود داده های لایسیمتری) محاسبه شد. به دلیل عدم توافق در مورد روش مناسب محاسبه eto در ایستگاه های مورد بررسی، با استفاده از آزمون معنی داری خطوط رگرسیونی و در هر ماه از سال، یک معادله رگرسیونی خطی برای تبدیل بهترین روش محاسبه تبخیر-تعرق به روش استاندارد به دست آمد. ارزیابی این معادلات نشان دهنده دقت قابل قبول آن ها (مقادیر mae بین 23/0 تا 23/1 میلیمتر در روز) به ویژه در ماه های سرد سال است. در پایان، مقادیر تبخیر-تعرق مرجع به دست آمده با روش وزن دهی معکوس فاصله (idw) برای هر ماه از سال پهنه بندی شد.
امیر حق وردی بیژن قهرمان
کمبود منابع آب یکی از بزرگترین مشکلات کشورهای نیمهخشک همچون ایران میباشد. کشاورزی فاریاب بزرگترین مصرف کننده آب است و بنابراین بایستی مصرف آب در این بخش به خوبی مدیریت شود. کم آبیاری و استفاده از آبهای شور برای آبیاری دو راهکار مهم مورد استفاده برای غلبه بر مشکلات کم آبی میباشد. گندم، اصلیترین گیاه زراعی و ماده غذایی در ایران است و بنابراین برنامهریزی آبیاری این گیاه توجه ویژهای را طلب میکند. این پژوهش با هدف اشتقاق توابع تولید برای گندم بهاره در منطقه مشهد با استفاده از روش رویه پاسخ انجام شده است. علاوه بر این در این پژوهش تلاش شد تا توانایی روش رویه پاسخ در کاوش فضای آزمایشگری با توانایی روشهای دادهکاوی در مدلسازی سامانههای پیچیده غیرخطی با چند متغیر ترکیب شود. روش رویه پاسخ شامل 3 مرحله زنجیرهای است: آزمایشات گزینش به منظور تعیین مهمترین متغیرها (مرحله صفر)، بهینهسازی با استفاده از روش بزرگترین شیب صعودی به منظور یافتن ناحیه مطلوب (در داخل ناحیه آزمایشگری) که پاسخ در آن در آزمایشات آتی بیشینه شود (مرحله اول) و مدلسازی رویه پاسخ به وسیله طرحهای رویه پاسخ و مدلهای رگرسیونی مرتبه بالا (مرحله دوم).دو دسته کلی توابع تولید در این پژوهش اشتقاق یافتند: توابع تولید آب-شوری که از اطلاعات میزان آب آبیاری و شوری آب آبیاری برای مدلسازی استفاده میکنند و توابع تولید آب-شوری-محصول که از اطلاعات تبخیر-تعرق به جای آب آبیاری بهره میبرند. برای دستیابی به این هدف، آزمایشی در دو سال زراعی متوالی 88-89 و 89-90 در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. مراحل صفر و یک روش رویه پاسخ بر اساس نتایج آزمایشات سال اول و مرحله دوم بر اساس آزمایشات سال دوم انجام شد.در سال اول طرح فاکتوریل 22 بدون تکرار با 2 نقطه مرکزی اضافه شده برای دو منبع آب با شوری 5/0 و 10 دسی زیمنس بر متر انجام شد. سی و شش واحد آزمایشی استفاده شد و متغیرهای مستقل (4 متغیر) در این سال میزان آب آبیاری در مراحل مختلف رشد بودند. دو سطح آبیاری، 100 و 20 درصد نیاز آبی کرت شاهد بودند. در سال دوم زراعی طرح مرکب مرکزی با 5 متغیر (4 متغیر آب آبیاری و 1 متغیر شوری) در 52 واحد زراعی انجام شد. سطوح آبیاری برابر 30، 40، 65، 90 و 100 درصد نیاز آبی کرت شاهد و سطوح شوری برابر 5/0، 8/1، 25/5، 6/8 و 10 دسی زیمنس بر متر بودند. در سال اول زراعی پایش رطوبت در تمامی واحدهای زراعی توسط tdr صورت پذیرفت و در سال دوم زراعی پایش شوری در خاکرخ انجام شد. برای تعیین خصوصیات هیدرولیکی خاک از روش دادهکاوی k نزدیکترین همسایه استفاده شد. مدلسازی توابع تولید در سال اول زراعی بهوسیله روشهای رگرسیون مرتبه اول انجام شد. در سال دوم زراعی از مدلهای رگرسیون مرتبه بالاتر و دو روش دادهکاوی(شبکههای عصبی مصنوعی و درختهای تصمیم)برای ارایه توابع تولید و ترسیم رویههای پاسخ استفاده شد. برای اشتقاق توابع تولید آب-شوری-محصول، پنج تابع تولید معروف کول و ماتیوس (1923)، دورنباس و کاسام (1979)،جنسن (1968)، مینهاس و همکاران (1974) و استگمان (1979) نیز انتخاب شدند و کارایی آنها با یکدیگر مقایسه شد.در هر دو سال از روش بهینهسازی بر مبنای تابع مطلوبیت استفاده شد. در مرحله مدلسازی تکمیلی برای تعیین دقت توابع اشتقاقی دادههای دو سال زراعی با یکدیگر ترکیب شد و برای تعیین اعتماد پذیری توابع حاصله از دادههای دو پژوهش مستقل دیگر در فاز آزمون (نخجوانی مقدم و قهرمان1384 و نحوینیا و همکاران، 1389) استفاده شد. نتایج نشان داد که حساسیت گندم بهاره به تنش آبیدر اواسط فصل رشد بسیار بیشتراز ابتدا و انتهای فصل رشدبود. همچنین تحلیل آماری دادههای حاصله نشان داد که شوری آب آبیاری تاثیر بسیاری بر میزان محصول تولیدی دارد.نتایج نشان داد که روش k نزدیک ترین همسایه روش خوبی برای تعیین خصوصیات هیدرولیکی خاک میباشد. بهترین توابع تولید آب-شوری-محصول به ترتیب درختهای تصمیم و تابع جنسن (1968) با آماره nmse 004/0 و 008/0 بودند.در مدلسازی تکمیلی بهترین نتایج با استفاده از شبکههای عصبی و درختان تصمیم حاصل شد که این یافته به نوبه خود توانایی این روشها را برای جایگزین شدن به جای رگرسیون نشان میدهد.در کل، دقت بالای توابع اشتقاق یافته حتی برای داده های مستقل ثابت کرد که روش ترکیبی پیشنهادی در این پژوهش(ترکیب روش رویه پاسخ و ابزارهای دادهکاوی) توانایی بالایی برای مدلسازی توابع تولید آب-شوری و توابع تولید آب-شوری-محصول دارد.
مهری شاهدی سید حسین ثنایی نژاد
هدف این پژوهش، تحلیل فراوانی منطقه ای بارش های حداکثر سالانه یک روزه(am1r) و دو روزه(am2r) با استفاده از نظریه گشتاورهای خطی و روش باران نمایه در پهنه خراسان رضوی بوده است. بدین منظور ابتدا آزمون های پایه آماری شامل: همگنی، استقلال و داده پرت بر روی داده های am1r و am2r در 123 ایستگاه ثبت بارش استان انجام شد. با استفاده از روش تحلیل خوشه ای و رعایت الگوهای توپوگرافی و بارش متوسط سالانه، این استان به 4 ناحیه تقسیم شده و همگنی هیدرولوژیکی این نواحی با انجام آزمون ناهمگنی کنترل و تایید گردید. برای انتخاب تابع توزیع مناسب برای داده های am1r و am2r ، پارامترهای توابع توزیع gev، glo، pe3، ln3 و gptبرای هر ناحیه برآورد گردید. نیکویی برازش این توابع با استفاده از دیاگرام نسبت گشتاورهای خطی و آزمون کلموگروف- اسمیرنوف (k–s) بررسی و تابع توزیع gevبه عنوان تابع برگزیده انتخاب شد. سپس چندک های ناحیه ای توزیع gev به ازای دوره بازگشت های مختلف برای داده های am1r و am2r محاسبه گردیدند. به طور کلی در تمامی نواحی همگن، روابط به دست آمده به منظور برآورد am1r و am2r، در دوره بازگشت های کمتر از 200 سال از نزدیکی نسبتا خوبی با آمار واقعی برخوردار بودند. میانگین خطای مطلق بین مقادیر بی بعد توزیع تئوری و مشاهدات ایستگاه های هر ناحیه مطلوب است که نشان دهنده دقت بالای برآوردها می باشد(بزرگترین mae معادل 0386/0 میلی متر می باشد). همچنین رابطه همبستگی خطی مقادیر am1r و am2r در 90 ایستگاه خراسان رضوی برای دوره بازگشت 100 ساله بدست آمد. رابطه رگرسیونی و ضرایب آن در سطح 5 درصد معنی دار هستند. به لحاظ الگوی مکانی بزرگترین مقادیر am1r و am2r با دوره بازگشت 100ساله در ارتفاعات مرکزی استان بخصوص در ارتفاعات تربت حیدریه، جنوب شرقی رشته کوه های بینالود و ناحیه کوچکی در شرق و شمال استان دیده می شود. همچنین کمترین مقادیر am1r وam2r مربوط به دشت های سبزوار، نیشابور، مشهد، درگز و دشت های جنوبی استان می باشند. از لحاظ الگوی ماهانه نیز بیشترین فراوانی وقوع am1r و am2r در نواحی a، b و d در ماه اسفند و در ناحیه c در ماه فروردین می باشد.
علی اصغر قدیمی سعید رضا خداشناس
فرسایش و رسوبگذاری حوضه ها و رودخانه ها مشکلات زیادی را به وجود می آورد. از جمله این مشکلات پر شدن مخازن سد ها در اثر رسوبهایی که توسط رودخانه ها حمل می شوند و همچنین آلودگی منابع آبی در اثر رسوباتی که مواد شیمیایی مضری با خود حمل می کنند، می باشد. برای مقابله با این مشکل تا کنون راهکارهای زیادی مورد استفاده قرار گرفته است. در چند دهه ی اخیر روشی با عنوان منشأیابی یا انگشت نگاری مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است که اساس آن یافتن منشا رسوبات رودخانه با استفاده از خصوصیات فیزیکی ، شیمیایی ، بیولوژیکی و ... می باشد. دراین روش با یافتن منشأ آلودگی و تثبیت آن سعی می شود از ورود رسوبات آلوده به رودخانه ها تا حد زیادی جلوگیری شود. در تحقیق حاضر هدف منشایابی رسوبات رودخانه قلجق در استان خراسان شمالی با استفاده از عناصر شیمیایی است. در این تحقیق با نمونه گیری از آب رودخانه های کلیه زیرحوضه های حوضه بارزو و انجام آزمایشات xrf(طیف سنجی فلوئورسانس پرتو ایکس) روی نمونه ها و سپس انجام آزمونهای آماری از قبیل تجزیه خوشه ای و آنالیز تابع تشخیص، واحد های همگن از نظر زمین شناسی تعیین شده و عناصر منشأیاب نیز مشخص گردیدند. سپس با استفاده از مدل چند متغیره ترکیبی سهم هر واحد و زیر حوضه در تولید رسوب مشخص گردید. نتیجه این تحقیق نشان داد که تقریباً همه زیرحوضه های حوضه بارزو سهمی در رسوبدهی حوضه را دارند. در این میان زیر حوضه (dبه مساحتkm2 75/40)، زیر حوضه ای که روستا های دولو،محمد درالو،شرکانلو و خلاجو در آن قرار دارندبه میزان 3/27 درصد از رسوبات کل حوضه بیشترین نرخ رسوبدهی را دارا می باشد. همینطور نتایج نشان داد زیر حوضه( fبه مساحتkm2 41/20) 15 درصد ، زیر حوضه( aبه مساحتkm2 68/96 ) 3/18 درصد ، زیر حوضه ( bبه مساحتkm2 25/35 ) 6/4 درصد ، زیر حوضه ( gبه مساحتkm2 50/68) 8/25 درصد وزیر حوضه ( eبه مساحتkm213/230) 9 درصد از رسوب خروجی را تولید می نماید. واژه های کلیدی: استان خراسان شمالی، تابع تشخیص، تجزیه خوشه ای،رودخانه قلجق،منشأیابی،xrf .
تکتم فکوری حجت امامی
تخمین آن با استفاده از مدل های فیزیکی و تجربی و یا برآورد غیرمستقیم آن به کمک ویژگی های زودیافت خاک ضروری به نظر می رسد. هدف از این پژوهش، تخمین مقادیر نفوذ آب به خاک با استفاده از داده های توزیع اندازه ذرات و پارامتر شکل منحنی رطوبتی (پارامتر n) در مدل ون گنوختن و برخی از مدل های تجربی بود. مقادیر نفوذ آب به خاک در سه کاربری زراعی، مرتع و باغ در شهرستان نیشابور واقع در خراسان رضوی اندازه گیری شد. اندازه گیری نفوذ در هر کاربری به روش تک حلقه (بیرکن) در 5 نقطه با سه تکرار انجام شد. همچنین ویژگی های زودیافت خاک شامل توزیع اندزه ذرات، ماده آلی (om)، جرم مخصوص ظاهری (bd) و درصد رطوبت وزنی (?m) خاک اندازه گیری شدند. روابط بین ویژگی های زودیافت و میانگین سرعت نفوذ لحظه ای و نهایی آب در خاک مورد بررسی قرار گرفت. مدل های فیلیپ، کوستیاکوف، کوستیاکوف-لوییز، هورتون وسازمان حفاظت خاک آمریکا (scs) برای تخمین نفوذ آب در خاک به کار گرفته شدند. علاوه براین پارامتر شکل منحنی رطوبتی بر اساس داده های توزیع اندازه ذرات و روش میناسنی و مک براتنی تعیین و سپس با جای گذاری در معادله لاساباتری و همکاران مقادیر نفوذ تخمین زده شد. . نتایج نشان داد که در کاربری کشاورزی دقت مدل های هورتون، کوستیاکوف و کوستیاکوف - لوییس در برآورد سرعت نفوذ و نفوذ تجمعی بالا بود. در کاربری های مرتع و باغ، مدل های کوستیاکوف و فیلیپ به ترتیب، دارای بیشترین وکمترین دقت بودند. همچنین مقادیر بالای ضریب تبیین (r2>987/0) و کم جذر میانگین مربعات خطا (rmse<57/1) به دست آمده از معادله لاساباتری و همکاران نشان دهنده ی کارآیی بالای این مدل در برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک بود، بالعکس استفاده از روش میناسنی و مک براتنی در هر سه کاربری، سبب کاهش آماره ضریب تبیین (r2<0/7) شد. علاوه براین میانگین سرعت نفوذ لحظه ای و نهایی آب در خاک با ویژگی های زودیافت خاک همبستگی معنی داری داشتند و دقت معادلات رگرسیونی در تخمین میانگین سرعت نفوذ لحظه ای با گذشت زمان افزایش یافت، به طوری که بالاترین مقدار ضریب تبیین (r2=0/94) برای سرعت نهایی نفوذ آب در خاک های مورد مطالعه به دست آمد. با توجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش، استفاده از توزیع اندازه ذرات برای برآورد پارامتر شکل منحنی رطوبتی و سپس نفوذپذیری خاک توسط معادله لاساباتری و همکاران توصیه می گردد.
