مهمترین کمیت در مدیریت منابع آب زیرزمینی، عمق سطح ایستابی در نقاط مختلف آبخوان است. محاسبه این عمق با مدل سازی کمی آب زیرزمینی انجام می شود. عمده ترین مشکل در ساختن چنین مدلی تعیین مقادیر پارامتر های آن به خصوص ضرایب هیدروژئولوژیک است که در بسیاری از موارد با تعیین نادقیق این ضرایب مدل نتایج قابل قبولی را به همراه نخواهد داشت. در این تحقیق با مروری بر روش های مختلف تلفیق داده ها به بررسی انواع فیلتر کالمن که از روش های پی در پی تلفیق داده ها است پرداخته شد. فیلتر های کالمن مناسب برای سیستم های بزرگ (مثل آبخوان دشت های وسیع) بحث شد و فیلتر کالمن دسته ای به عنوان پرکاربرد ترین این فیلتر ها در علوم طبیعی توضیح داده شد. پس از آن اقدام به کاربردی کردن فیلتر کالمن در سیستم آب زیرزمینی گردید. سپس به تشریح فیلتر کالمن دسته ای قطعی که از انواع فیلتر های کالمن دسته ای ریشه دوم نگهدارنده میانگین است پرداخته شد. پس از آن در مورد روش های بهبود عملکرد فیلترهای دسته ای با تمرکز بر محلی سازی بحث شد و در نهایت نوعی از محلی سازی در چارچوب فیلتر کالمن دسته ای قطعی کاربردی شد. آن گاه اقدام به مدل سازی آبخوان منطقه نجف آباد اصفهان به وسعت تقریبی 1150 کیلومتر مربع در بازه ی زمانی مهر 1379 تا شهریور 1386 و با گام های زمانی ماهانه گردید. تراز ایستابی هیدروگراف واحد این آبخوان طی سال آبی 80-1379 روندی نزولی دارد و پس از آن روندی صعودی را در پیش می گیرد. حداقل این مقدار در مهر ماه سال 1380 است که برابر 1697 متر از سطح دریا است. با منطقه بندی آبخوان به پنج منطقه مقادیر ضرایب هیدروژئولوژیک مناطق در 54 ماه اول با توجه با اطلاعات 32 چاه های مشاهده ای منطقه واسنجی شد. آن گاه اقدام به صحت سنجی مدل در 30 ماه آخر شد که مدل نتایج قابل قبولی را در قیاس با داده های 17 چاه مشاهده ای دیگر منطقه نشان داد. نتایج این مدل به عنوان نتایج واقعی در نظر گرفته شد و در چندین نقطه با اضافه کردن نویزی گوسی به عنوان مقادیر مشاهده شده به کار رفت. مدل با ضرایب هیدروژئولوژیک ناصحیح (2، 5 و 10 برابر مقادیر واسنجی شده هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه) با مشاهداتی از نتایج واقعی در 45 نقطه از آبخوان در چارچوب فیلتر مذکور تلفیق شد. این فیلتر در دو وضعیت عادی و با محلی سازی (در سه اندازه شعاع محلی سازی 2500، 3500 و 5000 متر) اجرا شد. نتایج نشان داد استفاده از این فیلتر جدید در حالی که شامل مدلی با پارامتر های نادقیق است موجب بهبود قابل توجه نتایج مدل می شود. کاهش عمده مقادیر خطا در چند گام زمانی اول روی می دهد و پس از آن در اکثر موارد به دلیل به وجود آمدن همبستگی های کاذب در ماتریس کواریانس خطا روندی افزایشی را در پی می گیرد. با استفاده از محلی سازی این روند افزایشی ثانویه به روندی کاهشی تبدیل می شود یا در مورد فیلتر با مقادیر نادقیق آبدهی ویژه-که مدل حساسیت زیادتری نسبت به آن داشت- این روند تخفیف می یابد. البته میزان بهبود حاصل از محلی سازی بسته به اندازه شعاع ها متفاوت بود و ارتباط خاصی را با دقت مدل مورد استفاده نشان نمی داد.

چکیده: کمبود آب با کیفیت مناسب یکی از مهم ترین مشکلات در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران به شمار می آید. از طرفی رشد بی رویه جمعیت و افزایش آلودگی های محیطی نیازمند راه حل هایی برای رفع کمبود آب می باشد. یکی از این راه حل ها استفاده مجدد از منابع آب های نامتعارف از جمله پساب ها و زه آب هاست. روش های مختلفی برای بهبود کیفیت آب های نامتعارف وجود دارد که در بین آن ها روش فیلتراسیون یک روش کارآمد و موثر در حذف عناصر بوده است. در ساختن فیلتر مهم ترین قسمت انتخاب جاذب است. انواع مختلفی از جاذب های مصنوعی وجود دارند که بدلیل قیمت بالا و یا قابل دسترس نبودن، کاربرد آن ها ممکن نخواهد بود. در تحقیق حاضر از تراشه های لاستیکی به عنوان یک جاذب ارزان قیمت و در دسترس استفاده شد. آزمایش های جذب ستونی (صحرایی) در دو مرحله جداگانه و با استفاده از دو نوع آب شامل آب شور چاه با ec برابر با 4/6 دسی زیمنس بر متر و ph اولیه 7/7 و پساب صنعتی با ec برابر با 3/13 دسی زیمنس بر متر و ph اولیه 5/6 انجام شد. هر آزمایش بصورت فاکتوریل با سه فاکتور در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای مورد مطالعه شامل سه فاکتور اندازه ذرات (5-2 میلی متر و 5-3 سانتی متر)، ضخامت فیلتر (10، 30 و 50 سانتی متر) و زمان تماس جاذب با محلول (2، 4، 6 و 24 ساعت برای آزمایش با آب شور و 5/0، 1، 2، 4، 6 و 24 ساعت برای آزمایش با پساب صنعتی) بود. نتایج نشان داد که با کاربرد فیلتر تراشه های لاستیکی و با استفاده از آب شور تیمار ضخامت 30 سانتی متر فیلتر و زمان تماس 24 ساعت بهترین عملکرد را داشته و موجب کاهش 3/20 درصدی در شوری آب شد. در این تیمار بیشترین میزان افزایش در مقدار نسبت جذب سدیم نیز مشاهده شد که برابر با 3/29 درصد بود و همچنین مقدار ph از7/7 به 2/7 رسید که به میزان 5/6 درصد کاهش داشت. در مرحله آزمایش با پساب صنعتی بهترین عملکرد در کاهش شوری در تیمار ضخامت 50 سانتی متر با زمان تماس 24 ساعت مشاهده شد. که میزان شوری در این تیمار 2/11 درصد کاهش یافت. عملکرد فیلتر در این تیمار یرای کاهش غلظت فلزات سرب، روی و منگنز به ترتیب 99 ، 1/72 و 4/41 درصد مشاهده شد که نسبت به تیمارهای دیگر بازده بهتری داشت. در اکثر پارامترهای اندازه گیری شده نتایج تیمارهای ذرات سانتی متری و میلی متری تفاوت چندانی با یکدیگر نداشتند. همچنین در آزمایش های جذب مرحله ای (پیمانه ای) برای بررسی زمان تعادل، راندمان حذف فلزات سرب، روی و منگنز به ترتیب 6/67 ، 3/74 و 9/39 درصد بدست آمد. همچنین مقایسه نتایج آزمایش های جذب ستونی و جذب پیمانه ای برای حذف فلزات سنگین نشان می دهد که برای فلزات روی و منگنز راندمان حذف مشابه بوده ولی در مورد فلز سرب راندمان حذف در آزمایش های جذب ستونی بالاتر بوده که علت آن به تعادل نرسیدن فلز سرب در آزمایش های جذب مرحله ای بود. زمان رسیدن به تعادل برای فلز روی، 180 دقیقه و برای فلز منگنز 120 دقیقه بود. برای فلز سرب در طول 180 دقیقه زمان آزمایش روند جذب صعودی بوده و به تعادل کامل نرسید. نتایج برازش همدماهای جذب فلزات مورد مطالعه نشان داد که مدل جذبی فروندلیچ با ضریب 99 درصد دارای بالاترین ضریب تبیین بود.

رشد سریع فعالیت های صنعتی و در نتیجه افزایش گازهای گلخانه ای در چند دهه اخیر باعث برهم خوردن تعادل اقلیمی کره زمین شده است که به آن پدیده تغییر اقلیم اطلاق می شود. این پدیده بطور مستقیم بر پارامترهای هیدرولوژیک تاثیر گذار خواهد بود. هدف این پژوهش بررسی رواناب در دوره 2040 تا 2069 میلادی می باشد. بدین منظور با در نظر گرفتن زیر حوزه بهشت آباد کارون شمالی، ابتدا با استفاده از سناریوهای اقلیمی مدل های سه بعدی جفت شده اقیانوس - اتمسفر گردش عمومی جو (aogcm) و دوره پایه 1961 تا 1990، به انتخاب مدل معرف منطقه پرداخته می شود و سپس با در نظر گرفتن ایستگاه های سینوپتیک شهرکرد و بروجن، مراحل کوچک مقیاس آماری رگرسیونی خروجی مدل aogcm معرف صورت می پذیرد. در مرحله بعد با بررسی عدم قطعیت داده های کوچک مقیاس شده، امکان استفاده از آنها در مدل هیدرولوژیک swat بررسی شده و سناریوهای اقلیمی مربوط به دوره آینده تولید می گردد. پس از آن با اجرا، واسنجی و اعتبار سنجی مدل swat، قابلیت ان در برآورد و پیش بینی رواناب تخمین زده می شود. در مرحله آخر با استفاده از سناریوهای اقلیمی تولید شده برای دوره 2040 تا 2069 و مدل هیدرولوژیک، به برآورد رواناب منطقه در آینده پرداخته می شود. نتایج نشان داد که مدل hadcm3 نهایی نشان دهنده کاهش 49 درصدی مجموع بارش متوسط و افزایش 30 درصدی دمای حداقل و افزایش 10 درصدی دمای حداکثر دوره آینده می باشد. که باعث کاهش رواناب و تبدیل اقلیم منطقه از نیمه خشک به خشک خواهد شد. به ترتیب سال های 2046، 2040، 2056، 2058، 2055 و 2048 بحرانی ترین سال ها از منظر امکان وقوع سیلاب معرفی گردیدند.

پدیدهیخ زدگی و ذوب آب خاک یکی از فرایند های بسیار رایج در مناطق کوهستانی و همچنین دشت های سردسیر می-باشد. طی این فرایند، آب موجود در خاک ابتدا در اثر نزول دمای محیط به زیر صفر درجه سانتی گراد یخ می بندد و سپس در اثر افزایش دما، مجدداً به مایع تبدیل می شود.یکی از آثار محیطی نسبتاً ناشناخته ای که این پدیده می تواند برجای بگذارد، تاثیر آن بر میزان شدت رواناب، زمان رسیدن رواناب به نقطه خروجییک حوزه آبریز و همچنین غلظت رسوب تولید شده است. در این تحقیق سعی شد تغییرات غلظت رسوب و رواناب تولید شده در اثر رخداد پدیده یخ زدگی- ذوب به صورت کمی بیان شود. بدین منظور دو سری آزمایش که یکی شامل بررسی اثر بارندگی و دیگریبررسی اثر رواناب بالادست بود مد نظر قرار گرفتند. در آزمایش های سری اول، یک فلوم آزمایشی کوچک به ابعاد 5/0×1 متر در زیر یک دستگاه باران ساز مصنوعی پیشرفته که توانایی ایجاد شدت های بارش مورد نظر را داشت، قرار گرفت. کلیه آزمایش های مربوط به این قسمت برای سه شدت بارش (25، 40 و 60 میلی متر در ساعت)، دو شیب ( 8 و 15 درصد) و سه طیف رطوبت اولیه خاک (20-18، 27-25 و 40-38 درصد حجمی) و برای هر دو تیمار شاهد و شامل یخ زدگی ذوب انجام شدند. در آزمایش های سری دوم که بدون ایجاد باران صورت گرفت، ضمن حفظ تیمارهای مربوط به شیب و رطوبت اولیه، رواناب با دبی ثابت 5/2 لیتر در دقیقه از ناودان قرار گرفته در بالادست فلوم آزمایشی و از ارتفاع 2 سانتی متر روی خاک تزریق می شد. همچنین جهت بررسی اثرات احتمالی غلظت رسوب موجود در رواناب بالادست، سه تیمار آب زلال و به ترتیب آب حاوی غلظت های رسوب 5 و 10گرم مورد استفاده قرار گرفت.به طور کلینتایج این تحقیق نشان داد که همراه بودن پدیده یخ زدگی و ذوب خاک با بارندگیهمواره سبب افزایش غلظت رسوب تولیدیمی شود،به گونه ای که دامنه این افزایش برای شدت بارش 25 میلی متر بر ساعت بین 5/3 تا 13 درصد، برای شدت بارش 40 میلی متر بر ساعت بین 5/7 تا 21 درصد و برای شدت بارش 60 میلی متر بر ساعت بین 5/10 تا 33 درصد می باشد. در عین حال مشاهده شدکه افزایش غلظت رسوب ناشی از بارش در اکثر مواقع همراه با افزایش رواناب نیست به نحوی که حجم رواناب تولید شده در اثر پدیده یخ زدگی-ذوب تنها برای شدت های بارش و شیب زیاد، کمی افزایش نشان داد و در دیگر آزمایش ها کم و بیش ثابت بود.در مورد آزمایش های بخش دوم نتایج نشان داد که اگر یخ زدگی و ذوب خاک توأم با رواناب بالادست باشد، غلظت رسوب ایجاد شده با توجه به شیب فلوم و رطوبت اولیه خاک می تواند بین 11 تا 36 درصد افزایش یابد.

آلودگی محیط زیست از مسائل مهمی است که جوامع مختلف با آن روبه رو هستند. فلزات سنگین به دلیل غیر قابل تجزیه بودن و آثار زیان بار فیزیولوژیک بر جانداران در غلظت های کم، اهمیتی ویژه در آلودگی محیط زیست دارند. لذا باید با استفاده از روش های مناسب از محیط زیست زدوده شوند. پالایش سبز یا به عبارتی حذف بیولوژیک آلاینده ها یکی از روش های موثر و اطمینان بخش نسبت به سایر فناوری های پاک سازی است. لیکن می بایست کارایی این فناوری نوین با مدل های ریاضی ارزیابی گردد. بررسی منابع نشان می دهد که تاکنون به دلیل پیچیدگی محیط خاک- آلاینده- آب- گیاه، مدل های ساده و کارآمدی برای پالایش سبز ایجاد نشده است. هدف از این پژوهش، مدل سازی پالایش سبز خاک های آلوده به نیکل بود. بدین منظور مدل هایی بر مبنای واکنش خاک و گیاه به آلودگی نیکل در خاک ارائه شد. در قسمت اول برای مدل سازی زمان پالایش فلز از خاک، "همدمای برون جذبی خاک" و "تغییرات نرخ جذب آلاینده" به وسیله گیاه به ترتیب واکنش خاک و گیاه به آلاینده در نظر گرفته شد. در قسمت دوم، توابع کاهش عملکرد نسبی، تعرق نسبی گیاه و غلظت نیکل گیاه به عنوان تابعی از غلظت نیکل در خاک معرفی و نرخ پالایش آلاینده از خاک به دست آمد. همچنین با تغییر در شکل کلی مدل پراساد، رابطه ای برای برآورد مقدار آب مصرفی گیاه در شرایط تنش فلز سنگین به دست آمد. در پایان، کارایی گیاه در پالایش آلودگی از خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور دستیابی به داده های لازم برای ارزیابی مدل های پیشنهادی، آزمایش هایی در گلخانه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گرفت. بدین صورت که خاکی با بافت لوم رسی شنی با غلظت های مختلف نیکل آلوده شد. پس از پر کردن گلدان ها با خاک های آلوده، به مدت یک ماه گلدان ها در دوره انکوباسیون در شرایط رطوبتی نزدیک به ظرفیت زراعی نگهداری شد تا برهم کنش های آلاینده با خاک تکوین یافته و شرایط خاک طبیعی تر گردد. سپس بذر ریحان (.ocimum tenuiflorum l) در آنها کشت گردید. گیاه در چهار بازه زمانی متناسب با دوره رشد برداشت شد. غلظت نیکل کل در خاک و گیاه به روش اکسیداسیون تر و هضم با اسید نیتریک و غلظت آن در محلول خاک در ترکیب 1:2 (آب مقطر: خاک) عصاره گیری و با دستگاه جذب اتمی پرکین المر 3030 اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مدل های خطی و فروندلیچ به ترتیب با داشتن مقادیر r2 برابر 912/0 و 93/0 برازش مناسبی با مقادیر اندازه گیری شده جذب نیکل در غلظت های مختلف محلول تعادلی دارند. بر اساس نتایج به دست آمده نرخ پالایش سبز نیکل از خاک تابع مرتبه یک از غلظت نیکل در خاک بود. نتایج بیانگر کارایی بالای مدل های پیشنهادی با فرض اول در برآورد زمان پالایش سبز نیکل از خاک بود (95/0= r2). نتایج گویای کارایی بالای مدل حاصل از ترکیب مدل های عملکرد نسبی گیاه و غلظت نیکل گیاه در برآورد نرخ پالایش سبز نیکل (9/0= r) از خاک بود. همچنین نتایج نشان داد که نرخ پالایش گیاه با استفاده از مدل تعرق نسبی برازش نسبتاً خوبی با مقادیر اندازه گیری شده دارد(67/0= r). معادله پراساد اصلاح شده کارایی بالایی در برآورد مقدار آب مصرفی گیاه داشت، اما با افزایش غلظت فلز در خاک از کارایی آن کاسته شد.