سید محمود هاشمی راد حسین انصاری
هدف از انجام این تحقیق ارزیابی روش های برآورد پارامترهای معادله نفوذ در آبیاری جویچه ای و مقایسه داده های مزرعه ای با نتایج شبیه سازی آبیاری می باشد. آزمایشات صحرایی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی در تابستان 1389 و1390 انجام پذیرفت. پارامترهای معادله نفوذ از اطلاعات مزرعه ای به روش های دو نقطه ای الیوت و واکر، پیشروی بنامی و افن، و یک نقطه ای شپارد و همکاران در جویچه-های مورد آزمایش برآورد گردید. سپس آبیاری با معادلات نفوذ بدست آمده از سه روش ذکر شده توسط نرم افزار sirmod شبیه سازی شد. نتایج خروجی از نرم افزار با داده های حاصل از نفوذ سنجی حجمی در نقاط مختلف جویچه ها مقایسه شدند، و دقت روش های مختلف تعیین پارامترهای معادله نفوذ و مدل موج سینماتیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از روش دو نقطه ای و روش پیشروی برای برآورد پارامترهای نفوذ به همراه نرم افزار sirmod برای شبیه سازی حرکت آب در آبیاری جویچه ای ترجیح دارد. نتایج آنالیز حساسیت روش های برآورد پارامترهای نفوذ نشان داد که در روش دو نقطه ای، پارامترهای a وkمعادله نفوذ به عوامل q0، f0وزمان های پیشروی حساسیت زیادی نشان می دهند. همچنین پارامتر نفوذ تجمعی(z) صرفاً به عوامل f0وt0.5l حساسیت متوسط و به عوامل q0 وtlحساسیت زیادی نشان می دهد. در روش یک نقطه ای، مقدار a، فقط به عوامل tl و t0.5lوابسته است و به آنها حساسیت زیادی نشان می دهد. اما پارامترهای k و z، به غیر از هندسه سطح مقطع، به تمام عوامل ورودی حساسیت زیادی نشان می دهد. در روش پیشروی، پارامترهای k و z، بیشترین حساسیت را به عوامل ورودی q0و زمان های پیشروی نشان دادند. همچنین پارامتر a به عوامل ورودی حساسیت متوسطی دارد.
محسن پوررضا بیلندی بیژن قهرمان
یافتن مقادیر بهینه برای پارامترهای هر مدل شبیه سازی، کاری است که همواره با شک و تردید همراه می-باشد. مثلاً یک هیدرولوژیست با وجود مهارت و تجربه بالا هم نمی تواند به نتایج برآورد خود اطمینان کافی داشته باشد. هدف از تحقیق حاضر، پیدا کردن محدوده اطمینان برای دبی خروجی و توزیع احتمالاتی پسین پارامترهای یک مدل توزیعی بارش- رواناب به کار رفته در حوضه ابولعباس در استان خوزستان با استفاده از الگوریتم عدم قطعیت متروپولیس تطبیقی، تکامل تفاضلی (dream) می باشد. این روش که اخیراً توسعه یافته است مبتنی بر روش نمونه گیر متروپولیس از گروه روش های مونت کارلو- زنجیر مارکف بوده که به خوبی قادر به بررسی فضای پارامتری با حداقل تعداد تکرار می باشد. تعداد چهار رویداد برای واسنجی و دو رویداد برای صحت سنجی توزیع های پسین پارامترها به کار گرفته شد. مدل هیدرولوژیک توزیعی affdef توسعه یافته در زبان برنامه نویسیfortran بدلیل خطای کمتر آن - به نسبت مدلهای یکپارچه - که ناشی از تخصیص مقادیر ورودی برای هر سلول می باشد، در این تحقیق بکار گرفته شد. بهبود نتایج مدل با اضافه شدن مولفه جریان زیر سطحی به آن صورت گرفت. تعداد 45000 اجرای مدل بارش-رواناب affdef برای سه رخداد و 75000 تکرار برای یک رخداد باقیمانده دوره واسنجی انتخاب گردید بطوریکه معیار همگرایی گلمن و رابین (r<1.2) در تمامی رخدادها ارضا گردد. سپس ساخت توزیع های پسین برای 9 پارامتر واسنجی مدل بارش-رواناب، با استفاده از پارامترهای 20 درصد انتهای هر زنجیر انجام گرفت. مقایسه محدوده توزیع های پارامترهای بدست آمده برای چهار رخداد واسنجی نشان از کاهش چشم گیر محدوده اولیه هر پارامتر داشت. نتایج بازه های 95 درصد اطمینان رویداد های دوره های واسنجی نشان داد که علاوه بر عدم قطعیت ناشی از پارامترهای مدل بارش-رواناب، منابع دیگر عدم قطعیت مانند ساختار مدل و مقادیر ورودی های اندازه گیری شده نیز سهم مهمی در خطای شبیه سازی دارند. همچنین دبی های اوج هیدروگراف که یکی از مهمترین مولفه های آن می باشند به خوبی در اطراف بازه های اطمینان 95 درصد تعیین شده قرار گرفتند. در مورد نقاط ابتدایی و انتهایی برخی رخداد ها، شرایط رطوبتی اولیه مدل و خطاهای موجود در روش های تعیین دبی پایه برای رویداد های کوتاه مدت باعث شده اند تا بازه اطمینان آنها، نقاط اندازه گیری شده را به خوبی در بر نگیرد و این نقاط تا حدودی خارج از محدوده اطمینان شبیه-سازی شده قرار گیرند. کارایی بالای الگوریتم dream در سرعت بالای رسیدن به همگرایی از دیگر ویژگی های خاص این الگوریتم می باشد بطوریکه مقایسه نتایج تعداد تکرارهای مورد نیاز الگوریتم جدید dream با الگوریتم قبلی scem-ua نشان از کارآیی بالای آن را داشت. اَشکال توزیع های پسین ارائه شده از رخدادهای دوره واسنجی به همراه نتایج صحت سنجی اخذ شده توسط توزیع نماینده (بهترین توزیع دوره واسنجی)، هر دو موید این مطلب بودند که توزیع پارامترها وابستگی زیادی به مشخصات رخداد از قبیل شرایط رطوبتی، مقدار دبی اوج، فصل وقوع بارش و مقدار آن دارند. به طوری که در یک رخداد منفرد توزیع پارامترها حول مقدار مشخصی متمرکز می شود در حالی که در مجموع سیلاب ها این امر اتفاق نمی افتد.
سید نوید سادات کریم آبادی حسین انصاری
خشکسالی از جمله بلایایی است که در هر اقلیمی روی می دهد. در این مطالعه جهت بررسی روند تغییرات شدت- مدت خشکسالی های گذشته استان خراسان رضوی از آمار و اطلاعات 70 ایستگاه باران سنجی در منطقه با طول دوره آماری بیش از 30 سال استفاده شد. پس از محاسبه شاخص بارندگی استاندارد شده (spi)، به بررسی روند تغییرات زمانی و شدت نسبی و وقوع دوره های خشک در ایستگاه های مختلف پرداخته شد. نتایج بررسی روند خشکسالی با استفاده از آزمون کم ترین مربعات خطا نشان داد که در ایستگاه های مشهد، چناران، قوچان، نیشابور، سبزوار، تربت-حیدریه، تایباد، تربت جام، فریمان و کاشمر شیب خط روند منفی و در سطح 5 درصد معنی دار می باشد. شیب خط روند برای ایستگاه های درگز، رشتخوار و سرخس مثبت و در سطح 5 درصد معنی دار شد. جهت تهیه نقشه های پهنه بندی شده خشکسالی در منطقه به بررسی روش های میان یابی کریجینگ، روش تابع شعاعی (rbf) و روش عکس فاصله (idw) پرداخته شد. به طور کلی بررسی و تحلیل یافته های حاصل از پهنه بندی شدت خشکسالی و همچنین مقایسه مقادیر mbe، mae،rmse و r2 نشان داد که از بین روش های مختلف درون یابی شاخص spi، روش کریجینگ با نیم تغییرنمای نمایی به عنوان مناسب ترین روش درون یابی شاخص spi و نهایتاً پهنه-بندی شدت خشکسالی می باشد. به طوری که مقادیر mbe، mae،rmse و r2 به ترتیب 0015/0، 377/0، 487/0 و 726/0 به دست آمد. نتایج نشان داد همبستگی مکانی و زمانی شاخص spi بین ماه های مختلف در ایستگاه های واقع در مرکز و شمال استان خراسان رضوی بیشتر از سایر ایستگاههای واقع در استان می باشد. همچنین با افزایش مقیاس زمانی این همبستگی ها بیشتر می شود.
سحر خزاعی حسین انصاری
رشد جهانی جمعیت نیاز به تولید مواد غذایی را افزایش داده است. با وجود کمبود آب شیرین برای آبیاری یکی از راهکار های ممکن، استفاده از آب های غیرمتعارف (آب های شور و سدیمی) می باشد.برای استفاده از این آب ها باید ملاحظات و مطالعات خاصی در نظر گرفته شود. از آنجایی که بیشتر فرایند های مربوط به آب و خاک در مزرعه در وضعیت غیراشباع صورت می گیرد و نیز مطالعات کمتری در این مورد نسبت به وضعیت اشباع وجود دارد، هدف این پژوهش، بررسی تاثیرشوری و سدیم آب آبیاری بر ویژگی های هیدرولیکی خاک در حالت غیراشباع است. ویژگی های مورد بررسی در این پژوهششامل منحنی مشخصه رطوبتی، شاخص کیفیت فیزیکی خاک، پخشیدگی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع می باشد. سه بافت لومی، رسی و شنی، سه سطح 5، 10و 20 برایsar و سه سطح 4،8 و 12 دسی زیمنس بر متر برای ec و آب مقطر برای این منظور به کار برده شد. از نمک هایnacl، cacl2و mgcl2با نسبت 2:1ca:mg= برای تهیه تیمار ها استفاده شد. اندازه گیری ها برای تعیین منحنی مشخصه رطوبتی توسط دستگاه صفحات فشاری انجام شد. معادله ونگنوختن-معلم بر داده ها برازش داده شد. پخشیدگی از روش جریان خروجی تک گامی در مکش 15 بار اندازه گیری شد.مقادیر هدایت هیدورلیکی غیراشباع با استفاده از پخشیدگی و شیب منحنی رطوبتی محاسبه شد. شوری و سدیم آب بر پارامتر های معادله ونگنوختن- معلم تاثیر معنی داری داشت(p<0.01). این تاثیر در خاک لومی و رسی بیشتر از شنی بود. با افزایش sar و کاهش ec، مقدار نگهداشت رطوبت در یک مکش معین افزایش یافت.تاثیر شوری و سدیم آب بر پخشیدگی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع در خاک های لومی و شنی بررسی شد. در هر دو خاک با افزایشsarو کاهشec،d(? ? )و k(?)کاهش یافته و این کاهش در رطوبت های کمتر، بیشتر مشاهده شد. خاک شنی کمتر از خاک لومی تحت تاثیر قرار گرفت.
مهدیه متولی زاده کاخکی بیژن قهرمان
تخمین صحیح تغذیه آبهای زیرزمینی برای مدیریت صحیح و موثر، مخصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک که منابع آب زیرزمینی محدود هستند ضروری می باشد. کمبود آب به طور فزاینده باعث محدودیت اجتماعی و اقتصادی، به خصوص برای کشاورزی، که به شدت به آبهای زیرزمینی متکی است، شده است. فعالیت های انسان تا حد زیادی باعث تغییر تغذیه آبهای زیرزمینی در طول چند دهه گذشته شده است. دشت جوین که در غرب استان خراسان رضوی واقع می باشد، جزء مناطق نیمه خشک محسوب می شود، که آب بازگشتی حاصل از آبیاری و بارندگی در مناطق تحت کشت جزء مهمی از تغذیه آبهای زیر زمینی به شمار می آید. برای تخمین بهتر تغذیه در منطقه جوین، این منطقه به ده زیر حوضه تقسیم شد، تا تاثیر آبیاری و بارندگی بر روی تغذیه آبهای زیر زمینی مشخص شود. در هر زیر حوضه از خاک تا عمق ریشه گیاه گندم و جو و چغندر قند به منظور اندازه گیری بافت خاک، چگالی ظاهری و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک نمونه برداری انجام گرفت وسپس با استفاده از مدل مقدار تغذیه شبیه سازی و آنالیز حساسیت مدل نسبت به پارامترهای ورودی مدل از قبیل تبخیر و تعرق، آب آبیاری و بارندگی و پارامترهای مختلف هیدرولیکی خاک انجام شد. نتایج حاصل از شبیه سازی با استفاده از بیلان آبهای زیر زمینی صحت سنجی شد. مقدار تفاوت بین تغذیه محاسباتی با مدل و محاسباتی از بیلان آب زیر زمینی معادل 02/18سانتی متر ارتفاع آب در خاک که معادل با4/1 سانتی متر آب می باشد.