به منظور مدیریت منابع آب، تعیین تغذیه آب زیرزمینی امری ضروری است. از طرفی بررسی تاثیر طرحهای تغذیه مصنوعی بر تغییرات کیفیت آب زیرزمینی حائز اهمیت است. هدف از این تحقیق برآورد میزان تغذیه در دشت شهرضای جنوبی و همچنین بررسی تاثیر طرح های تغذیه مصنوعی بر کیفیت آب زیرزمینی منطقه می باشد. در این تحقیق با استفاده از مدل حرکت تجمعی بارش (crd) میزان تغذیه طبیعی در منطقه شهرضای جنوبی محاسبه و سطح آب زیرزمینی برای هر ماه توسط این مدل پیش بینی شد. نتایج نشان داد که به طور کلی نمودار شبیه سازی شده از نمودار سطح ایستابی اندازه گیری شده تبعیت می کند. با بررسی تفاوت بین دو نمودار سطح آب زیرزمینی شبیه سازی شده و اندازه گیری شده، مشخص گردید که عواملی چون عدم دسترسی به مقادیر پمپاژ از چاه های غیرمجاز در منطقه، برداشت بیش ازحد مجاز از چاههای دارای مجوز و همچنین عدم اندازه گیری سطح ایستابی در زمان مناسب در این تفاوت ها دخالت دارند. میزان تغذیه طبیعی دشت شهرضای جنوبی با استفاده از مدل حرکت تجمعی بارش و بر اساس درصدی از بارندگی معادل 61/34% بدست آمد که بیش از 60% این مقدار در نواحی غربی و جنوبی دشت اتفاق می افتد. برای درک بهتر از شرایط آب زیرزمینی در زیر تاسیسات تغذیه مصنوعی، افزایش سطح ایستابی در زیر این تاسیسات و همچنین شعاع تاثیر آنها با استفاده از معادلات نفوذ و مدل هانتوش شبیه سازی شد. طبق نتایج بدست آمده بیشترین افزایش سطح ایستابی و نیز بیشترین شعاع تاثیر تغذیه مصنوعی بلافاصله پس از زمان آبگیری، مربوط به طرح کهرویه می باشد که به ترتیب 22 و 600 متر بدست آمد. خصوصیات بافت خاک و نفوذپذیری بالا در محل این طرح را می توان از مهمترین دلایل نتایج بدست آمده دانست. همچنین تاثیر طرح های تغذیه مصنوعی بر تغییرات سطح ایستابی در منطقه مورد بررسی قرار گرفت که در بعضی از مناطق افزایش سطح ایستابی تا 5 متر مشاهده گردید. با بررسی تغییرات کیفیت آب زیرزمینی در منطقه برای سال های 1379-1374 و 1386-1380 مشخص شد که غلظت عناصر شیمیایی آب زیرزمینی در سال های 1386-1380 نسبت به دوره قبل افزایش یافته است و کیفیت آب زیرزمینی در جهت حرکت آب زیرزمینی نامطلوب تر می شود. بنابراین با حرکت به سمت نواحی خروجی آبخوان و با افزایش عمق سطح آب زیرزمینی، غلظت عناصر شیمیایی آب زیرزمینی افزایش می یابد. با بررسی تغییرات کیفیت آب زیرزمینی در چاه های اطراف طرحهای تغذیه مصنوعی واقع در منطقه، مشخص گردید که به طور کلی این طرح ها در بهبود کیفیت آب زیرزمینی موثر می باشند.

تلفات نیتروژن به ویژه در زمین های تحت آبیاری و در خاک های با بافت سبک، به طور چشمگیری سبب افزایش غلظت نیترات در آب های سطحی و زیرزمینی می شود. بنابراین کاربرد مواد طبیعی و غیر سمی که سبب افزایش راندمان کاربرد کود شده و همزمان آبشویی نیترات را کاهش دهند، مورد توجه زیادی قرار گرفته است. زئولیت ها، موادی طبیعی، غیر سمی و ارزان قیمت می باشند که به دلیل ویژگی های فیزیکی و شیمیایی منحصر بفرد، از جمله سطح ویژه و تبادل کاتیونی بالا، اصلاح کننده مناسب خاک و یا حامل مناسبی برای مواد غذایی گیاه می باشند. تحقیق حاضر با اهداف: بررسی تأثیر اندازه ذرات زئولیت کلینوپتیلولایت تهیه شده از معدن سمنان (cp) و غلظت کاتیون na+ بر حذف آمونیوم توسط cp و تعیین بهترین مدل تجربی فرایند تبادل یونی، فرایند رهاسازی آمونیوم از cp و تعیین بهترین مدل تجربی سینتیک رهاسازی، تأثیر اندازه ذرات زئولیت اصلاح شده با سورفکتانت (smz) و حضور یون cl- بر حذف نیترات و فرایند رهاسازی نیترات توسط smz به عنوان تابعی از زمان و قدرت یونی، تأثیر اندازه (میلی متر و نانومتر) و میزان کاربرد (20 و 60 گرم در کیلوگرم خاک) cp و smz بر آبشویی نیتروژن و عملکرد گیاه با استفاده از لایسیمتر و همچنین تخمین معکوس پارامترهای مدل leachn با استفاده از leachn-cup و تعیین پارامترهای مدل توسط نتایج مطالعه مزرعه ای در دو حالت عدم استفاده از cp (کنترل) و کاربرد آن، طراحی شد. در این تحقیق، ظرفیت جذب nh4+ توسط cp با اندازه میلی متر در غلظت 03/0 مولار na+ برابر با mgnh4+/g 3/11 و برای cp در اندازه نانومتر برابر با mg nh4+/g 3/13 به دست آمد. راندمان حذف آمونیوم توسط cp با اندازه میلی متر در حضور na+ و با غلظت 03/0 میلی مولار در محدوده 2/10 تا 4/88 درصد متغیر بود. در حالی که این مقادیر برای غلظت 1/0 و 3/0 مولار na+ به ترتیب برابر با 7/8 تا 3/61 درصد و 2/8 تا 3/44 درصد بودند. با افزایش قدرت یونی محلول واجذب، میزان nh4+ رها شده از cp افزایش یافت. smz در اندازه میلی متر قادر به جذب بیش از mmol kg-1 60 نیترات و smz در اندازه نانومتر قادر به جذب بیش از mmol kg-1 80 نیترات بود. نیترات جذب شده می تواند به راحتی تحت شرایط قدرت یونی مختلف رها شود. راندمان حذف برای smz میلی متری و نانومتری به ترتیب بین 7/26 تا 3/82 درصد و 8/37 تا 5/85 درصد به دست آمد. نتایج کاربرد cp و smz در لایسیمتر نشان داد که کاربرد هر دو اصلاح کننده به میزان 60 گرم در کیلوگرم خاک دارای پتانسیل جلوگیری از آلودگی آب های زیرزمینی می باشد و به طور همزمان رشد گیاه را بهبود و نسبت برداشت نیتروژن توسط گیاه به میزان نیتروژن کاربردی (ruf) را افزایش می دهند. میزان ruf در اثر کاربرد cp به طور معنی داری (در سطح 5%) بیشتر از کاربرد smz به دست آمد. اندازه ذرات اصلاح کننده اثر معنی داری بر آبشویی نیترات و رشد گیاه نداشت. نتایج به دست آمده نشان داد که از محدوده پارامترهای هیدرولیکی به دست آمده با استفاده از الگوریتم تخمین معکوس در شرایط عدم کاربرد اصلاح کننده cp، می توان در پیش بینی میزان زه آب خروجی و رطوبت خاک در صورت کاربرد اصلاح کننده استفاده کرد. در حالی که کاربرد محدوده پارامترهای موثر در انتقال و تبدیلات نیتروژن برای شرایط کنترل سبب افزایش عدم قطعیت در پیش بینی میزان نیتروژن نیتراتی خروجی در شرایط کاربرد اصلاح کننده cp خواهد شد. با مقایسه محدوده این پارامترها در دو حالت عدم کاربرد و کاربرد اصلاح-کننده، افزایش شدت دنیتریفیکاسیون، افزایش ضریب توزیع no3-n و کاهش شدت نیتریفیکاسیون در اثر کاربرد اصلاح کننده cp مشاهده شد. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که اصلاح کننده های cp و smz به عنوان موادی سازگار با محیط زیست در کنترل آبشویی نیترات و بهبود راندمان برداشت نیتروژن توسط گیاه موثر می باشند.

تخمین آثار پدیده تغییر اقلیم بر منابع آب یکی از دشوارترین مسائل پیش روی متخصصین منابع آب است. یکی از این دشواری ها این است که ساده سازی هایی که عموما در روابط هیدرولوژیک انجام می شود، موجب بروز تناقض در پیش بینی ها می شود. این مطالعه یک روش کار پیشرفته برای بررسی تأثیر پدیده تغییر اقلیم بر منابع آب سطحی و زیرزمینی را ارائه می‏دهد. در این روش، از یک مدل جریان سطحی و زیرزمینی در ترکیب با سناریوهای پیشرفته تغییر اقلیم برای حوضه آبریز همدان- بهار (2456 کیلومتر مربع) استفاده شده است. در این مطالعه، مدل سازی مزدوج جریان سطحی – زیرزمینی توسط برنامه هیدروژئوسفر انجام شد. حل همزمان معادلات جریان سطحی و زیرزمینی در هیدروژئوسفر و همچنین محاسبه تبخیر و تعرق واقعی که به عنوان تابعی از رطوبت خاک در هرگره از منطقه تبخیر تعریف شده، شبیه سازی فرایندهای وابسته به یکدیگر مانند تغذیه آبخوان را که جزو دشوارترین مباحث در زمینه تغییر اقلیم است را بهبود می بخشد. مدل های ساده تر یا مدل هایی که نواحی جریان سطحی و زیر سطحی را جداگانه مدل می کنند قادر به ارائه این سطح از واقع گرایی نیستند. در این تحقیق، از نتایج شبیه سازی تغییر اقلیم توسط مدل گردش عمومی جو hadcm3 با فرض سناریوهای انتشار a2، b1 و a1b ارائه شده در sres استفاده شده است. این سناریوهای تغییر اقلیم توسط مدل آماری lars-wg برای منطقه مورد مطالعه کوچک مقیاس شد. تحلیل داده های اقلیمی مشاهده ای حاکی از نرمال نبودن داده های بارندگی روزانه مشاهده شده و وجود خودهمبستگی در داده های دمای حداقل وحد اکثر روزانه مشاهداتی بود. به همین دلیل برای مقایسه داده های مشاهده ای و تولید شده با مدل lars-wg از روش های غیر پارامتری استفاده شد. مقایسه میانگین داده های مشاهده ای و تولید شده و همچنین تحلیل عدم قطعیت پارامترهای اقلیمی تولید شده، موید توانایی مدل کوچک مقیاس سازی lars-wg بود. در مرحله صحت سنجی، ابتدا برای به دست آوردن شرایط اولیه، با استفاده از میانگین 20 ساله داده های بارندگی و برداشت از آبخوان، مدل هیدروژئوسفر در حالت ماندگار اجرا شد. در ادامه، برای اجرای مدل در حالت غیرماندگار و ارزیابی عملکرد آن در اعمال تنش های روزانه، مدل در بازه زمانی 1384- 1371 اجرا و اصلاحات لازم در پارامترهای به کار رفته اعمال شد. نتایج اعتبار سنجی مدل هیدروژئوسفر که در بازه زمانی 1389- 1385 انجام شد، بیانگر توانایی این مدل در شبیه سازی هیدرولوژیک منطقه مورد مطالعه بود. بر اساس پیش بینی های انجام شده در سناریوهای تغییر اقلیم، به استثنای سناریوی a2 که در بازه زمانی 2100-2071 میلادی میزان بارندگی کمتر از دوره پایه شد، در آینده شاهد افزایش دما و بارندگی در منطقه مورد مطالعه خواهیم بود. بیشترین افزایش در میانگین سالانه ی دمای حداقل و حداکثر در سناریوی a2 (به ترتیب 75/4 و 63/4 درجه سانتیگراد) و کمترین افزایش در میانگین سالانه دمای حداقل و حداکثر دمای روزانه در سناریوی b1 اتفاق افتاد (به ترتیب 81/2 و69/2 درجه سانتیگراد). بیشترین افزایش در میانگین بارندگی سالانه در بازه زمانی 2040-2011 میلادی سناریوی b1 (19%) و بیشترین کاهش در میانگین بارندگی سالانه در بازه 2100-2071 سناریوی a2 (8%) اتفاق افتاد. شبیه سازی جامع هیدرولوژیک پیش بینی کننده افت قابل توجه سطح آب زیرزمینی تا سال 2100 میلادی بود. حداقل و حداکثر افت سطح آب زیرزمینی به تر تیب در سناریوهای b1 (7 متر) و a2 (9 متر) رخ داد. ضمنا بر اساس این شبیه سازی، تغییر چندانی در سهم اجزای بیلان هیدرولوژیک حوضه در طول دوره شبیه سازی در مقایسه با دوره پایه اتفاق نخواهد افتاد. مقایسه بین روند افت سطح آب زیر زمینی تحت سناریوهای اقلیمی وبرداشت از آبخوان بیانگر این مسئله بود که با وجود آثار متفاوتی که هر کدام از سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای بر مولفه های بیلان هیدرولوژیک و سطح آب زیرزمینی درحوضه آبریز همدان- بهار می گذارند، بحران اصلی موجود در این حوضه برداشت بی رویه از آبهای زیرزمینی است و در صورت ادامه روند کنونی، در طی چند دهه آینده، شاهد آثار مخرب این بحران در دشت همدان- بهار که از قطب های کشاورزی کشور محسوب می شود و همچنین در شهر تاریخی همدان و دیگر شهرها و روستاهای موجود در منطقه خواهیم بود.