امین دانشور خلیل آباد سید محمود حسینی
طی سال های اخیر، افزایش جمعیت، نیاز انسان به منابع آبی را افزایش داده است. شرایط آب وهوایی کره ی زمین نیز به سمتی پیش می رود که دسترسی به منابع آبی را برای انسان محدودتر می کند. بنابراین، برقراری تعادل بین منابع آبی موجود و نیازهای مختلف بشر به آب از چالش هایی است که همیشه مطرح بوده است. یکی از مواردی که در برقراری تعادل نقش موثری بازی می کند داشتن اطلاعات صحیح از احجام آبی موجود و تغییرات آن ها در هر محدوده ی مورد نظر و دوره ی زمانی مشخص و تحلیل آن ها در چارچوب بیلان آب است. با توجه به شرایط هر منطقه، معادله ی بیلان آب آن دارای مولفه های خاصی نظیر بارش، تبخیروتعرق و دیگر موارد می باشد که به صورت مستقل تعیین می شوند. اما به دلیل ماهیت پارامترهای هیدرولوژیک، تخمین هر یک از آن ها با خطا و عدم دقت روبروست که می تواند ناشی از عوامل متعددی در اندازه گیری یا مدل سازی برای تخمین پارامتر مورد نظر باشد. درنهایت، مجموع این خطاها منجر به شکل گیری یک خطای کلی در معادله ی بیلان آب می گردد. هدف این تحقیق حداقل کردن این خطای کلی در یک محدوده ی مطالعاتی و در یک دوره ی زمانی مشخص است. بدین منظور یک سری ضرایب اصلاحی بر مولفه های معادله ی بیلان اعمال می شوند که این ضرایب، بیانگر عدم دقت در تخمین مولفه ی متناظرشان در معادله ی بیلان آب می باشند. در این تحقیق، ضرایب یاد شده برمبنای اطلاعات چند سال متوالی گذشته با استفاده از روش های بهینه یابی جهت به حداقل رساندن خطای معادله ی بیلان تعیین می شوند. نتایج می تواند در تعیین دقیق تر مولفه های معادله ی بیلان آب در سال های بعد مورد استفاده قرار گیرند. روش های پیشنهاد شده بر روی اطلاعات حوزه ی آبریز ازغند واقع در استان خراسان رضوی و در مقیاس زمانی سالانه اعمال شد و ضرایب اصلاحی بر پایه ی اطلاعات سال های آبی 71-70 الی 85-84 تعیین شدند. نتایج حاصل نشان می دهد که روش های در نظر گرفته شده قادرند خطای معادله ی بیلان آب را تا حد زیادی کاهش دهند که این خطا در مدل برتر، در سال های آتی 86-85 الی 88-87 به طور میانگین از 106.15 به 6.36 میلیون مترمکعب کاهش نشان می دهد.
نفیسه سیدنژادگل خطمی سیدحسین ثنایی نژاد
تخمین بارش و دمای مساحتی روزانه نیاز اساسی بسیاری از تحلیل ها و الگوهای آب و هواشناسی است. این کار براساس تحلیل منطقه ای انجام می شود. روش های متعددی برای این منظور وجود دارد. با وجود روش های جدید، روش های قدیمی اصلاح و به کار گرفته می شوند. یکی از این روش ها idw است که درونیابی در هر نقطه را با وزن دهی به فاصله آن نقطه تا ایستگاه مبنا انجام می دهد. آن را با اضافه کردن وزن جدید ارتفاع اصلاح و روش درونیاب midw نامیده اند. این اصلاحات شامل دو حالت است. اول "نسبت ارتفاع به فاصله" و دوم "معکوس حاصلضرب ارتفاع در فاصله" است. پژوهش حاضر موارد زیر را در تعیین بهترین معادلات درونیاب منطقه ای بررسی کرده است: تعمیم midw به چیدمان های مختلف ارتفاع و فاصله (4چیدمان، مطالعه موردی: 71 بارش روزانه)، بی بعدسازی وزن ها (یک پارچه و دوپارچه) براساس نوع رابطه ای که به کار می رود، به کارگیری عملگرهای فازی (جمع، ضرب، بیشینه، کمینه و مجذور مربعات) در یکپارچه سازی وزن ها (215 بارش روزانه). هم چنین برای مقایسه روش ها، معادلات idw بسط داده و روش های مرسوم مانند کریجینگ (معمولی و عام)، تیسن و میانگین ریاضی انجام شده است. الگوریتم ژنتیک برای یافتن پاسخ های بهینه به کار گرفته شد. چون بارش تغییر پذیرتر از دما است، تاکید اصلی بر بارش روزانه است. نتایج نشان داد که بی بعد سازی "یکپارچه" (71%) سهم بیشتری نسبت به "دوپارچه" (13%) در بهینه سازی انواع midw دارد. جواب های بهینه در درجه اول با چیدمان " حاصلضرب معکوس ارتفاع و فاصله" (54%) و در درجه دوم با "نسبت ارتفاع به فاصله" (31%) همراه است. عملگرکمینه بهترین عملگرفازی (سهم 57%) و عملگرضرب (سهم 31%) بعد از آن رتبه بندی می شوند. استفاده از چیدمان های مختلف ارتفاع، فاصله و عملگرهای مختلف فازی امکان رسیدن به بهترین رابطه درونیاب منطقه ای midw را فراهم می کند. نتایج درونیابی دما مشابه باران روزانه و با میانگین mse کمتر است. مقایسه روش های درونیابی براساس میانگین mse نشان داد که بهترین روش، روش idw با احتساب شعاع تاثیر است. برآورد بارش و دمای مساحتی با این روش انجام شد. تحلیل ها بر روی 49 ایستگاه باران سنج و 18 ایستگاه دماسنج حوضه آبریز دشت مشهد واسنجی شد.
محمودرضا فرزانه بلگردی سید محمود ناظری
چکیده: مکانیزمهای اکوفیزیولوژیکی متعددی در توجیه رفتار متقابل روزنه با فرایندهای حوزه خرد اقلیم قابل بررسی و مطالعه میباشد که پاسخهای گوناگون گیاه نسبت به شرایط مختلف رطوبتی و به تبع آن دستیابی به عملکرد های مختلف را بدنبال دارد. این بررسی در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی در قالب طرح کرتهای خرد شده (split plot)در متن بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتور محدودیت رطوبتی (l) درسه سطح شامل : l1- آبیاری کامل (100 % آب مصرفی گیاه براساس نیاز گیاه در مراحل مختلف رشد و نمو گندم) l2- اعمال تنش محدودیت رطوبتی وجلوگیری از دریافت بارندگی بوسیله باران گیر از مرحله شیری دانه تا انتهای رشد و نمو گندم l3- اعمال تنش محدودیت رطوبتی وجلوگیری از دریافت بارندگی بوسیله باران گیر ازمرحله ظهور بساک تا انتهای رشد و نمو گندم ، در کرتهای اصلی و تعداد 10 لاین امیدبخش گندم حاصل از آزمایشات سازگاری در شرایط خشکی انتهای فصل (فاکتور v) در کرتهای فرعی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد اثر محدودیت رطوبتی بر عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، کارایی مصرف آب عملکرد دانه و بیولوژیک در سطح احتمال یک درصد و بر شاخص برداشت در سطح احتمال پنج درصد معنی دار بود. همچنین تفاوت ارقام مورد مطالعه از نظر عملکرد دانه و بیولوژیک، تعداد دانه در سنبله، وزن دانه در سنبله، کارایی مصرف آب عملکرد دانه و بیولوژیک در سطح احتمال یک درصد و در خصوص صفت تعداد روز تا ظهور سنبله در سطح احتمال پنج درصد معنی دار بود. همچنین اثر متقابل محدودیت رطوبتی و رقم در کلیه صفات اندازه گیری شده در این پژوهش معنی دار نبود. این مطالعه نشان داد شاخص های cwsi (شاخص تنش خشکی گیاه )و)sti شاخص تحمل به تنش) در مقایسه با شاخص هایssi (شاخص حساسیت به تنش) و tol(شاخص تحمل) همبستگی بیشتری با عملکرد دانه داشتند. در بین ارقام مورد مطالعه در این آزمایش ارقام c-88-7 ، c-87-18، c-87-6 از نظر شاخص های cwsi و sti تحمل بیشتری نسبت به شرایط محدودیت رطوبتی آخر فصل داشتند و همین ارقام به ترتیب با 80/6 ، 67/6 و 45/6 تن در هکتار از عملکرد دانه بیشتری نیز برخوردار بودند. نتایج نشان داد کاهش دمای کنوپی( ctd ) و کسر فشار بخار آب ( avpd ) همبستگی معنی داری با عملکرد دانه و اجزای آن دارا بودند که نشان از قابل استفاده بودن آنها در بررسی های تحمل خشکی در ارقام گندم می باشد. واژگان کلیدی: تنش محدودیت رطوبتی- دمای کنوپی- شاخص تنش خشکی گیاه- کسر فشار بخار آب-گندم
ساناز بمبیی چی سیدمحمود حسینی
در رودخانه های مناطق خشک جریان آب سطحی به طور دائمی برقرار نمی باشد و محدود به دوره های زمانی کوتاه مدت می شود که پس از آن مجدداً رودخانه خشک می گردد. لذا هنگام وقوع سیلاب، حجم جریان در پایین دست به علت نفوذ به بستر رودخانه کاهش می یابد، که این کاهش حجم، تلفات انتقال نامیده می شود. بنابراین لازمه ی انجام محاسبات هیدرولیکی دقیق در خشکه رودها و نیز محاسبات دقیق بیلان آب در یک محدوده مطالعاتی در مناطق خشک، یافتن روش هایی برای برآورد تلفات انتقال و محاسبه میزان نفوذ است که منجر به تخمین مناسبی از پتانسیل تغذیه آب های زیرزمینی از طریق این رودخانه ها نیز می گردد. این تحقیق با هدف شناسایی بهتر رفتار جریان و ارائه مدل های کاربردی به منظور تحلیل جریان در خشکه رودها در دو بخش انجام شد. بخش اول این تحقیق به توسعه روابط رگرسیونی برای برآورد تلفات انتقال در رودخانه های حوضه آبریز قره قوم در خراسان رضوی اختصاص یافت. برای این منظور، اطلاعات موجود در ایستگاه های هیدرومتری و مشخصات فیزیکی رودخانه های کشف رود، کارده و زشک در این حوضه استخراج، تحلیل و مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور تولید روابط رگرسیونی، تلفات انتقال در کیلومتر اول از ابتدای هر بازه به عنوان متغیر وابسته رگرسیون در نظر گرفته شد و چگونگی وابستگی آن به متغیرهای مستقلِ حجم جریان بالادست، زمان تداوم جریان، شاخص رطوبت پیشین، هدایت هیدرولیکی، شیب و عرض رودخانه مورد آزمایش قرار گرفت. در این تحقیق مشخص شد که موثرترین متغیر مستقل در برآورد تلفات انتقال، حجم جریان بالادست می باشد. بر این پایه، سه رابطه رگرسیون (خطی و غیرخطی) برای پیش بینی تلفات انتقال بر حسب حجم جریان بالادست و عرض رودخانه، از میان روابط بررسی شده توصیه می شوند. با استفاده از این روابط می توان تلفات انتقال را در انتهای هر کیلومتر از مسیر رودخانه، با داشتن حجم جریان در آغاز آن کیلومتر تخمین زد. چنین روابطی می توانند توسط بهره برداران منابع آب و طراحان سازه هیدرولیکی استفاده شوند. در بخش دوم تحقیق یک مدل روندیابی دینامیکی با افزودن معادله ای برای محاسبه نفوذ از بستر برای روندیابی جریان در خشکه رودها توسعه یافت. نفوذ در شرایط غیر اشباع از بستر با استفاده از معادله نفوذ یک بعدی گرین- امپت شبیه سازی شد و تصحیحاتی بر آن به دلیل تأثیر دیواره ها در مقاطع مستطیلی و ذوزنقه ای بر روی نفوذ اعمال گردید. با اضافه نمودن این مولفه ها به معادلات سنت- ونان، حل عددی معادلات دیفرانسیل حاصل با استفاده از روش پریسمن چهار نقطه ای صورت پذیرفت. عملکرد هیدرولیکی و صحت سنجی مدل روندیابی نیز با استفاده از یک مجموعه اطلاعات گسترده تولید و جمع آوری شده در مقیاس آزمایشگاهی- میدانی انجام شد. این اطلاعات در چهار کانال مستطیلی حفرشده در محوطه دانشگاه فردوسی مشهد که به طور متوسط دارای طول 72 متر و عرض 50 سانتی متر می باشند، تولید و جمع آوری شدند. اطلاعات جمع آوری شده شامل هیدروگراف های ورودی و خروجی در کانال ها و مشخصات فیزیکی و هیدرولیکی مرتبط با مدل روندیابی نظیر پارامترهای رطوبتی و نفوذ خاک و ضریب زبری مانینگ می باشند. صحت سنجی مدل روندیابی دینامیکی توسعه یافته در دو گام انجام شد. در گام اول صحت سنجی مدل با استفاده از پارامترهای فیزیکی که به صورت مستقل و با انجام آزمایش های متداول بر آورد شدند (بدون واسنجی)، انجام شد. نتایج اجرای مدل با استفاده از پارامترهای برآورد شده مستقل سازگاری قابل قبولی بین هیدروگراف های خروجی پیش بینی شده توسط مدل با هیدروگراف های خروجی اندازه گیری شده در مجموعه آزمایشگاهی- میدانی نشان دادند. در گام دوم، سناریوهای اندازه گیری شده در مجموعه آزمایشگاهی- میدانی با توجه به خصوصیات کانال های آزمایش به دو بخش برای واسنجی و صحت سنجی تقسیم شدند که چگونگی انجام این تقسیم با توجه به پارامترهای رطوبتی خاک تجربیاتی را به دنبال داشت که می تواند توسط محققین دیگر مورد استفاده قرار گیرد. با انجام تحلیل حساسیت بر روی پارامترهای مدل، پارامترهای موثر و دامنه تغییرات آن ها در واسنجی تعیین گردیدند. نتایج تحلیل حساسیت پارامترهای مدل در بازه امکان وقوعشان نشان داد که چهار پارامتر ارتفاع مکش مصالح بستر، هدایت هیدرولیکی اشباع، رطوبت اشباع و ضریب زبری مانینگ حساس تر از بقیه می باشند. نتایج مدل در پیش بینی هیدروگراف های خروجی با استفاده از پارامترهای واسنجی شده نسبت به پارامترهای مستقل بهبود یافتند. به عنوان مثال در یکی از سناریوهای صحت سنجی مقدار تابع هدف، که دارای مقدار صفر در حالت تطابق کامل می باشد، در اثر واسنجی پارامترها از 0.44، در شرایط استفاده از پارامترهای برآورد شده مستقل، به 0.26، بر مبنای اطلاعات واسنجی شده، کاهش یافت. در مجموع نتایج این بخش نشان می دهد که مدل روندیابی توسعه یافته توانایی شبیه سازی خشکه رودها در مقیاس مورد مطالعه را دارد.
فاطمه صادق زاده بیژن قهرمان
در برآورد مقدار و شدت جریان آب های زیر زمینی و انتقال مواد آلاینده در محیط های متخلخل، ضرایب هیدرولیکی(هدایت هیدرولیکی، k(?)و پخشیدگی هیدرولیکی، d(?)) نقش اصلی را ایفا می کنند. دقت این برآورد منوط به تعیین دقیق مقادیر این ضرایب می باشد. اندازه گیری این ضرایب در شرایطی که خاک اشباع نباشد مشکل بوده و به هزینه و وقت زیادی نیاز دارد. هم چنین به طور عمده اندازه گیری در نزدیکی رطوبت اشباع صورت می گیرد. بنابراین در این تحقیق برای تعیین ضرایب هیدرولیکی غیراشباع خاک از روش آزمایشگاهی جریان خروجی یک مرحله ای به وسیله دستگاه صفحات فشاری استفاده شد. در این تحقیق آزمایش جریان خروجی یک مرحله ای برای 6 بافت مختلف خاک انجام گرفت و مقادیر جریان خروجی از دستگاه برای هر نمونه که تحت فشار 15 بار قرار داده شده بودند اندازه گیری شد. سپس با استفاده از داده های آزمایش ضرایب هیدرولیکی غیر اشباع خاک با استفاده از 4 معادله پیشنهادی والیانت زاس(2007) و اصلاح شده پاسیورا (موآزو وهمکاران، 1990) و والیانت زاس (1989) و گاردنر(1962) محاسبه شد. سپس مقادیر ضریب پخشیدگی حاصل از معادله گاردنر و والیانت زاس(1989)و اصلاح شده پاسیورا با نتایج حاصل از معادله با فرم توانی ساده مقایسه شد. مقایسه نتایج بین نتایج حاصل از سه معادله گاردنر و والیانت زاس (1989) و اصلاح شده پاسیورا و معادله با فرم توانی ساده تطابق خوبی نشان داد. همچنین آنالیز آماری نتایج با استفاده از نرم افزار spss و به کارگیری آزمون دانکن در سطح 95 درصد اختلاف معنی داری بین نتایج حاصل در مقایسه با نتایج حاصل از معادله با فرم توانی ساده نشان نداد. بنابراین به دلیل سادگی و همچنین کاهش خطا در محاسبات با استفاده از فرمول معادله با فرم توانی ساده استفاده از این فرمول به جای معادلات دیگر پیشنهاد می شود. همچنین مقادیر هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک نیز با به کارگیری روش چایلدز و کولیس جرج (1950) با محاسبه شیب منحنی رطوبتی هر نمونه و ضریب پخشیدگی غیر اشباع حاصل از معادله با فرم توانی ساده تعیین شد و نتایج حاصل با مقادیر شبیه سازی توسط نرم افزار retc مورد مقایسه قرار گرفت که روند مشابهی را نشان می داد.
سیدمرتضی صادقی بیژن قهرمان
پس از ارائه نظریه محیط های متشابه، روش های مقیاس سازی در فیزیک خاک ظهور یافتند. یکی از کاربردهای مقیاس سازی، رسیدن به حل عمومی معادله ریچاردز است، به نحویکه برای موارد زیادی از جریان رطوبت در خاک-های غیراشباع کفایت کند. در طول نیم قرن گذشته، بسیاری از این دست روش ها برای خاک های موسوم به "متشابه" ارائه شدند. غالباً خاک هایی متشابه در نظر گرفته می شوند که دارای هندسه میکروسکپی متشابه یا توابع هیدرولیکی متشابه باشند. این شرط تشابه به ندرت در واقعیت برقرار است و به عنوان یک محدودیت برای کاربرد روش های مقیاس سازی در خاک های واقعی محسوب می شود. با توجه به این محدودیت، این مطالعه با هدف ارائه روشی برای مقیاس سازی معادله ریچاردز برای خاک های غیرمتشابه انجام شد. در این رساله، دو روش در راستای این هدف ارائه می شوند. روش اول از مدل های نمایی توابع هیدرولیکی موسوم به گاردنر – کوزنی استفاده می کند. برای آزمون این روش، فرآیندهای نفوذ و زهکشی موردنظر قرار گرفتند و معادله مقیاس شده ریچاردز به صورت عددی برای پنج خاک برگرفته از مراجع (از شن تا رس) حل گردید. حل های به دست آمده برای گستره وسیعی از شرایط یکسان (مستقل از خاک) بودند که موید کارایی این روش پیشنهادی می باشد. یک عیب این روش محدود شدن آن به توابع هیدرولیکی نمایی است که غالباً در تشریح مقادیر اندازه گیری شده در گستره کامل رطوبتی با شکست مواجه می شوند. در راستای رفع این محدودیت، روش دوم توسعه یافت که مدل های توانی – نمایی را برای توابع هیدرولیکی فرض می کند که کاراتر از توابع گاردنر – کوزنی می باشند. این روش نیز با حل عددی معادله مقیاس شده ریچاردز برای نفوذ و زهکشی در چهار خاک (از شن تا رس) از بانک خاک unsoda، ارزیابی شد. حل های به دست آمده برای خاک های مختلف غالباً یکسان بوده و عدم وابستگی معادله مقیاس شده ریچاردز به ویژگی های خاک را تأیید نمودند. امکان حل معادله ریچاردز نیز با استفاده از این روش های مقیاس-سازی مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور، حل های عددی معادله مقیاس شده ریچاردز برای فرآیند نفوذ، با استفاده از یک شکل مقیاس شده از معادله سه جزئی فیلیپ با ضرایب مستقل از خاک تقریب زده شد. حل تقریبی به دست آمده با استفاده از داده های موجود در منابع مربوط به آزمایش های نفوذ بر روی یک خاک شنی و دو خاک رسی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این حل می تواند برآورد قابل قبولی از مقادیر اندازه گیری شده نفوذ به دست دهد. همچنین نشان داده شد که این حل تقریب مناسبی از حل عددی معادله ریچاردز ارائه می دهد. بنابراین، این روش های مقیاس سازی می توانند به عنوان ابزارهایی نویدبخش برای کاهش محاسبات پیچیده مربوط به حل عددی معادله ریچاردز و نیز احتمالاً برای غلبه بر مشکل تغییرپذیری مکانی خاک ها از طریق ارتباط با روش های فرامقیاس سازی، به کار آیند.
بهاره شعبانی محمد موسوی بایگی
چکیده دمای هوا یکی از مهم ترین شاخص های تغییر اقلیم در مقیاس های جهانی و منطقه ای می باشد. با توجه به این که در سال های اخیر، تغییرات متفاوتی در روند آستانه های دمای هوا (دمای حداکثر و حداقل) ملاحظه شده، و با توجه به نقش این دو پارامتر بر عملکرد و نیاز آبی گیاهان زارعی و محصولات باغی، پیش بینی و بررسی تغییرات آن ها در آینده در راستای مدیریت بهینه منابع آب در بخش کشاورزی تأثیر بسزایی خواهند داشت. از این رو، در این پژوهش سه هدف دنبال می شود که شامل 1- مدل سازی دمای حداکثر و حداقل ماهانه دشت مشهد، 2- بررسی روند تغییرات دمای حداکثر و حداقل از گذشته تا به امروز و پیش بینی تغییرات آن ها در آینده و 3- بررسی اثر تغییرات دمای هوا بر مصرف آب کشاورزی می باشند. در این پژوهش، به منظور مدل سازی دمای حداکثر و حداقل ماهانه دشت مشهد از آمار 22 ساله ی(2008-1987) دو ایستگاه مشهد وگلمکان استفاده شد. با استفاده از روش سری های زمانی، مدل sarima(0,0,0)(0,1,1) برای دمای حداکثر ماهانه و مدل sarima(0,0,0)(2,1,1) برای دمای حداقل ماهانه، به عنوان الگوهای نهایی تعیین شدند. ضریب تعیین بالا و شاخص های خطاسنجی نسبتاً پایین و نزدیک به صفر در مرحله واسنجی (2008- 1988) و اعتبارسنجی (2012- 2009) موید انطباق قابل قبول مقادیر واقعی و نتایج حاصل از مدل ها می باشند. بررسی روند دمای حداکثر و حداقل و تبخیر و تعرق گیاه مرجع در فصول مختلف سال در دوره پایه نشان می دهد که دمای حداقل در تمام فصول سال از روند افزایشی و معنی دار برخوردار است در حالی که دمای حداکثر تنها در فصول تابستان و زمستان دارای روند افزایشی و معنی دار می باشد. روند تبخیر و تعرق گیاه مرجع نیز در دوره پایه همسو با تغییرات دمای حداکثر می باشد. نتایج پیش بینی دمای حداکثر و حداقل براساس مدل های نهایی برای 10 سال آتی (2018-2009) و مقایسه میانگین آن ها با دوره پایه، نشان دهنده ی افزایش این دو پارامتر در تمام ماه های سال خواهد بود. به طوری که دمای حداکثر بیشتر در فصول گرم و دمای حداقل بیشتر در فصول سرد سال افزایش پیدا خواهد کرد. مقایسه میانگین تبخیر و تعرق 5 محصول عمده با بیشترین سطح زیرکشت آبی (گندم، چغندرقند، گوجه فرنگی، یونجه و سیب)بین دوره پایه و دهه آتی نشان می دهد که تبخیر و تعرق گیاهان به ازای افزایش دمای هوا به طور میانگین برابر با 2/1 درجه سانتی گراد درکل فصل رشد، افزایش خواهند یافت، به طوری که چغندر قند در بین 5 محصول منتخب، دارای بیشترین درصد تغییرات در نیاز آبی برابر 8/2% که معادل با 290 مترمکعب آب مصرفی در هر هکتار خواهد بود.
سیدمحمدعلی مداح زاده یزدی بیژن قهرمان
سیستم زهکشی پلکانی، نوعی سیستم زهکشی زیرزمینی است که در آن خطوط زهکش مجاور هم، در دو عمق متفاوت نصب می شوند. در این خصوص جهت طراحی و نصب زهکش های پلکانی و تعیین نوسانات سطح ایستابی و دبی خروجی از زهکش ها فرمول ها و روش های مختلفی ارائه شده است، که می توان با بهره جستن از این روش ها و ارزیابی عملکرد زهکش های اجرا شده و بررسی نقاط ضعف و قوت آنها، نگاهی جامع تر برای طرح-های آینده در اختیار برنامه ریزان و طراحان قرار داد. در مدلی که در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه فردوسی مشهد ساخته شد، از یک مخزن مکعب مستطیل به طول 2 متر، عرض و ارتفاع 1 متر از جنس ورق گالوانیزه استفاده شد. در این مدل دو ردیف زهکش با فاصله 20 سانتیمتر از یکدیگر نصب گردیدند. برای زهکش ها از لوله سه جداره به قطر خارجی 16 میلیمتر و جنسpvc استفاده شد. در داخل این مدل از خاک مطبق استفاده شد؛ بطوریکه یک لایه خاک کم نفوذ و سنگین به ضخامت 20 سانتیمتر و با هدایت هیدرولیکی 15/1 سانتیمتر بر ساعت در بین دو لایه خاک سبک و نفوذپذیرتر به ضخامت های 30 سانتیمتر برای لایه زیرین و 20 سانتیمتر برای لایه بالایی با هدایت هیدرولیکی 55/1 سانتیمتر بر ساعت قرار گرفت. برای سنجش دقیق رفتار پروفیل سطح ایستابی و تعیین ارتفاع آب در خاک در هر نقطه از مدل، تعدادی پیزومتر با فاصله 10 سانتیمتر از یکدیگر در کف مدل نصب گردید. پس از تجهیز مدل به شیرهای قطع و وصل جریان، آزمایشات با آبیاری سنگین برای فواصل مختلف بین زهکش ها در اعماق 30 و 50 سانتیمتر صورت پذیرفت و مقادیر ارتفاع سطح ایستابی به عنوان مقادیر مشاهده شده از مدل استخراج گردید. در نهایت تجزیه و تحلیل داده ها و مقایسه مقادیر مشاهده شده با استفاده از معادلات تحلیلی موجود و مقادیر محاسبه شده صورت پذیرفت. نتایج نشان می دهد مقادیر بدست آمده از طریق معادله آپادهیایا و چوهان تنها در محدوده کمی از پروفیل سطح ایستابی، که بیشتر منطقه بین دو زهکش را شامل می شود با حالت واقعی مشاهده شده در مدل تطابق دارند. همچنین با بیشتر شدن فاصله بین زهکش های عمیق و کم عمق، مدت زمان افت سطح ایستابی افزایش می یابد. بطوریکه نتایج نشان می دهد با زیاد شدن فاصله بین زهکش های عمیق و کم عمق (از 25 سانتیمتر به 75 سانتیمتر)، حدود 24 ساعت بیشتر طول می کشد تا سطح ایستابی به میزان یکسان افت نماید.
زهرا حمیدی سعیدرضا خداشناس
امروزه کمبود آب در جهان زندگی بشر را با چالش روبرو ساخته و مدیریت منابع آب به عنوان راه حلی پیش رو نیاز به فهم بهتر و دانستن مجموعه ی پیچیده ی تعاملات مرتبط با آب در بیلان آب حوضه است . تبخیر-تعرق یکی از اجزای مهم بیلان آب می باشد و تعیین سهم آن از بارش در مقیاس سال ـ حوضه به لحاظ مدیریت منابع آب پر اهمیت است. در این پژوهش روابط و معادلات تجربی و نیمه تجربی که برای برآورد تبخیر-تعرق واقعی در مقیاس بزرگ در دنیا مطرح است معرفی می شود و با توجه به قابلیت معادلات و داده های موجود، معادلاتی انتخاب و مورد ارزیابی قرار گرفتند. این روابط با استفاده از تبخیر-تعرق واقعی سالانه مدل swat که برای دوره ی آماری اکتبر2000 تا اکتبر 2010 (سال آبی 1389-1379) و محدوده مطالعاتی نیشابور-رخ موجود بود برای کل حوضه واسنجی شدند. برای ارزیابی دقیق تر این روابط حوضه به کوه و دشت تفکیک و معادلات برای هر بخش واسنجی شدند. واسنجی به روش cross validation انجام گرفت و برای ارزیابی میزان صحت cross validation نیز از آماره rmse استفاده شد. باتوجه به مقادیر rmse و مقدار r2 بین تبخیر-تعرق محاسبه ای معادلات و تبخیر-تعرق مدل swat، بهترین نتایج را برای دشت و کوه به ترتیب معادلات abcd (39/3= rmse میلی متر و 97/0=r2) و یانگ (95/10= rmse میلی متر و 93/0=r2 ) داشتند. منحنی یانگ همچنین برای کل حوضه نیز نتایجی بهتر از سایر معادلات ارائه داد (22/15= rmse میلی متر و 93/0=r2 ). این معادله نتایج بسیار مشابهی با دو معادله ژانگ و فو داشت.