سمیت فلزات سنگین یکی از مشکلات زیست محیطی مهم می باشد که با تجمع در گیاهان و ورود به زنجیره غذایی، سلامت بشر را تهدید می کند. افزایش نیاز آبی و تقاضای بیشتر آب به منظور آبیاری در بخش کشاورزی، سبب افزایش روزافزون استفاه مجدد از پساب های تصفیه شده یا خام شهری و صنعتی در سراسر جهان شده است. فلزات سنگین موجود در این گونه آب های نامتعارف یکی از منابع آلودگی آب و خاک می باشد. در میان فلزات سنگین، کادمیم دارای تحرک بالایی در خاک بوده و در نتیجه تجمع بیشتری در گیاه دارد و از سوی دیگر سمیت آن نسبت به دیگر فلزات بیشتر می باشد. یکی از راه های کاهش فراهمی زیستی فلزات در خاک استفاده از اصلاح کننده هایی مانند زئولیت می باشد. هدف از این مطالعه، بررسی اثر کاربرد پامیس و زئولیت به عنوان اصلاح کننده های خاک بر کادمیم خاک قابل عصاره گیری با dtpa و جذب کادمیم در گیاه اسفناج می باشد. بدین منظور در سه شرایط مختلف اثر این دو ماده مورد بررسی قرار گرفت که عبارتند از: (1) خاک تحت تیمار آبیاری با پساب حاوی کادمیم (10 میلی گرم در لیتر)، (2) خاک آلوده شده به کادمیم (25 میلی گرم در کیلوگرم) و (3) خاک آلوده به کادمیم (25 میلی گرم در کیلوگرم) و تحت آبیاری با پساب (10 میلی-گرم در لیتر). در هر کدام از شرایط مورد مطالعه، مقادیر مختلف پامیس (0، 4 و 8 درصد وزنی) و زئولیت (0، 1 و 5 درصد وزنی) به خاک اضافه و آزمایش به صورت طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار درگلخانه انجام شد. در شرایط آبیاری با پساب، نتایج نشان داد که کاربرد پامیس (4% و 8%) و زئولیت در مقدار 1% سبب کاهش غلظت کادمیم در گیاه شد، البته کاهش غلظت کادمیم در اندام هوایی معنی دار نبود. درصد کادمیم قابل عصاره گیری با dtpa نیز در تیمارهای پامیس (8%) و زئولیت (1%) به طور معنی داری (05/0>p) نسبت به شاهد کاهش یافت. کاربرد زئولیت با مقدار 5% اثر معنی داری بر غلظت کادمیم گیاه نداشت، اما سبب افزایش شوری و درصد کادمیم قابل عصاره گیری با dtpa در خاک شد. این تیمار فاکتور انتقال کادمیم از خاک به گیاه و مقدار جذب کادمیم در اندام هوایی را به طور معنی داری (05/0>p) افزایش داد. در تمام تیمارهای تحت آبیاری با پساب، غلظت کادمیم در اندام هوایی بیش از ریشه بود. پامیس و زئولیت مورد استفاده اثر معنی داری بر عملکرد گیاه نداشتند، اما آبیاری با پساب حاوی کادمیم نسبت به آبیاری با آب آشامیدنی وزن تر و خشک اندام هوایی را کاهش داد. پساب سبب افزایش شوری خاک شد اما آبیاری با آب آشامیدنی شوری خاک را کاهش داد. نتایج مشاهده شده در شرایط خاک آلوده به کادمیم تحت آبیاری با پساب و آب آشامیدنی، تا حدودی با شرایط آبیاری با پساب متفاوت بود. به طوری که تمام تیمارها به جز تیمار زئولیت (1%) ، غلظت کادمیم گیاه را افزایش دادند که بیشترین مقدار کادمیم گیاه در تیمار زئولیت (5%) مشاهده شد. تیمارهای زئولیت (5%) و پامیس (8%) به طور معنی داری فاکتور انتقال کادمیم از خاک به گیاه را افزایش دادند. غلظت کادمیم ریشه بیش از اندام هوایی بود. تیمارها اثر معنی داری بر وزن خشک گیاه نداشتند، اما حضور کادمیم در خاک و پساب به شدت محصول را کاهش داد. در هر سه شرایط مطالعه همبستگی مثبت معنی داری بین غلظت کادمیم گیاه و درصد کادمیم قابل عصاره گیری با dtpa وجود داشت. هم چنین تیمار 1% زئولیت بهترین اثر را بر کاهش فراهمی زیستی کادمیم در خاک داشت.

رنگینه ها یکی از مهمترین آلاینده های محیط زیست هستند که وجود آن ها در منابع آبی به دلیل ماهیت خطرناک خود و همچنین از لحاظ زیبایی، همواره مشکلاتی را برای محیط زیست به همراه دارند. از این رو حذف رنگ از فاضلاب های نساجی از اهمیت خاصی برخوردار است. از میان روش های حذف متداول، روش جذب سطحی موثرترین روش در حذف رنگ از محلول های آبی حاوی رنگ به شمار می آید. راندمان رنگزدایی فرآیند جذب سطحی به میزان زیادی به نوع جاذب بستگی دارد. یک دسته مهم و کارآمد از جاذب ها، جاذب های ارزان قیمت و طبیعی از جمله زائدات کشاورزی هستند که امکان استفاده از آن ها برای حذف رنگ از محلول های آبی، می تواند قدم مهمی جهت حفاظت از محیط زیست محسوب شود. هدف اصلی این پژوهش، بررسی عملکرد زائدات گردو در حذف رنگ از محلول های آبی حاوی رنگینه های نساجی است. در این تحقیق از پوست گردو به عنوان یک جاذب ارزان قیمت در حذف سه رنگینه ی قرمز اسیدی 88، آبی اسیدی 113 و آبی مستقیم 15 استفاده شده است و پارامتر های موثر بر جذب رنگ از جمله غلظت اولیه ی رنگ در چهار سطح (25، 50، 100 و 150 میلی گرم در لیتر)، دز جاذب در چهار سطح (5، 10، 20 و 35 گرم در لیتر) و ph در سه سطح (4، 6، 8)، از طریق طرح آزمایش فاکتوریل کامل مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس آزمایش های سینتیک جذب انجام گرفته، زمان رسیدن به تعادل در فرآیند جذب رنگ قرمز اسیدی 88 توسط پوست گردو برابر 90 دقیقه و برای دو رنگ آبی اسیدی 113 و آبی مستقیم 15 برابر 120 دقیقه محاسبه گردید. سپس تطابق داده های آزمایشگاهی بدست آمده از آزمایش های سینتیک جذب با سه مدل سینتیک جذب شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و ایلویچ مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که داده های آزمایشگاهی حاصل از فرآیند حذف رنگ توسط جاذب پوست گردو با مدل سینتیک جذب شبه مرتبه دوم برازش مناسب تری دارد. بر اساس آزمایش های ایزوترم جذب انجام گرفته، ظرفیت جذب حداکثر جاذب پوست گردو در حذف سه رنگینه ی قرمز اسیدی 88، آبی اسیدی 113 و آبی مستقیم 15 به بترتیب 24.6، 15.4، 11.3 میلی گرم بر گرم محاسبه گردید. همچنین در این قسمت، تطابق داده های آزمایشگاهی با سه مدل ایزوترم جذب متداول لانگمویر، فرندلیچ و bet مورد بررسی قرار گرفت و براساس نتایج بدست آمده ازآن، به طور کلی سه رنگینه با مدل ایزوترم جذب فرندلیچ برازش مناسب تری داشتند. در بخش سوم 288 آزمایش به منظور بررسی پارامتر های موثر بر راندمان حذف رنگ توسط پوست گردو انجام گرفت. براساس آنالیزهای آماری انجام گرفته، حدود 70% داده ها دارای درصد حذف رنگی در بازه 100-70 بودند. راندمان حذف رنگ حداکثر برای سه رنگ قرمز اسیدی 88، آبی اسیدی 113 و آبی مستقیم 15 برابر 96.6، 96.4 و 87.4 درصد گزارش گردید. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که عامل دز جاذب با درصد مشارکت 49% دارای بیشترین تاثیر در حذف رنگ توسط پوست گردو است. با افزایش دز جاذب، راندمان حذف رنگ افزایش می یابد. این در حالی است که با افزایش غلظت اولیه ی رنگ، راندمان رنگ زادیی کاهش می یابد. تغییر ph، تغییر چندانی بر روی این راندمان از خود نشان نداد. در مجموع پوست گردو قادر به حذف بهینه ی این سه رنگ با غلظت اولیه رنگ 25 میلی گرم بر لیتر، دز جاذب 35 گرم بر لیتر و ph طبیعی می باشد.

امروزه مسئله آبشستگی یکی از مسائل مهم در علم مهندسی رودخانه می باشد. بطوریکه همه ساله با بروز سیلاب اکثر تخریب پل ها در اثر وجود پدیده آبشستگی به وقوع می پیوندد. آبشستگی در واقع نوعی فرسایش در اطراف پایه ها می باشد که در اثر جریانهای پیچیده گردابی رخ داده و بصورت کلی باعث ایجاد یک گودال در اطراف پایه می شود. با گذشت زمان ابعاد این گودال افزایش یافته و در نهایت می تواند خطرات جدی را برای سازه پیش آورد. پیش بینی عمق گودال آبشستگی از مهم ترین موارد طراحی هیدرولیکی پل ها می باشد. غالباً مصالح سازنده بستر رودخانه دارای دانه بندی غیر یکنواخت هستند که این امر سبب تشکیل لایه سپری که نقش یک قشر محافظ در مقابل فرسایش را برای مصالح زیرین ایفا می کند، می گردد. مطالعات آبشستگی در تک پایه ها توسط محققین زیادی مورد مطالعه قرار گرفته است در حالی که در زمینه آبشستگی در گروه پایه ها در حضور لایه سپری تحقیقات قابل توجهی انجام نشده است. به همین دلیل تحقیق در این مورد ضروری به نظر می رسد. در تحقیق حاضر به مطالعه و بررسی تأثیر لایه سپری بر آبشستگی موضعی در گروه پایه های استوانه ای شکل پرداخته شده است. در این تحقیق با آزمایش بر روی گروه پایه های دو تایی و سه تایی به فواصل b6، b8 و b10 (b: قطر پایه) در حضور لایه سپری و مقایسه آن با نتایج تک پایه، توسعه زمانی عمق آبشستگی و تأثیر فاصله بین پایه ها بر افزایش عمق آبشستگی مورد بررسی قرار گرفت. این آزمایش ها در کانالی به طول 7 متر، مقطع مستطیلی به عرض 34/0 متر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گرفت. ناحیه آزمایش به وسیله دو لایه مصالح یکنواخت (مصالح یکنواخت زیرین که توسط لایه نازکی از مصالح درشت دانه محافظت می شود، پر می شود) انتخاب شد. بررسی ها نشان داد که در تمامی آزمایش های مربوط به گروه پایه دو تایی و سه تایی در حضور لایه سپری عمق آبشستگی در پایه جلویی بیشتر از تک پایه می باشد. همچنین آزمایش ها نشان داد که در گروه پایه های دو و سه تایی در حضور لایه سپری با افزایش فاصله بین پایه ها عمق آبشستگی کاهش می یابد. همچنین ساختار جریان در حفره آبشستگی در تک پایه و گروه پایه های دو تایی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های انجام شده روی پروفیل های سرعت، شدت های آشفتگی و پروفیل-های تنش حول گروه پایه ها نشان دهنده وجود گرداب های نعل اسبی و جریان روبه پایین در بالا دست و حضور گرداب های برخاستگی در پایین دست پایه می باشد که باعث بوجود آمدن نامنظمی های در ساختار جریان می گردد.

تحلیل فراوانی جریان کم به عنوان معیار خشکسالی هیدرولوژیک از کاربرد ویژه ای در برنامه ریزی و طراحی سیستم های تأمین آب و تخمین حداقل جریان قابل دسترس برای فعالیت های کشاورزی، صنعتی، زیست محیطی و... برخوردار است. از آنجا که جریان های کم نیز مانند بسیاری از وقایع هیدرولوژیک، بر حسب چندین مشخصه نامستقل تعریف می شوند، اطلاعات حاصل از تحلیل فراوانی یک متغیره در غالب اوقات نمی تواند برای اهداف بالا کافی باشد. به علاوه، کاربرد خانواده های کلاسیک توزیع های چند متغیره نیز شدیداً دچار محدودیت است. این در حالی است که مدل های کوپلا به واسطه وجود ویژگی هایی چون توانایی مدل سازی متغیرها بدون نیاز به فرض استقلال آماری از قابلیت کاربرد بالایی در تحلیل وقایع حدی و مدل سازی ساختار وابستگی برخوردار بوده و به ابزاری موثر در موضوعات هیدرولوژی تبدیل شده اند. در این پژوهش با هدف ارائه راهکار بهینه برای کاربرد کوپلا، از مهم ترین توابع کوپلای موجود شامل کوپلاهای ارشمیدسی و نیمه بیضوی با ترکیب های مختلف ماتریس همبستگی استفاده شده و توابع و پارامترهای آن ها با استفاده از کارآمدترین روش های موجود برآورد گردید. بر خلاف بسیاری از مطالعات قبلی، کوپلاهای مورد استفاده در این پژوهش از نظر برقراری فرض صفر طبعیت داده ها از تابع کوپلای مورد نظر مورد آزمون قرار گرفته و بر اساس آزمون نیکویی برازش، مناسب ترین نوع کوپلا برای بیان ساختار وابستگی بین متغیرها تعیین شد. به علاوه تلاش شد تا بتوان به راهکاری کارآمد در زمینه ی کاربردی تر کردن نتایج خروجی حاصل از کوپلا دست یافته و گامی در جهت کاهش پیچیدگی مربوط به مفهوم دوره ی بازگشت در چارچوب چند متغیره و نیز مقدار طراحی در فضای چندبعدی برداشته شود. این کار با استفاده از مفهوم دوره ی بازگشت کندال و به کارگیری توابع وزن دهی روی لایه بحرانی تعریف شده بر اساس دوره ی بازگشت مفروض انجام شد. به منظور دستیابی به نتایج خروجی نیز از شیوه های بهینه سازی سرتاسری استفاده گردید. راهکار به دست آمده از فرایند فوق بر روی داده های جریان کم مربوط به پنج ایستگاه هیدرومتری انتخاب شده از بین 400 ایستگاه هیدرومتری حوضه آبریز دریای خزر شامل ایستگاه های نیر، استور، هرات بر، شیرگاه و گالیکش که دارای آمار جریان روزانه بلند مدت با حداکثر صحت ممکن بودند اعمال گردیده و نتایج نهایی مربوط به مقدار طراحی حاصل گردید. نتایج این بخش نشان دهنده ارجحیت کامل کوپلاهای نیمه بیضوی برای مدل سازی ساختار وابستگی داخلی بین متغیرهای تشکیل دهنده جریان های کم به عنوان نمونه ای از وقایع هیدرولوژیک می باشد. در بخش دوم پژوهش، روش رگرسیون کوپلایی با بررسی تأثیر تبدیلات حاشیه ای روی برآوردهای فاصله ای و نقطه ای با استفاده از داده های حجم چوب تولیدی در برابر قطر ارتفاع سبنه و ارتفاع کل درخت از روی زمین تا نوک مربوط به 1386 درخت چنار جمع آوری شده در جنگل ناحیه آلتوملیس در مرکز ایتالیا مورد ارزیابی قرار گرفت. انتخاب مدل های مورد مقایسه بر اساس این منطق که آیا مدل جدید، قدرت توصیفی بیشتری نسبت به سایر تکنیک های معیار ساده تر دارد، به کمک فرآیندهای آزمون مدل انجام شد. نتایج نشان دهنده عدم کارایی بهتر روش رگرسیون کوپلایی در برابر روش های متداول ساده تر با توجه به فرضیات آماری بیشتر آن می باشد.

یکی از راهکارهای تصفیه تکمیلی پساب استفاده ار تالاب های مصنوعی سطحی و زیرسطحی می باشد. در این پژوهش روی گیاهان مورد استفاده تمرکز شده است تا بتوان گیاهی که بیشترین راندمان جذب را دارد شناسایی کرد. برای ایجاد تکرار در آزمایش برای هر یک از گونه های گیاهی انتخابی چهار سلول در نظر گرفته شد.که شرایط در تمامی سلول ها کاملا یکسان بود، بنابراین آزمایش در یک طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار اجرا شد. سه سلول نیز برای سه گیاه در نظر گرفته شد که دوره رشد خود را با آب معمولی طی کردند(سلول های کنترل). به منظور بررسی اثر خود سلول و مواد داخلی آن روی تصفیه، یک سلول بدون گیاه در نظر گرفته شد، بنابراین جمعا تعداد 16 سلول آماده شد. در طول یک دوره رشد 6 ماهه دو بار(یکبار 3 ماه بعد از کشت و یکبار 6 ماه بعد از کشت) از گیاهان نمونه برداری شد و قسمت اندام هوایی و ریشه گیاهان جداگانه مورد آزمایش قرار گرفت، تا میزان تجمع نیتروژن و فسفر در هر یک از گیاهان مشخص شده و با هم مقایسه شوند. ابتدا یک مقایسه آماری بین سه گیاه از نظر میزان جذب نیتروژن و فسفر صورت گرفت. سپس با محاسبه راندمان حذف نیتروژن و فسفر بوسیله هر یک از سلول های حاوی گیاه،گیاهان به این طریق نیز مقایسه شدند. مقایسه آماری در مرحله اول نشان داد که به جز در مورد غلظت فسفر در اندام هوایی، بین سه گونه گیاهی تفاوت معنی دار در سطح 01/0 درصد وجود دارد. در مورد غلظت فسفر در اندام هوایی نیز مقایسه میانگین ها نشان داد که نی معمولی تفاوت معنی داری با دو گونه دیگر ندارد اما لویی و جگن در سطح 5 درصد با یکدیگر تفاوت معنی دار دارند. در مرحله دوم و پس از 24 هفته، مقایسه آماری نشان داد که سه گیاه از لحاظ برداشت نیتروژن در اندام هوایی و ریشه خود در سطح 01/0 درصد با یکدیگر تفاوت معنادار دارند. از لحاظ برداشت فسفر در اندام هوایی گیاه نی معمولی با جگن و لویی تفاوت معنادار ندارد، اما جگن و لویی در سطح 1 درصد با یکدیگر تفاوت معنادار دارند و در ریشه نی معمولی با جگن تفاوت معنادار ندارد، اما لویی با دو گیاه دیگر در سطح یک درصد تفاوت معنادار دارد. پس از گذشت 12 هفته درصد حذف نیتروژن و فسفر توسط گیاهان در هر سلول برای جگن، نی معمولی و لویی به ترتیب n39/49% وp 98/17%، n62/44% وp 22/13%، n62/27% وp46/9 % بدست آمد. این مقادیر برای مرحله دوم به ترتیب n6/58% وp 71/35%، n48/56% وp 35/30%، n19/32% وp28/14% بوده است. راندمان حذف سلول و درصدحذف نیتروژن و فسفر توسط گیاهان در هر دو مرحله به ترتیب برای جگن، نی معمولی و لویی بیشترین مقدار را دارند و در مورد هر سه گیاه در مرحله دوم افزایش راندمان حذف سلول و درصدحذف نیتروژن و فسفر توسط گیاهان مشاهده می شود. بیشترین میزان افزایش مربوط به نی معمولی و سپس جگن می شود، اما لویی به اندازه دو گیاه دیگر افزایش نشان نمی دهد.