روزبه موذن زاده صالح ارشد
شبیه سازی دقیق هیدرولوژیک حوضه های آبریز می تواند نقش مهمی در فهم رفتار هیدرولوژیک حوضه داشته باشد. پیچیدگی های حاکم بر روابط هیدرولوژیک، سختی در اندازه گیری مستقیم مولفه های هیدرولوژیک، تاثیرات متقابل و گاه تاثیرگذار مولفه های مذکور بر یکدیگر، تغییرات مکانی و زمانی خصوصیات هیدرولوژیک و نیاز به پردازش همزمان حجم زیادی از داده ها، محققین را ناچار به استفاده از مدل های هیدرولوژیک در سطح حوضه آبریز نموده است. در این تحقیق به منظور مدل نمودن هیدرولوژی آب های سطحی حوضه آبریز نیشابور با مساحتی در حدود 9500 کیلومتر مربع، از مدل هیدرولوژیکی swat استفاده شده است. در این تحقیق در ابتدا مدل swat با استفاده از داده های جریان آبراهه ای واسنجی و اعتبارسنجی گردید. برای واسنجی بازه زمانی سال های 1376 تا 1386 انتخاب شده است. واسنجی بر اساس داده های جریان آبراهه ای در سه ایستگاه اندراب، خرومجموع و حسین آباد صورت پذیرفت. نتایج حکایت از بروز مقادیر ضریب همبستگی 85/0، 87/0 و 97/0 و مقادیر 84/0، 77/0 و 92/0 برای ضریب نش- ساتکلیف به ترتیب در سه ایستگاه آب سنجی مذکور دارد. همچنین مقادیر معیارهای p-factor و r-factor که حکایت از عدم قطعیت مدل دارند در سه ایستگاه مذکور به ترتیب 48/0، 46/0 و 3/0 و 44/0، 28/0 و 28/1 به دست آمده اند. مرحله اعتبارسنجی مدل بر اساس داده های جریان آبراهه ای نیز در بازه زمانی 1386 تا 1389 صورت پذیرفته که منجر به مقادیر 94/0، 74/0 و 71/0 برای ضریب همبستگی شده است. از آنجا که واسنجی یک مدل هیدرولوژیک همچون swat تنها با استفاده از مقادیر جریان آبراهه ای منجر به نادیده گرفتن نیمی از چرخه هیدرولوژیک منطقه خواهد شد، مجددا مدل با استفاده از داده های تبخیر- تعرق واقعی واسنجی گردید. بدین منظور الگوریتم sebal بر روی تصاویر سنجنده modis در بازه زمانی سال های 1380 تا 1389 به اجرا درآمده و نهایتا مقادیر تبخیر- تعرق واقعی ماهانه برآورد شده اند. برای واسنجی مدل از بازه زمانی سال های 1380 تا 1386 و برای اعتبارسنجی مدل از بازه زمانی سال های 1387 تا 1390 استفاده شده است. نتایج واسنجی مدل در 24 زیرحوضه منتخب در این مرحله بسیار مناسب ارزیابی گردید به نحوی که ضرایب همبستگی میان 68/0 تا 92/0 و ضریب نش- ساتکلیف در بازه 59/0 تا 91/0 متغیر بوده اند. مقادیر ضرایب همبستگی در مرحله اعتبارسنجی نیز در بازه 72/0 تا 94/0 و ضریب نش- ساتکلیف در بازه 67/0 تا 93/0 متغیر بوده است. همچنین مقادیر معیارهای p-factor و r-factor در مرحله اعتبارسنجی مدل به ترتیب در بازه 57/0 تا 88/0 و 44/0 تا 91/0 در نوسان بوده اند.
ناهید ولیدی بیژن قهرمان
چکیده: دستیابی به اطلاعات صحیح در مقیاس حوضه آبریز منوط به وجود نقاط اندازه گیری کافی با پراکنش مکانی مناسب است که عموماً در عمل چنین شرایطی فراهم نمی باشد. پراکنش نقاط ایستگاه ها و تعداد آنها به منظور برآورد مقادیر مکانی، به دلیل محدودیت های اقتصادی، فنی و اجرایی کافی نمی باشد. بدین ترتیب برای دستیابی به اطلاعات ریز مقیاس در زمان و مکان و به منظور اعمال مدیریت بهینه در حوضه آبریز، ریز مقیاس نمایی زمانی و مکانی خصوصیات هیدرولوژیک حوضه ضروری است. با استفاده از اطلاعات ریز مقیاس شده مولفه های موثر در معادله بیلان آب می توان بیلان آب را با مقیاس زمانی و یا مکانی مطلوب محاسبه نمود. استفاده از توابع درون یابی متداول مانند رگرسیون و اسپیلاین می تواند نتایج نامطلوبی را در این زمینه تولید نماید. هندسه فرکتالی شاخه ای از ریاضیات است که در میدان های گسسته و متناوب کاربردهای فراوانی داشته و در سال های اخیر برای تولید داده هایی که مقیاس آنها متفاوت با مقیاس داده های اندازه گیری شده باشد، مورد استفاده قرار گرفته است. لذا در این تحقیق از ابزار توابع درون یاب فرکتال برای تولید دو مدل فرکتالی بهینه استفاده شده است. این دو مدل ابتدا به مدل سازی داده های دمای روزانه پرداخته و سپس برای ریز مقیاس نمایی زمانی داده های دمای روزانه و تولید داده هایی با مقیاس زمانی 3 ساعت استفاده شده اند. علاوه بر ارائه دو مدل بهینه در هندسه فرکتالی، از روش رگرسیون تناوبی نیز برای مدل سازی داده های دمای روزانه و تولید سری زمانی داده های دما با مقیاس زمانی 3 ساعت استفاده شده است. در مدل فرکتالی خودمتشابه و مدل فرکتالی خودمتشابه قطعه ای با استفاده از توابع درون یاب فرکتال به ترتیب از داده های دمای ظهر با مقیاس زمانی 15 روز و 5 روز، برای تولید سری زمانی داده های دما با مقیاس زمانی 3 ساعت استفاده شد. مقدار بعد فرکتالی که معیاری از بی نظمی در نوسانات کمیت مورد نظر می باشد برای سری زمانی دمای روزانه در ایستگاه سینوپتیک مشهد برای 16 سال متوالی نیز محاسبه گردید. متوسط بعد فرکتال برای دوره 1992 تا 2007 معادل 1.54 برآورد شده است. در این تحقیق علاوه بر تعیین بعد فرکتالی با استفاده از توابع درون یاب فرکتال، نمایه هرست برای سری زمانی داده های دمای روزانه برای 16 سال متوالی محاسبه شده و سپس با استفاده از رابطه d=2-h نیز مقدار بعد فرکتالی تعیین گردید. با مقایسه مقادیر بعد فرکتالی محاسبه شده برای هر سال که به دو روش نمایه هرست و توابع درون یاب فرکتال محاسبه شده اند، می توان نتیجه گرفت که توابع درون یاب فرکتال علاوه بر اینکه روشی مناسب برای مدل سازی سری های زمانی می باشند، ابزاری برای محاسبه بعد فرکتال نیز ارائه می نمایند که با سهولت و دقت بیشتری نسبت به سایر روش ها مانند روش شمارش مربعات قادر به برآورد این کمیت می باشد.
علی حجتی امین علیزاده
بهره برداری بهینه از مخازن سدها یکی از مسائل مهم بهینه سازی در زمینه مدیریت منابع آب است. سیستم بهره برداری از مخزن دارای پیچیدگی هایی است که سبب می شود بهینه سازی آنها با روش های تحلیلی دشوار و هزینه بر باشد. در سال های اخیر برای ارائه راه حل های مناسب در این خصوص روش ها و الگوریتم های مختلفی بکار گرفته شده است که در این میان الگوریتم های فراکاوشی نیز مورد توجه محققان در حوزه مدیریت منابع آب در سراسر دنیا قرار گرفته و از آن استفاده های فراوانی شده است. در تحقیق حاضر برای بهینه سازی یک سامانه دو مخزنه با اهداف حداکثر کردن در آمد حاصل از فروش انرژی نیروگاه و افزایش حجم ذخیره سیلاب در حوضه آبریز قزل اوزن، از الگوریتم چندهدفه مجموعه ذرات (mopso) استفاده شده است. در این مدل، با توجه به مقادیر مشخصی از متغیرهای تصمیم (میزان رهاسازی آب به نیروگاه در طول دوره طرح)، مناسب ترین الگوی بهره برداری از مخزن سدها، ذخیره حجمی از مخزن جهت کنترل سیلاب، تخصیص بهینه آن به نیروگاه ها و در نهایت درآمد حاصل از فروش انرژی تولیدی بدست می آید. از آنجایی که توابع هدف مسئله در تقابل با یکدیگر می باشند، نتایج نهایی مسئله بصورت چندین راه حل بهینه که نسبت به هم برتری ندارند (مجموعه جواب های بهینه پارتو) ارئه شده است. هریک از این راه حل ها، روشی از بهره برداری را مشخص می کنند. تصمیم گیرنده براساس شرایط موجود منطقه مورد مطالعه، یکی از این روش ها را انتخاب خواهد کرد. در این پژوهش در شرایط مساوی مقدار 7 میلیارد ریال درآمد برای نیروگاه و 10 میلیارد مترمکعب نیز برای کنترل سیلاب بدست آمد.
علی اسدی خروی بیژن قهرمان
مولفه نفوذ عمقی و در نتیجه مولفه تغذیه در بیلان آبهای زیرزمینی متغیری است که نسبت به زمان و مکان ثابت و یکنواخت نمی باشد. بنابراین اندازه گیری و یا تخمین مقدار نرخ تغذیه یکی از سخت ترین مراحل در ارزیابی منابع آب زیرزمینی می باشد که بایستی برای نقاط مختلف حوضه و همچنین در زمانهای مختلف تعیین گردد. در این پژوهش سعی شده است تا مقدار تغذیه آبخوان براساس مقدار مولفه نفوذ عمقی که بوسیله مدل ارائه شده توسط کندی و همکاران (2003) شبیه سازی می گردد، برآورد گردیده و سپس با داده های تراز سطح آب در چاه های پیزومتری مقایسه گردید. در این مطالعه به منظور برآورد تغذیه آبهای زیرزمینی در نقاط مختلف دشت، با توجه به نقشه بافت خاک دشت جوین و اسفراینِ سازمان خاک و آب کشور حوضه های مطالعاتی به 10 زیر حوضه تقسیم بندی شد. نتایج نشان دهنده این مطلب است که هرچه اراضی زیرکشت منطقه بیشتر باشد نفوذ عمقی محاسبه شده نیز بیشتر می شود. نفوذ عمقی وارد شده به کل دشت جوین سالانه 397 میلیون مترمکعب می باشد ، درصد نفوذ عمقی وارد شده به کل دشت حدود 13.7 درصد می باشد. همچنین در این مطالعه نتایج بررسی تغییرات اختلاف بارندگی و نفوذ عمقی (ir-dp) با نوسانات سطح آب زیرزمینی بررسی شد. به عنوان مثال در پیزومتر شمال غرب دلقند در زیر حوضه راه چمن با کاهش ir-dp تراز سطح آب زیرزمینی افزایش پیدا کرد. همچنین همبستگی بین ir-dp و نوسانات سطح آب زیزمینی نشان دهنده این امر است که مقدار ضریب همبستگی پیرسون برابر 609/0- می باشد. نتایج نشان می دهد که با کاهش ir-dp تراز سطح آب زیرزمینی افزایش یافته است. و نشان می دهد که مدل کندی به خوبی توانسته است مقدار نفوذ عمقی را شبیه سازی کند
نونا شیخ الاسلامی ابوالفضل مساعدی
چکیده: تبخیر و تعرق مرجع یکی از پارامترهای مهم در مدیریت آبیاری گیاهان است و معمولا بر مبنای داده های هواشناسی چند ساله و با استفاده از مدل ها برآورد می شود. اهمیت زیاد این پارامتر در مسائل آبیاری، لزوم استفاده از روش های جدید داده کاوی را نشان می دهد. در این پژوهش امکان برآورد تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از مدل های ترکیبی رگرسیون چندگانه و تحلیل مولفه های اصلی (mlr-pca) و مدل شبکه عصبی مصنوعی و گاماتست (ann-gt) بررسی شد. به این منظور از داده های هواشناسی روزانه سال های 2005-1991 ایستگاه های سینوپتیک تربت جام، تربت حیدریه، سرخس، سبزوار، کاشمر، گلمکان، گناباد، نیشابور و مشهد واقع در استان خراسان رضوی استفاده شد. در بخش تحلیل مولفه های اصلی در همه ایستگاه ها دو مولفه pc1و pc2 که محدوده (88%-85%) از واریانس کل را تشکیل می دادند، به عنوان مولفه های اصلی در نظر گرفته شدند. با استفاده از مولفه های به دست آمده، مدل رگرسیون خطی چندگانه برای تخمین تبخیر و تعرق مرجع ارائه شد. آماره t برای مقدار ثابت و هر یک از مولفه ها در تمامی ایستگاه ها محاسبه گردید که طبق نتایج همگی در سطح 5% معنی دار بودند. بر اساس نتایج، مولفه pc1 نسبت به مولفه pc2 از اهمیت بیشتری برخوردار بود. در بخش گاماتست در همه ایستگاه ها پارامتر سرعت باد به عنوان مهم ترین پارامتر شناخته شد و پس از تعیین بهترین ترکیب توسط این روش، مدل سازی آن با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی انجام پذیرفت. مقایسه بین مدل های mlr-pca ، mlr، ann-gt و ann با استفاده از آماره های خطاسنجی شامل: میانگین مربعات خطا (rmse)، خطای مطلق میانگین (mae)، میانگین نسبی خطای مطلق (mare) ، ضریب تبیین (r2) و خطای نقطه ایده آل (ipe) نشان داد که همگی این مدل ها در محاسبه تبخیر و تعرق از دقت خوبی برخوردار هستند ولی مدل شبکه عصبی مصنوعی با پیش پردازش گاماتست (ann-gt) نسبت به مدل (mlr-pca و mlr) برتری دارد، ضمن آنکه برتری مدل ann-gt نسبت به مدل ann و مدل mlr-pca نسبت به مدل mlr چندان محسوس نمی باشد.
محمود همتی راد بیژن قهرمان
بدین منظور در منطقه مشهد، کارآیی مدل در پیش بینی عملکرد و کارآیی مصرف آب گیاه کوشیا (kochia scoparia) در 4 تیمار آبیاری (آبیاری کامل، 20، 40 و 60 درصد کم آبیاری) مورد مطالعه قرار گرفت. در این پژوهش آب مصرفی گیاه (تبخیر-تعرق واقعی) طی دوره رشد (11/4/1391 الی 28/7/1391) برای تیمارهای 100، 80، 60 و 40 درصد به ترتیب 588، 509، 408 و 306 میلی متر به دست آمد. مقدار کارآیی مصرف آب نیز 54/0، 55/0، 55/0 و 50/0 کیلوگرم بر متر مکعب محاسبه گردید. حداکثر ضریب گیاهی برای گیاه کوشیا در منطقه مشهد 16/1 به دست آمد. همچنین میزان ضریب حساسیت عملکرد کوشیا 99/0 محاسبه شد. مدل aquacrop با استفاده از اطلاعات موجود کشت کوشیا در منطقه مشهد (سلیمانی، 1387) واسنجی، و صحت سنجی برای تیمارهای مختلف نشان داد که مدل aquacrop پیش بینی بسیار خوبی برای بیوماس در تیمارهای آبیاری100، 80 و 60 درصد به ترتیب با راندمان مدل 98/0، 98/0 و 92/0 داشته و در مورد تیمار آبیاری 40 درصد با راندمان مدل 50/0-، ضعیف عمل کرده است. مدل فقط در شبیه سازی درصد پوشش گیاهی در آبیاری کامل با راندمان مدل 67/0، در حد متوسط بوده و در سایر تیمارها به ترتیب با 33/0، 09/0 و 79/15-، عملکرد خوبی نداشته است. همچنین در پیش بینی میزان دانه تولیدی به جز تیمار آبیاری 40 درصد که با 80/56- درصد خطا، بسیار ضعیف بوده، در بقیه موارد در تیمار 100، 80 و 60 درصد آبیاری به ترتیب با 15/9-، 91/7- و 49/17- در حد خوبی عمل کرده است. در شبیه سازی کارآیی مصرف آب نیز در تیمار آبیاری کامل با درصد خطای صفر، عملکرد بسیار خوب، در تیمار آبیاری 80 و 60 درصد، با 8/6- و 7/19- درصد خطا، درحد متوسط و در تیمار آبیاری 40 درصد با 1/56- درصد خطا، بسیار ضعیف بوده است. مدل aquacrop در مجموع نسبت به افزایش شدید تنش آبی عملکرد خوبی نداشته است، ولی در آبیاری کامل و تنش های آبی پایین عملکرد خوبی داشته است.
ابوذر حسین زاده محمدرضا اکبرزاده
به منظور ارزیابی مدل oryza2000 آزمایشی بصورت کرت های خرد شده برپایه طرح بلوک های کامل تصادفی بر روی 10 رقم برنج در شرایط آبیاری کامل و قطع آبیاری پس از گلدهی (تنش آخر فصل) در شهر لاهیجان انجام گردید. ارزیابی مقادیر شبیه سازی و اندازه گیری شده عملکرد دانه و بیوماس کل با استفاده از آزمون t و پارامترهای ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (rmsen) انجام گرفت. عملکرد دانه با ریشه میانگین مربعات خطای 539 کیلوگرم در هکتار و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده 10 درصد و بیوماس کل با ریشه میانگین مربعات خطای 1180 کیلوگرم در هکتار و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده 12 درصد شبیه سازی شد، که نشان از دقت مدل در شبیه سازی عملکرد و بیوماس کل دارد. با استفاده از عملکرد اندازه گیری شده و اجزای بیلان آب شبیه سازی شده از مدل oryza2000، wpi در محدوده 88/ 0-6/0 کیلوگرم دانه به ازای هر مترمکعب آبیاری متغیر می باشد. همچنین نتایج تحقیق نشان می دهد که مقدار بهره وری آب مبتنی بر تبجیر-تعرق (wpet) در محدوده 88/0-55/0 کیلوگرم دانه به ازای هر مترمکعب تبخیروتعرق می باشد. بررسی نتایج، مقدار بهره وری آب مبتنی بر تعرق (wpt) را در محدوده 93/1- 11/1 کیلوگرم دانه به ازای هر مترمکعب تعرق نشان می دهد. مقدار wpet حدود 52 درصد کمتر از wpt می باشد. درنهایت ارقام ساحل، 841 و 416 به عنوان ارقام مقاوم و ارقام فجر، ندا و 831 نیز به عنوان ارقام حساس به تنش خشکی معرفی شدند.
سید سجاد رضوی کهنمویی علی نقی ضیایی
محدود بودن توان منابع آب در کشورمان، حفاظت و بهره برداری بهینه از آن را به منظور تأمین نیازهای آبی آیند گان طلب می کند و دستیابی به این اهداف جز با تهیه بیلان منابع آب و ارزیابی پتانسیل آن امکان پذیر نمی باشد. برآورد بیلان آب با توجه به عدم اطلاعات لازم و کافی، عدم امکان اندازه گیری برخی از فاکتورهای بیلان آب و وجود خطا در محاسبه این فاکتورها و همچنین وجود خطاهای ناشی از عوامل طبیعی یا انسانی و طولانی بودن زمان محاسبه بیلان آب، با مشکلاتی از لحاظ دقت و زمان کاربرد مواجه است. هدف این پژوهش برآورد پارامترهای بیلان با استفاده از یک مدل شبه توزیعی می باشد. در این راستا پس از بررسی مدل ها و روش های توزیعی موجود در دنیا، مدل شبه توزیعی qdwb در محیط برنامه نویسی متلب نوشته شد. برای اجرای این مدل لازم است تا داد ه ها (بارندگی، تبخیروتعرق پتانسیل، داده های کاربری و خاک و اطلاعات مرتبط، ضرایب تصحیح رواناب و نفوذ و..) به صورت توزیعی در سطح حوضه محاسبه شده و به صورت لایه های جداگانه و به شکل ماتریس به مدل داده شود. در این تحقیق از سلول های 500 در 500 متری برای پهنه بندی داده ها و محاسبه عوامل بیلان استفاده شد. مدل برای تخمین رواناب و نفوذ عمقی معادله بیلان آب های سطحی را حل می کند و نیاز آبیاری را بر اساس تامین کمبود رطوبت خاک تخمین می زند. محدوده مطالعاتی مورد نظر در این تحقیق حوضه آبریز نیشابور- رخ است که جزئی از حوضه آبریز کویر مرکزی ایران می باشد. مساحت کل حوضه 9157 کیلومتر مربع است که 4241 کیلومتر مربع آن را کوهستان و مابقی را دشت فراگرفته است. مدل با گام سالانه از سال آبی 80-79 تا سال90-89 طراحی شده است. بررسی روابط میان عوامل بیلان برای مثال، مقایسه بارندگی- تبخیروتعرق، بارندگی- رواناب، بارندگی– نفوذ حاکی از این مطلب است که مدل به خوبی فرایندهای هیدرولوژیکی حاکم بر حوضه را درک کرده است. تغییرات رطوبت در عمق توسعه ریشه برای سال 88-89 کمترین مقدار (1میلیون متر مکعب) و برای سال 80-81 بیشترین مقدار (40 میلیون متر مکعب) می باشد. همچنین نتایج تبخیروتعرق مدل حاضر با نتایج مدل swat مقایسه شد که نشان دهنده روند مشابه تبخیروتعرق محاسبه شده توسط هر دو مدل می باشد.
طیبه طاهرپور بیژن قهرمان
تحلیل فراوانی سیلاب منطقه ای، نیازمند شناسایی حوضه های مشابه ازنظر مکانیزم تولید سیلاب می-باشد.درهیدرولوژی جهت تحلیل فراوانی سیلاب منطقه ای، از روش های مختلف ناحیه ای کردن استفاده می شود. تشابه حوضه ها در تولید سیلاب تابع عواملی نظیر ویژگی های فیزیوگرافی و هواشناسی حوضه، موقعیت جغرافیایی و زمین شناسی است.در این مطالعه به منظور تعیین اثر شاخص زمین شناسی در تعیین مناطق همگن هیدرولوژیکی، 73 ایستگاه آب سنجی واقع در شمال شرق ایران که دارای اقلیم خشک تا نیمه خشک است با میانگین طول دوره آماری 29 سال، با درنظر گرفتن شاخص زمین شناسی و نیز بدون درنظرگرفتن این شاخص با استفاده از الگوریتم خوشه بندی c- میانگین فازی به 6 ناحیه ی همگن تقسیم شدند. جهت تعیین تعداد بهینه خوشه ها از سه شاخص صحت سنجی خوشه بندی فازی وون، ژی-بنی و فوکویاما-سوگنو استفاده شد. نواحی حاصل از دو روش با استفاده از آماره های همگنی بر پایه ی گشتاورهای خطی همگن تشخیص داده شد. توابع توزیع ناحیه ها با استفاده از آزمون-های نیکوئی برازش z و کولموگروف-اسمیرنوف انتخاب شدند. با مقایسهتوزیع ایستگاه ها و همچنین دو آماره ارزیابی میانه خطای نسبیو نسبت دبی پیش بینی شده به دبی برآورد شده، هر دو روش تحلیل، نتایجی قابل قبول داشته و اضافه کردن شاخص زمین شناسی منجر به بهبود نتایج گردید. همچنین با بررسی سه الگوریتم خوشه بندی سلسله مراتبی پیوند متوسط، پیوند کامل و الگوریتم وارد، الگوریتم وارد به دلیل توزیع یکنواخت تر ایستگاه ها در خوشه ها انتخاب شد. تعداد بهینه خوشه ها نیز در روش های سلسله مراتبی توسط سه شاخص متوسط عرض سیلهوت، دان و دیویس-بولدین انتخاب شد. نتایج حاصل از ناحیه ای کردن با روش خوشه بندی سلسله مراتبی وارد نیز نتایج قابل قبولی بود. اگرچه به دلیل بزرگتر بودن ناحیه ها (تعداد داده-ایستگاه بیشتر) در روش فازی، استفاده از ناحیه های حاصل از این روش جهت برآورد سیلاب با دوره بازگشت بالا (t5=طول دوره آماری مورد نیاز جهت برآورد قابل قبول) توصیه می شود. همچنین خوشه بندی به روش c-میانگین نسبت به روش های سلسله مراتبی دارای توزیع یکنواخت تر ایستگاه ها بوده و نیز نیازی به تعدیل خوشه های حاصل از این روش نبود.
بهرنگ آشورون محمود طباطبایی
نفوذ آب به خاک نقش مهمی در چرخه آبی ایفا می کند ولی اندازه گیری آن علاوه بر هزینه بر، وقت گیر و دشواربودن، با تغییرات مکانی و زمانی فراوانی همراه است. بنابراین تخمین نفوذ با استفاده از مدل های فیزیکی و تجربی ویا برآورد غیر مستقیم آن به کمک ویژگی های زودیافت خاک، ضروری به نظرمی رسد. هدف از این پژوهش، تخمین مقادیر نفوذ تجمعی آب به خاک با استفاده از داده های توزیع اندازه ذرات و پارامتر شکل منحنی رطوبتی در مدل ون گنوختن بوده است. به این منظور، مقادیر نفوذ تجمعی آب به خاک در سه کاربری کشاورزی، فضای سبز و بستر رودخانه در شهرستان مشهد به روش تک استوانه (بیرکن) در پنج نقطه و با سه تکرار اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که استفاده از سه فراکسیون از داده های توزیع اندازه ذرات خاک در مقابل پنج فراکسیون (روش لاساباتر و همکاران) در تعیین پارامتر شکل منحنی رطوبتی خاک و سپس برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک، موجب کاهش ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) حاصل از برازش مقادیر پیش بینی شده و اندازه گیری شده در هر سه کاربری گردید. هم چنین تابع پیشنهادی میناسنی و مک براتنی برای تعیین پارامتر شکل منحنی رطوبتی خاک، در نقاطی که دارای بافت لومی سیلتی بودند، از دقت نسبی بالاتری برخوردار بود. با توجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش، استفاده از سه فراکسیون از توزیع اندازه ذرات خاک برای برآورد شکل منحنی رطوبتی و نفوذ پذیری خاک و همچنین اندازه گیری مقادیر نفوذ تجمعی با استفاده از روش تک استوانه (بیرکن) توصیه می گردد.
مهدی سلاح ورزی بیژن قهرمان
با توجه به شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک ایران و کمبود منابع آب، تبخیر عامل مهمی در برنامه ریزی و مدیریت آب کشاورزی است که به دلیل دشواری اندازه گیری، تخمین آن ضروری می باشد. تبخیر از خاک، علاوه بر تلفات آب و منابع آبی باعث شور شدن خاک نیز می شود، این اتفاق در مناطق خشک و نیمه خشک که باران اندک و آب آبیاری شور دارند، بیشتر اتفاق می افتد. روش ها و مدل های متعددی برای تخمین تبخیر از خاک بدون پوشش ارائه شده است. اما روش هایی که برای تخمین مرحله ی دوم تبخیر کارآمدتر هستند، به اندازه گیری های زیادی از ویژگی های هیدرولیکی و دمایی خاک نیاز دارند. از طرف دیگر، با توجه به محدودیت منابع آبی در مناطق خشک و نیمه خشک، امروزه نگاه ها به سوی استفاده از منابع آبی شور معطوف است. این پژوهش در دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی به صورت فاکتوریل بر پایه ی طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای اعمال شده شامل بافت خاک در سه سطح (شن لومی، لوم، رس شنی) و چهار سطح شوری (7/0، 2، 4 و 8 دسی زیمنس بر متر) بودند. افزایش شوری در خاک، تبخیر (مرحله ی اول و دوم) را در هر سه بافت مورد پژوهش، کاهش داد. با افزایش شوری در بافت رس شنی، تخمین مرحله اول و دوم تبخیر بهبود پیدا کرد اما با افزایش شوری در بافت شن لومی، تخمین مرحله ی اول و دوم تبخیر کاهش یافت. هم چنین ارائه ی رابطه ی نمایی برای ضریب واجذبی از دیگر نتایج ضمنی این پژوهش می باشد.