خشکسالی با توجه به عواقب و خسارت های چشمگیر آن، همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. مطالعه روند خشکسالی و ارتباط آن با سایر پدیده های جوی و در نتیجه پیش بینی خشکسالی با استفاده از شاخص ها نقش مهمی در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب ایفا می کند. یکی از این شاخص ها، شاخص نوسانات اقیانوسی می باشد. در این تحقیق ارتباط بین شاخص نوسانات اقیانوسی nao و soi و شاخص های خشکسالی rdi و spi در کشور ایران مورد مطالعه قرار گرفت. پس از محاسبه شاخص ها، به منظور بررسی صحت فرضیه وجود رابطه همبستگی بین این شاخص ها از آزمون های ناپارامتری استفاده گردید. بدین منظور پس از بررسی نرمال یا غیر نرمال بودن سری داده ها با استفاده از آزمون کلوموگروف اسمیرنوف، روابط همبستگی بین این شاخص ها بسته به پیروی یا عدم پیروی آن ها از توزیع نرمال، با استفاده از آزمون های ناپارامتری پیرسون و اسپیرمن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شاخص های rdi و nao در ایستگاه های بابلسر، بندرعباس، بیرجند و خرم آباد دارای همبستگی می باشند. همچنین فرضیه وجود رابطه همبستگی بین دو شاخص rdi و soi در ایستگاه های بم، بندرعباس، بیرجند، ارومیه، شاهرود، مشهد، سبزوار، شهرکرد و تهران معنی دار است. شاخص های spi و nao در ایستگاه های بابلسر و رشت نیز وابسته می باشند. صحت فرضیه وجود رابطه همبستگی بین دو شاخص spi و soi در ایستگاه های شاهرود، مشهد، سبزوار، شهرکرد و تهران تایید گردید. به طور کلی از آنچه ذکر شد می توان چنین نتیجه گرفت که نواحی شمال کشور بیشترین میزان همبستگی را نشان دادند که می تواند به دلایل مختلفی از جمله مجاورت آن با سواحل دریای خزر و در نتیجه تاثیرپذیری الگوی بارش و خشکسالی از نوسانات اقیانوسی باشد. مناطق جنوبی کشور به استثناء ایستگاه بندرعباس، علی رغم همسایگی با آب های آزاد همبستگی چندانی بین شاخص های مذکور نشان ندادند. این مطلب می تواند موید این فرضیه باشد که الگوی خشکسالی این منطقه با سایر شاخص های نوسانات اقیانوسی دارای رابطه همبستگی است. به طور کلی میزان ضرایب همبستگی بین شاخص های مورد مطالعه در هیچ یک از مناطق کشور قابل توجه نبودند. بیشترین ضریب همبستگی در ایستگاه تهران و به میزان 154/0- بین دو شاخص rdi و soi مشاهده گردید. بنابراین ارائه مدلی که قادر به پیش بینی خشکسالی با استفاده از این شاخص ها باشد توصیه نمی گردد.

سرریزها سازه های هیدرولیکی هستند که برای عبور سیلاب، تنظیم سطح آب و اندازه گیری دبی جریان به طور گسترده در سیستم های انتقال آب و کانال های آبیاری و زهکشی مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از راه های بسیار موثر و اقتصادی به منظور افزایش طول موثر تاج، استفاده از سرریزهای چند وجهی می باشد. در این سرریزها، محور که به صورت خط شکسته است سبب می شود که طول تاج آن، در مقایسه با تاج مستقیم بیشتر باشد. سرریزهای چند وجهی مثلثی دارای عملکرد هیدرولیکی بهتری نسبت به سایر سرریزهای چند وجهی می باشند. محققین دریافتند که جهت جریان از روی این سرریزها بر خلاف سرریزهای خطی عمود بر لبه تاج نیست و تحت زاویه مایلی از روی تاج عبور می کند که باعث کاهش عملکرد هیدرولیکی به خصوص در دبی های بالا می شود. هدف از انجام این تحقیق ارائه راه حلی برای بهبود عملکرد هیدرولیکی سرریز چند وجهی مثلثی می باشد. به این منظور پره های هادی مستغرق به عنوان ابزاری جهت بهبود عملکرد هیدرولیکی در سرریز چند وجهی مثلثی مورد استفاده قرار گرفتند. پره ها با سه عرض یک، 2 و3 سانتی متر و به تعداد یک تا 6 عدد و با آرایش های مختلف در سه محور یک چهارم ابتدایی، میانی و یک چهارم نزدیک رأس در بالادست سرریز چند وجهی مثلثی قرار گرفتند. سرریز مورد نظر دارای زاویه وجه 45 درجه می باشد. با مدل سازی آزمایشگاهی جریان و در شرایط جریان آزاد به بررسی ضریب دبی عبوری از این مدلها پرداخته شد. نتایج نشان داد استقرار پره یک سانتیمتری در محور یک چهارم ابتدایی دارای عملکرد بهتری نسبت به پره 2 و 3 سانتیمتری می باشد. وقتی پره ها عریضتر می شوند، وجود همزمان دو پره در محور یک چهارم ابتدایی و به طور مشابه محور میانی، باعث کاهش ضریب دبی نسبت به وجود یک پره در آن محور می شود. در صورتی که برای عرض پره کمتر مدلهای با دو پره متقارن در این محورها دارای عملکرد بهتری می باشند. بیـشترین درصـد افزایش ضـریب دبی در بالاترین دبی اتفاق می افتد. بنابراین کاربرد پره های هادی مستغرق در دبی بالا تأثیرگذار می باشد و این نتیجه با نظر محققین پیشین مطابقت دارد. ثانیاً از بین مدل های موجود صرفنظر از عرض پره، مدل با حضور یک پره در محور میانی و مدل با یک پره در محور ابتدا به همراه یک پره در محور یک چهارم نزدیک رأس با 34/18 درصد افزایش ضریب دبی به عنوان بهترین مدلها شناخته شدند. با برداشت نیمرخهای سطح آب مشخص شد که عمق آب بالادست در مدلهای مربوط به گروه پره 3 سانتیمتری مقدار بیشتری نسبت به دو گروه دیگر و در برخی حالات نسبت به سرریز ساده دارد. نتایج مربوط به نیمرخهای عرضی نشان داد که حضور پره هادی مستغرق در بالادست سرریز باعث نوسانات بیشتر سطح آب در عرض می شود. در نهایت رابطه ای بهینه برای محاسبه ضریب دبی در سرریز چند وجهی مثلثی مورد آزمایش در شرایط حضور پره های هادی مستغرق توسط نرم افزار spss ارائه گردید.