محمدرضا آزاد مرزآبادی بیژن قهرمان
با توجه به محدود بودن منابع آب در کشور، مدیریت منابع آب به عنوان راهکاری مناسب برای حل بحران ضروری هست. برای مدیریت صحیح و علمی منابع آب نیاز به فهم بهتر و دانستن مجموعه پیچیده¬ تعاملات مرتبط با آب در بیلان آب یک حوضه است. تبخیر-تعرق یکی از اجزای مهم بیلان آب هست که اندازه گیری مقدار واقعی آن مشکل است و روش های تعیین آن محدود می باشند. در این تحقیق سعی شد تا با استفاده از روش سنجش ازدور و با به کارگیری الگوریتم هایsebal و s-sebi برآورد دقیقی از تبخیر- تعرق واقعی در مقیاس حوضه- سال به دست آید. جهت انجام این پژوهش سال آبی 92-91 انتخاب شد و داده های ایستگاه های هواشناسی بر مبنای این سال آبی گردآوری گردید. مقایسه نتایج روزانه و ماهانه الگوریتم¬های sebal و s-sebi از بیش برآورد الگوریتم s-sebi حکایت می¬کند. همچنین نتایج روزانه روش سال در روزهای 8 و 23 بهمن در ابتدا کمی غیرمنطقی بودند؛ ولی در روزهای مذکور اختلاف دمای فاحشی در تمامی ایستگاه¬های منطقه، نسبت به روزهای قبل ثبت شده بود. با مقایسه نتایج الگوریتم¬های استفاده شده با نتایج مدل هیدرولوژیکی swat، اختلاف معنی داری در نتایج مشاهده شد، که این به دلیل عدم قطعیت زیاد مدل swat بوده و از تفاوت ساختار مدل¬های sebal، s-sebi و swat نشأت می-گیرد.
محمود المهباش سیدمجید هاشمی نیا
در شرایط آب و هوایی ایران مشکل اصلی در راه افزایش تولید محصولات کشاورزی، محدودیت منابع آب می باشد. روش های آبیاری قطره ای دارای پتانسیل بالایی در توزیع آب با بازده ی بالا می باشند. این سامانه ها به شرطی که بدرستی انتخاب و بطور اصولی طراحی، اجرا، و مورد بهره برداری قرار گیرند، راه¬حلی مناسب جهت استفاده بهینه از منابع آب می باشند. لذا در راستای گسترش کمی بایستی کیفیت طرح ها نیز مورد توجه قرار گیرد، و با ارزیابی طرح های اجرا شده ی موجود، عوامل ارزیابی نظیر یکنواختی توزیع، بازده های پتانسیل و واقعی کاربرد آب اندازه گیری، و نحوه ی عملکرد سامانه مشخص گردد و با ارائه ی راه حل های مناسب در جهت رفع نواقص، گام های موثری برداشته شود تا سامانه های موجود با حد اکثر توان مورد بهره برداری قرار گیرند، از طرفی، می توان با دوست داشتن این اطلاعات راهبردهایی جهت توسعه ی اصولی آبیاری قطره ای در منطقه معرفی کرد. در این تحقیق 3 سامانه ی آبیاری قطره ای در مزرعه نمونه آستان قدس رضوی در شهر مشهد، سامانه های a وb چهار بار و سامانه یc سه بار مورد ارزیابی قرار گرفتند. پارمترهای ارزیابی بر اساس دستور العمل سازمان حفاظت خاک آمریکاscs انتخاب شدند و یکنواختی پخش آب در سیستم eus، پتانسیل راندمان کاربرد در چارک پایین pelq و راندمان واقعی کاربرد در چارک پایینaelq ، طرح های مورد مطالعه اندازه گیری و محاسبه شدند. کیفیت شیمیایی آب آبیاری مورد آزمایش قرار گرفت و پارمترهای مختلف بررسی شدند. به طور کلی درجه کیفیت منابع آب طرح ها در حد خوب بود و مشکلی را از نظر گرفتگی در قطره چکان ها ایجاد می کرد. نتایج نشان داد که در میان سیستم های موجود سیستم b با میانگین یکنواختی پخش آب 80 درصد و با میانگین راندمان پتانسیل کاربرد در چارک پایین 33/72درصد دارای بهترین عملکرد بود، سیستم c با میانگین یکنواختی پخش آب 72درصد و با میانگین راندمان پتانسیل کاربرد در چارک پایین 87/64 درصد در پاین¬تریین سطح عملکرد بود. پایین بودن مقدار pelq از یک سو به ضریب تغییرات ساخت قطره چکان ها (cv) و از سوی دیگر به مدیریت سیستم ها مربوط می شود.
فرید انتظاری کامران داوری
برای بسیاری از مردم، و نه تنها در ایران، عبارت «پایش کیفیت منابع آب» به معنای جمع آوری و ذخیره سازی اطلاعات مربوط به کیفیت منابع آب است. شاید بتوان از برنامه های پایش ضعیف و داده برداری های بدون درنظر گرفتن اولویت ها و نیازهای اطلاعاتی با عنوان «سندروم داده های غنی اما اطلاعات فقیر» یاد کرد. به عبارت دیگر، فعالیت های پایش معمولا تمایل به تولید حجم زیادی از داده دارند، که ظاهرا کاربرد کمی در رویه مدیریت منابع آب دارند. به عنوان یک نتیجه، یک رویکرد کاربر محور برای طراحی چارچوب پایش در نیشابور اتخاذ گردید؛ سپس چارچوب پایش کیفیت آب زیرزمینی در سطح حوضه آبریز با توجه به فعالیت ها و چارچوب های مشابه در سایر نقاط جهان تدوین گردید و مورد ارزیابی قرار گرفت. این چارچوب می تواند به عنوان پایه ای برای بازنگری دستورالعمل های جاری و طراحی/اطلاح برنامه های جدید مورد استفاده قرار گیرد. چارچوب پیشنهادی شامل شش مرحله است. مرحله اول تعیین اهداف پایش است که در آن محدوده ی مورد مطالعه و سوالات مدیریتی یا به عبارت دیگر اطلاعات خروجی مورد نیاز مشخص می شود. مرحله دوم راهبرد پایش را با توجه به برخی اطلاعات اضافی یا بررسی های مقدماتی مشخص می کند. در این مرحله اهدافی که باید مورد توجه قرار بگیرند مشخص تر شده، مقیاس کار، موارد دست یافتنی و سطح اعتماد مورد نیاز و ممکن تعیین می شوند. مرحله سوم تبیین مدل مفهومی کیفی است که با توجه به اهداف پایش توسعه می یابد. مرحله چهارم طراحی پایش است که در دو گام طراحی اولیه و نهایی کردن طرح با هماهنگی سایر دستگاه ها کامل می شود. طراحی اولیه شامل شناسایی نواحی دارای ریسک و/یا در معرض تخریب، تعیین محدوده های پایش، مفهوم سازی فرآیند آلودگی، تاثیرات و نحوه اثر و در نهایت ارائه طرح پیشنهادی می باشد. گام دوم هماهنگی با سایر دستگاه ها برای اطلاح/ترمیم برنامه ی پایش و اولویت بندی اجزاء آن و در واقع نهایی کردن طرح می باشد. مرحله پنجم پیاده سازی پایش است که در چهار گام شامل ایجاد/توسعه/بهبود شبکه پایش، اکتساب داده، داده گردانی، سیستم مدیریت پایگاه داده صورت می پذیرد. مرحله آخر نیز ارزیابی و روزآمدی برنامه ی پایش است؛ که ارزیابی بر اساس داده های کسب شده از برنامه پایش صورت می گیرد و روزآمدی نیز با درنظر گرفتن تغییرات توسعه و اقلیم برای بروز کردن برنامه پایش حاصل می شود. نتایج این مطالعه سودمندی و عملی بودن این چارچوب را برای پایش کیفی آب زیرزمینی نشان داد.
سپیده رحمتی محمدجواد منعم
با توجه به ضعف مدیریت مصرف آب کشاورزی در کشور، ملزم به کاربرد نگرش و اقداماتی فراگیر و عاجل در رابطه با این فرآیند می باشیم در غیر این صورت باید شاهد اتلاف منابع آب و به تبع آن بلا استفاده ماندن ظرفیت های قابل توجه کشاورزی در کشور بود. یکی از اقدامات لازم جهت مقابله با آن، ارزیابی عملکرد سامانه های آبیاری کشور می باشد
مجتبی شفیعی بهرام ثقفیان
عدم قطعیت به حالتی اطلاق می شود که منعکس کننده نداشتن اطمینان درباره فرآیندهای فیزیکی یا سیستم مورد نظر بوده و بالقوه منجر به تفاوت بین خروجی های بدست آمده و مقادیر درست در سیستم می شود. مدل سازی فرآیندها در سیستم آب-خاک-گیاه-اتمسفر در دهه های اخیر بسیار توسعه یافته اند. این گونه مدل های آگروهیدرولوژی علاوه بر شبیه سازی بیلان آب و املاح در خاک و شبیه سازی رشد و عملکرد گیاهان، امکان تحلیل سناریوهای مدیریتی آب در مزرعه تحت شرایط مختلف اقلیمی را نیز فراهم کرده-اند. اما مسئله ای که هنوز در مدل سازی های آگروهیدرولوژی به صورت چالش باقی مانده است، تخمین درست پارامترهای مدل (واسنجی) و اطمینان از برآورد های (خروجی های) مدل در شبیه سازی ها می باشد. تحلیل عدم قطعیت در کاربرد مدل ها این امکان را فراهم می کند تا بتوان اطلاعات بیش تری در مورد خروجی های مدل پیش بینی به دست آورده و با اطمینان بیش تری از نتایج آن ها در فرآیندهای تصمیم گیری استفاده کرد. هدف این رساله ارائه مفاهیم و روش شناسی تحلیل عدم قطعیت در مدل های آگروهیدرولوژی و سپس کاربرد دو روش glue و روش dream-zs در تحلیل عدم قطعیت دو مدل آگروهیدرولوژی پرکابرد با اهداف مختلف در مقیاس مزرعه می باشد.
وحید یزدانی بیژن قهرمان
پتانسیل آبی کشور، بیانگر محدودیت شدید منابع آبی است، از طرف دیگر افزایش تولید نیز عمدتاً در گرو توسعه اراضی فاریاب می باشد، در نتیجه بایستی آب با کیفیت پایین به عنوان یک منبع آب آبیاری محسوب شده و در برنام? آینده توسعه اراضی فاریاب با اعمال روش های مدیریتی صحیح جهت تداوم پایداری کشاورزی و نیل به عملکرد معقول، مورد توجه جدی قرار گیرد. این تحقیق در مزرعه ای در فاصله 25 کیلومتری از مرکز شهر مشهد، در دو سال زراعی 91-1390 و 92-1392 اجرا گردید. طرح آزمایشی مورد نظر بصورت اسپلیت اسپلیت پلات در قالب بلوک های کامل تصادفی بود که در آن چهار فاکتور مقدار شوری آب آبیاری (5/0، 5، 8 و 11 دسی زیمنس بر متر به ترتیب s1، s2، s3 و s4) به عنوان کرت های اصلی، چهار سطح آبیاری به عنوان فاکتور فرعی (100، 125، 75 و 50 درصد نیاز آبی به ترتیب i1، i2، i3 و i4)، و دو رقم کلزا (هایولا 401 و آرجی اس 003) به عنوان فاکتور فرعی فرعی بود که در سه تکرار اجرا گردید. نتایج نشان داد که شوری آب آبیاری به جز تعداد دانه در غلاف اصلی و طول غلاف اصلی بر تمام اجزای عملکرد اثر معنی داری داشت. همچنین مقدار آب آبیاری بر کلیه پارامترهای عملکردی گیاه کلزا در سطح 1 درصد اثر معنی داری داشت. اثر متقابل شوری و کم آبیاری بر تعداد دانه در غلاف اصلی، تعداد دانه در غلاف فرعی، تعداد شاخه، وزن هزار دانه در غلاف اصلی و وزن هزار دانه در غلاف فرعی معنی دار نبوده است. رقم هایولا با کاهش تعداد شاخه و تامین مواد غذایی کافی برای شاخه های باقیمانده و نیز تولید دانه های کم با وزن بیشتر، عملکرد خود را تحت تنش های شوری حفظ کرده است. اثر کم آبیاری کمتر از مجموع اثرات هر یک از این تنش-ها می باشد و این بدان معنی است که در مناطقی مانند مشهد، نمی توان در کم آبیاری ها از آب شور برای تولید کلزا استفاده نمود. در کلیه سطوح تیمارهای مختلف، کارایی مصرف آب (wue) برای رقم هایولا، بیشتر از رقم آرجی اس می باشد. در شرایط محدودیت آب و شوری آب آبیاری با اعمال مدیریت در آبیاری ارقام کلزا، رقم هایولا با توجه به wue بیشتر از الویت بالاتری برای کشت در منطقه مورد مطالعه برخوردار است. افزایش عمق آب آبیاری تا حدی باعث افزایش کارایی مصرف آب می گردد و از آن به بعد از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نخواهد بود. مقادیر ضریب تعیین r2 نشان می دهد که در رقم های هایولا و آرجی اس، تابع درجه دوم با 99/0= r2 و 8/0= r2 در رتبه اول قرار می گیرد. با توجه به نتایج آماری (حداکثر خطا، میانگین ریشه دوم خطا، ضریب تعیین، کارایی مدل سازی و ضریب باقیمانده) مشخص شد که تابع درجه دوم (با رتبه نهایی یک) نسبت به سایر توابع برتری نسبی دارد و پس از آن تابع متعالی با رتبه 2 نتایج قابل قبولی دارد و توابع خطی ساده و خطی لگاریتمی در رتبه های بعدی قرار می گیرند. مدل ارائه شده در ابتدا و انتهای دوره رشد گیاه کلزا شاخص سطح برگ را بیشتر از واقعیت برآورد می کند. مدل مورد نظر ارتفاع کلزا را در ابتدای دوره رشد بیش برآورد و در انتها کم برآورد می کند. دقت برآورد وزن تر و خشک در رقم آر جی اس بیشتر رقم هایولا می باشد. ضمن اینکه برآوردها در وزن تر دارای دقت بهتری نسبت به وزن خشک می باشد. مقادیر مثبت کارایی مدل سازی (ef) در مدل شبیه سازی عملکرد بیانگر دقت بهتر مدل نسبت به استفاده از میانگین داده های ثبت شده است. مدل ارائه شده در تیمارهای s2i4، s3i4، s4i4دارای خطای بیشتری می باشد. با این حال، مدل حاضر از کفایت مناسب برای پیش بینی عملکرد کلزا در شرایط تنش خشکی و شوری برخوردار است، و می توان از آن برای پیش بینی عملکرد استفاده کرد.
مهدی مکاری باغ خیراتی سید حسین ثنایی نژاد
در این پژوهش از تصاویر سنجنده مودیس و لندست برای ریز مقیاس سازی مکانی و زمانی تبخیر- تعرق واقعی در دشت مشهداستفاده شد. نتایج ریز مقیاس سازی مکانی در این پژوهش نشان داد که استفاده از گسیلمندی سطحی در محدوده وسیع (?_0) و دمای سطح زمین سنجنده مودیس (lst) به عنوان فاکتور مقیاس بهترین عملکرد را در ریز مقیاس کردن مکانی تبخیر- تعرق واقعی داشتند. از طرفی دیگر نتایج ریز مقیاس سازی زمانی تبخیر- تعرق واقعی در این پژوهش نشان داد که استفاده از روش رگرسیون- ورودی عملکرد مناسبی در ریز مقیاس کردن زمانی تبخیر- تعرق واقعی به دست آمده از تصاویر سنجنده لندست در دشت مشهد داشت.
محمد رضا نحاسی محمد موسوی بایگی
چکیده: بررسی خشکسالی استان خراسان جنوبی به دلیل ماهیت تصادفی بودن بارش و اقلیم خشک این استان، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف از این پژوهش مدلسازی بارش با کمک روش باکس و جنکینز و پیش بینی وضعیت خشکسالی با استفاده از شاخص استاندارد بارندگی (spi) در این استان می باشد. بر همین اساس در این پژوهش بررسی تغییرات زمانی بارش با استفاده از مدل سری زمانی sarima در 6 ایستگاه منتخب استان خراسان جنوبی (بشرویه، بیرجند، طبس، فردوس، قائن و نهبندان) و پیش بینی آن در مقیاس زمانی 9،6،3 و 12 انجام پذیرفت. در این تحقیق از آمار بارش ماهانه ایستگاه های ذکر شده طی سال های 2014-1988 استفاده گردید. بر اساس نمودارهای خودهمبستگی، خودهمبستگی جزئی و بررسی الگوهای احتمالی به لحاظ ملاک کمترین خطا و حداکثر درستنمایی بهترین الگو برای شبیه سازی بارش های ماهانه، فصلی و سالانه در دوره آماری 1988 تا 2012 میلادی با کمک نرم افزار r در ایستگاه مذکور بدست آمد. مدل های برازش داده شده برای ایستگاه های بشرویه، بیرجند، طبس، فردوس، قائن و نهبندان به ترتیب sarima(1,0,1)(0,1,2)12، sarima(1,0,1)(0,1,2)12، sarima(0,0,0)(1,1,1)12، sarima(0,0,1)(0,1,2)12، sarima(1,0,0)(0,1,2)12 و sarima(1,0,1)(0,1,1)12 بهترین مدل بودند که بر اساس همین مدل ها پیش بینی ها صورت پذیرفت. با مقایسه مقادیر شبیه سازی و پیش بینی شده بارش ماهانه با مقادیر واقعی نتیجه شد در مرحله شبیه سازی، مقادیر ماهانه دارای دقت مناسبی هستند ( ضریب همبستگی 77/0 برای ایستگاه های بشرویه و نهبندان تا 81/0 برای ایستگاه قائن). پس از تایید دقت روش sarima در پیش بینی مقادیر بارش ایستگاه های مورد استفاده، پیش بینی برای سال های 2015 تا 2017 انجام پذیرفت و شاخص spi برای مقیاس های 3،6،9 و 12 ماهه برای این 3 سال بدست آمد. در دوره 3 ماهه، برای ایستگاه بشرویه فقط در دوره های منتهی به آگوست، سپتامبر و اکتبر 2015 (تابستان) ترسالی متوسط پیش بینی شده و در سایر دوره ها وضعیت نرمال یا ترسالی و خشکسالی ضعیف پیش بینی می شود. برای ایستگاه بیرجند فقط در دوره منتهی به ژانویه 2015 (ابتدای زمستان) خشکسالی متوسط پیش بینی شده و سایر دوره ها وضعیت نرمال یا خشکسالی و ترسالی ضعیف خواهند داشت. پاییز نسبتاً خشکی در سال 2015 برای بیرجند پیش بینی می شود. در دوره 3 ماهه منتهی به سپتامبر هر سه سال پیش رو (2017- 2015) ترسالی متوسطی برای ایستگاه طبس مورد انتظار خواهد بود. در سایر دوره ها ترسالی و خشکسالی شاخصی پیش بینی نمی شود. وضعیت تمامی دوره های سه ماهه ایستگاه های قائن و نهبندان نرمال و یا دارای ترسالی یا خشکسالی ضعیف پیش بینی می شود. در دوره سه ماهه منتهی به آگوست 2015 ایستگاه قائن، ترسالی متوسطی شاهد خواهیم بود که نشان از فصل بهاری با بارش بیش از مقدار نرمال ایستگاه می باشد. برای در دوره های 6 و 9 ماهه منتهی به ماه های ژانویه تا دسامبر سال های 2017-2015 تمامی ایستگاه ها، هیچ ایستگاهی وضعیت ترسالی و خشکسالی شاخصی (متوسط به بالا) بدست نیامد. هر چند ایستگا ها در بسیاری از دوره ها با ترسالی یا خشکسالی ضعیفی مواجه خواهند شد. در دوره 12 ماهه هم تنها ایستگاه بیرجند در دوره منتهی به ژانویه 2015 با خشکسالی متوسطی روبه رو شده و در سایر دوره ها در ایستگاه ها، وضعیت نرمال یا شرایط خشکسالی و ترسالی ضعیف برقرار است. کلیدواژهها: پیش بینی، روند، سری زمانی، مدل سازی.
زینب محمدی بیژن قهرمان
پیش بینی جریان رودخانه به وسیله شبکه عصبی و تعیین پارامترهای موثر برای پیش بینی بهتر جریان رودخانه و همچنین بررسی پارامتر باران تجمعی بجای آب معادل برف در مناطقی که آمار و اطلاعات آبswe وجود ندارد.
مرتضی لطفی بیژن قهرمان
چکیده تعیین روابط باران- رواناب نقش بسیار اساسی در مطالعات هیدرولوژیکی حوضه ی آبخیزدارد. در این مطالعه دقت و قابلیت اعتماد برخی از مدل های باران- رواناب، در تعیین خصوصیات هیدروگراف سیلاب درحوضه های فاقد آمار مورد بررسی واقع شده است. این مدل ها عبارتند از مدل های هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژیک، ژئومورفوکلیماتیک، نش، روسو و هیدروگراف واحدscs. هفده واقعه ی باران - رواناب درحوضه ی آبخیزجُنگ، در بالادست سدکارده در نزدیکی مشهد، برای بررسی این مدل ها انتخاب شده است. براساس این مطالعه، بررسی میانگین خطای نسبی نتایج به دست آمده نشان می دهدکه در برآورد دبی اوج سیلاب، روش ژئومورفولوژیک نسبت به سایر روش ها دقت بیشتری دارد در حالی که در برآورد زمان اوج، مدل روسو مناسبتر از بقیه مدل ها می باشد. هم چنین نتایج نشان می دهد مدل ژئومورفوکلیماتیک بیشترین کارایی را در تخمین حجم سیلاب دارد. به طورکلی دربرآورد مشخصات اصلی هیدروگراف شامل دبی اوج، زمان اوج و حجم سیلاب، روش ژئومورفولوژیک رتبه ی نخست را دارا می باشد. سپس روش های ژئومورفوکلیماتیک، نش و روسو، و روشscs در رتبه ها ی دوم تا چهارم قرار می گیرند. کلید واژه ها: جُنگ، روسو، ژئومورفوکلیماتیک، ژئومورفولوژیک، مدل های باران- رواناب، نش، هیدروگراف واحد.
فرزانه صالحی رضا آبادی بیژن قهرمان
برداشت بیش از حد از آب های زیرزمینی دشت تایباد به منظور افزایش عملکرد محصولات و سود خالص کشاورزان، باعث افت مستمر سطح آب، منفی شدن بیلان و افزایش شدید کسری مخزن، نامطلوب شدن کیفیت آب و هجوم جبهه شوری شده است. این عوامل حاکی از لزوم مدیریت منابع آب زیرزمینی در این منطقه می باشد. به طوری که برداشت از آب زیرزمینی در حد بهینه صورت گرفته و در عین حال سود اقتصادی زارعین منطقه افزایش یابد. در این مطالعه به منظور مدیریت منابع آب زیرزمینی دشت تایباد و تعیین مقدار برداشت بهینه از ذخایر آب های زیرزمینی از نظریه بازی ها استفاده شد. بدین ترتیب که ابتدا با استفاده از الگوی sarima میزان بارندگی هفت سال آتی برای دشت مورد مطالعه پیش بینی شد و به منظور تعیین ضریب برداشت بیش از حد، مقدار تغذیه به ذخایر آب های زیرزمینی با استفاده از مقادیر پیش بینی شده بارندگی تخمین زده شد. در مرحله بعد به منظور به دست آوردن ماتریس تاوان برای دوگروه هدف -کشاورزان و جامعه- در هفت سال آینده و استخراج مرز پارتو یا منحنی مبادله، بازده برنامه ای محصولات زراعی عمده دشت تایباد با استفاده از مدل های سری زمانی arima پیش بینی شد. بازده برنامه ای و ضرایب فنی محصولات در سال زراعی 1387-1386، با بهره گیری از اطلاعات 109 کشاورز منطقه مورد مطالعه که به روش نمونه گیری تصادفی ساده انتخاب شده بودند، به دست آمد. سپس با استفاده از چهار روش نظریه بازی شامل راه حل نامتقارن نش، راه حل نامتقارن کلی-اسمردینسکای، راه حل نامتقارن مساحت یکنواخت و راه حل نامتقارن زیان مساوی، میزان برداشت بهینه از منابع آب زیرزمینی تعیین شد. نتایج مطالعه نشان داد هنگامی که اهداف اقتصادی و زیست محیطی از درجه اهمیت یکسانی برخوردار می باشند، میزان برداشت بهینه برای سال های زراعی 1388-1387 تا 1394-1393 به ترتیب 133/25، 121/176، 124/382، 135/335، 141/762، 133/480 و 124/355 میلیون متر مکعب خواهد بود. در پایان پیشنهاد می شود از این روش در کلیه دشتها بر حسب میزان ریسکی بودن سطح آبهای زیرزمینی استفاده شود و الگوی کشت منطقه بر اساس نتایج این روش تعیین شود. .
سعید حمزه کانلو بیژن قهرمان
با توجه به گسترش شبکه های آبیاری تحت فشار، کاربرد مدیریت توزیع بر حسب تقاضا در این شبکه ها توسعه یافته است. در این روش، برنامه ریزی بر این اصل استوار است که آب در زمان نیاز به میزان مناسب، حسب درخواست کشاورزان، تحویل محل های مصرف شود. بکارگیری این روش، نسبت به شرایط توزیع آب به صورت سنتی (گردشی یا دائمی) در شبکه های آبیاری تحت فشار موجود، موجب بهبود عملکرد شبکه و افزایش کارآیی مصرف آب می گردد. به علاوه، قیمت گذاری آب در این روش زمینه ساز مصرف معقول تر آب خواهد بود. هدف از تدوین این پایان نامه تهیه ی الگوریتم ها و روندنماهایی جهت طراحی شبکه ی تحت فشار توزیع آب برمبنای تقاضا می باشد. در تحقیق حاضر طراحی شبکه در هفت مرحله انجام می پذیرد. در مرحله ی اول الگوریتم ها و روندنماهایی جهت محاسبه ی هیدرومدول حداکثر و حداقل اراضی شبکه تهیه می شود. خروجی های این مرحله در مرحله ی سوم مورد استفاده قرار می گیرند. در مرحله ی دوم با استفاده از روش پریم (prim) الگوریتمی جهت ایجاد چیدمان مجاورت ارائه می گردد. در مرحله ی سوم با استفاده از خروجی های مراحل یک و دو الگوریتم محاسبه ی دبی طراحی اتصالات شبکه، با استفاده از مدل اول کلمان، ارائه می شود. در مرحله ی چهارم الگوریتمی جهت انتخاب لوله های مناسب برای هر اتصال ارائه شده است. در مرحله ی پنجم با استفاده از روش بهینه سازی لابیه و در سه گام شامل: گام اول- جمع زدن منحنی های پوش پایینی شبکه از پایین دست به بالادست؛ گام دوم- محاسبه ی ارتفاع بهینه ی آب در سرشاخه؛ گام سوم- انتخاب قطر های بهینه برای اتصالات شبکه از بالادست به پایین دست، الگوریتم هایی جهت محاسبه ی قطر بهینه ی اتصالات شبکه ارائه شده است. در مرحله ی شش، با استفاده از روش تحلیل عمکرد آکلا (akla) الگوریتم هایی جهت تحلیل عملکرد هیدرولیکی شبکه ارائه شده است و در مرحله ی آخر، مرحله ی هفتم توصیه هایی جهت رفع نقص احتمالی در شبکه پیشنهاد شده است.
بیژن قهرمان علیرضا سپاسخواه
این پایان نامه از دو بخش تشکیل شده است : 1 - بهینه سازی آبیاری در شرایط استفاده از یک منبع آب محدود. 2 - بهینه سازی آبیاری در شرایط استفاده از مخزن یک سد. در بخش اول، یک مدل ساده غیرخطی پیشنهاد گردید. در بخش دوم این پایان نامه یک الگوریتم شبیه سازی nlp برای به کمیت در آوردن تاثیر اقتصادی تنش آبی به روشهای مختلف بر یک الگوی کاشت (ذرت ، چغندرقند، گندم و جو)واقع در ناحیه ارداک ارائه گردید. نتایج مشخص کرد که مخزن خالی سد ارداک نمی تواند طی دوره فصل خواب بطور کامل پر شود. از نتایج این پایان نامه این است که :1 - برای یک منبع آب محدود، میتوان مقدار بهینه آب آبیاری در فواصل زمانی ثابت به منظور آبیاری گیاهان با سطح زیر کشت و الگوی معین را تعیین کرد. 2 - برای یک مخزن موجود، بازاء میزان آب موجود در مخزن در ابتدای فصل و مقادیر فصلی باران و حجم جریان رودخانه می توان میزان بهینه آب مخزن در انتهای فصل رشد را تعیین کرد و بنابراین مقدار بهینه آب آبیاری در هر نوبت آبیاری را بدست آورد. الگوی کاشت و سطح زیر کشت بعنوان متغیر در این پایان نامه در نظر گرفته نشده است .