عوامل مختلفی همچون رشد صنایع و کارخانه ها و تخریب محیط زیست و جنگل ها توسط انسان باعث افزایش روزافزون گازهای گلخانه ای در اتمسفر کره زمین شده است. به طورکلی این افزایش گازهای گلخانه ای منجر به تغییر در اقلیم های کره زمین شده است. مهم ترین اثر تغییر اقلیم تأثیرگذاری آن بر پدیده های جوی و اقلیمی نظیر طوفان، سیل، تگرگ، خشکسالی، امواج گرمایی و سرماهای نابهنگام خواهد بود. یکی از اولین منابع متأثر از این تغییرات اقلیمی، منابع آب است، به طوری که مستقیماً با تغییرات دما و بارش، منابع آب نیز دچار دگرگونی می شود. گرمایش جهانی اثرات بارزی روی چرخه هیدرولوژی و سیستم های منابع آب دارد، به گونه ای که می تواند به عنوان تهدیدی بزرگ بر سیستم های منابع آب در سراسر جهان قلمداد شود. انجام مطالعات تغییر اقلیم و بررسی سناریوهای اقلیمی دوره آتی یکی از کارآمدترین روش ها برای بررسی این واقعه در دوره آتی می باشد. برای بررسی تغییر اقلیم در آینده نیاز به تولید سناریوی اقلیمی می-باشد. در حال حاضر معتبرترین ابزار جهت تولید سناریوهای اقلیمی مدل های سه بعدی جفت شده گردش عمومی اقیانوس- اتمسفر می باشدکه به آن aogcm اطلاق می گردد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار sdsm و داده های مدل hadcm3 تحت سناریوی انتشار a2 به بررسی وضعیت اقلیمی 3 ایستگاه هواشناسی مشهد، ارومیه و گرگان برای دوره های آتی نزدیک، میانی و دور تا سال 2100 پرداخته شد. نتایج حاصل از واسنجی و اعتبارسنجی پارامترهای اقلیمی دما و بارش برای ایستگاههای مورد بررسی نشانگر دقت مطلوب مدل sdsm در برآورد این پارامترها در خروجی نهایی بوده و در نتیجه امکان انجام فرآیند ریزمقیاس نمایی در دوره آتی فراهم می باشد. نتایج نشان داد که میانگین دمای حداقل، حداکثر و بارش سالانه تا سال 2100 در ایستگاههای مورد بررسی روند افزایشی خواهد داشت. همچنین تغییرات دمایی در ایستگاه گرگان نسبت به 2 ایستگاه مشهد و ارومیه ناچیز بوده که این امر نشان دهنده تأثیر کمتر تغییرات اقلیمی در مناطق معتدل و پرباران نسبت به سایر مناطق می باشد. نتایج حاصل از مقایسه میانگین بارش سالانه در دوره های گذشته و آینده برای ایستگاهها نشان می دهد میانگین بارندگی در ایستگاه گرگان تا سال 2100 به طور میانگین به میزان 6/8 درصد کاهش خواهد یافت، این در حالی است که در ایستگاه های مشهد و ارومیه افزایش میانگین بارندگی به ترتیب به میزان 40 و 32 درصد پیش بینی می شود. همچنین در این تحقیق با مقایسه میانگین متحرک بارش 5 ساله و میانگین بلند مدت بارش سالانه به تعیین دوره های خشک و تر در دوره های آتی پرداخته شد. نتایج حاصله هشداری است در مورد تحول آب و هوا که به یقین تأثیرات مستقیم بر منابع آب و تولیدات کشاورزی خواهد داشت. لذا لازم است با کاهش تولید گازهای گلخانه ای از شدت تغییرات اقلیمی کاسته شود و با بکارگیری روش های کارآمد آبیاری و استفاده صحیح از منابع آب، تأثیرات نامطلوب این پدیده بر منابع آب و تولیدات کشاورزی را کنترل کرد.

خشکسالی بعنوان یک وضعیت کمبود آب طولانی مدت، موضوعی چالش برانگیز در مدیریت منابع آب می باشد. این پدیده یکی از بلایای طبیعی پر هزینه و کمتر شناخته شده می باشد. پایش و پیش بینی خشکسالی ها، بویژه تعیین دقیق زمان شروع و تداوم آن، اهمیت ویژه ای در مدیریت منابع آبی و برنامه ریزی جهت کاهش اثرات مخرب خشکسالی دارد. علیرغم نیاز زیاد، توسعه یک الگوریتم برای مشخص کردن و پیش بینی خشکسالی ها از طریق تحلیل های فیزیکی یا آماری بسادگی دست یافتنی نیست. از موانع اصلی، یکی پیچیدگی علل واقعی خشکسالی هاست که توصیف دقیق آنها را مشکل می کند و دیگری عدم وجود یک تعریف علمی دقیق و جامع برای خشکسالی ها است. در این مطالعه خشکسالی های منطقه شمالغرب ایران با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده اصلاح شده و شاخص کمبود توأم (jdi) ارزیابی شد. داده های بارش ماهانه 55 ایستگاه بارانسنجی با پراکنش یکنواخت در شمالغرب ایران، در دوره آماری 2011-1970 ، برای محاسبه شاخص های خشکسالی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از شاخص spi اصلاح شده تا حدود زیادی معایب spi متداول را برطرف می کند و تغییرات فصلی بارش را در محاسبه شاخص spi لحاظ می نماید. با این حال شاخص spi اصلاح شده نیز، همانند شاخص spi متداول، به مقیاس زمانی حساسیت نشان می دهد و این موضوع باعث سردرگمی محققان در ارزیابی خشکسالی ها می شود. برای حل این مشکل از شاخص کمبود توأم استفاده شد. شاخص کمبود توأم از ایجاد توزیع توأم شاخص های spi اصلاح شده با مقیاس های زمانی 1 تا 12 ماهه با استفاده از توابع مفصل بدست می آید. نتایج این مطالعه نشان داد که شاخص jdi علاوه بر توصیف علمی وضعیت کلی خشکسالی، قابلیت مشخص کردن دقیق ظهور (آغاز) خشکسالی ها و نیز خشکسالی های طولانی مدت را دارد. همچنین این شاخص ارزیابی وضعیت خشکسالی را بصورت ماه به ماه میسر می سازد، بطوریکه مقدار بارش مورد نیاز برای رسیدن به شرایط نرمال در ماه های بعد، بهمراه احتمال تجاوز این مقدار بارش را مشخص می کند. در این مطالعه، یک روش جدید برای پیش بینی شرایط رطوبتی در ماه های آینده (1 و 3 ماه آینده در این مطالعه امتحان شد) بر اساس سطح آستانه احتمالی بهینه توسعه داده شد. نتایج تحلیل خطا نشان داد که روش پیشنهادی توانست شرایط رطوبتی 1 و 3 ماه آینده را با دقت بالایی پیش بینی کند. بویژه، شاخص موفقیت بحرانی (csi) برای پیش بینی شرایط رطوبتی در 1 و 3 ماه آینده به ترتیب 609/0 و 635/0 بدست آمد. این مقادیر نشاندهنده عملکرد خوب روش پیشنهادی و همچنین بهبود دقت پیش بینی برای دوره های پیش بینی طولانی تر (3 ماهه) می باشد. همچنین نقشه توزیع مکانی توافق خوبی بین شرایط تر/خشک پیش بینی شده و jdi محاسبه شده با داده های مشاهداتی نشان داد. بعلاوه، مشخصه های خشکسالی شامل مدت و شدت خشکسالی بر اساس شاخص jdi تعریف شدند. این مشخصه های بشدت همبسته هستند، بنابراین، تحلیل تک متغیره همبستگی معنی دار بین این متغیرها را نمی تواند توصیف نماید. تحلیل چندمتغیره توصیف کامل تری از خشکسالی ارائه می نماید. در این مطالعه، هفت خانواده از مفصل های دو بعدی به منظور ایجاد توزیع توأم مدت و شدت خشکسالی مورد آزمون قرار گرفت. مناسبترین تابع مفصل بر اساس تحلیل خطا و ضریب وابستگی دمی برای هر ایستگاه انتخاب شد. نتایج نشان داد که مفصل گالامبوس مناسبترین مفصل در 50 ایستگاه از کل 55 ایستگاه مورد مطالعه بود. سپس، بر اساس توابع توزیع توأم مبتنی بر مفصل بدست آمده، برخی از خصوصیات احتمالاتی خشکسالی از قبیل احتمالات توأم، دوره های بازگشت دومتغیره، احتمالات شرطی و دوره های بازگشت شرطی محاسبه شد. همچنین تعریف دوره بازگشت کندال مورد بررسی قرار گرفت و با تعریف استاندارد دوره بازگشت توأم مقایسه شد. نتایج نشان داد که در یک سطح احتمال بحرانی معین، ، مقدار دوره بازگشت کندال خیلی بیشتر از دوره بازگشت استاندارد بود و این تفاوت با افزایش مقدار ، افزایش می یافت. خصوصیات احتمالاتی بررسی شده در این رساله، اطلاعات با ارزشی در اختیار برنامه ریزان و سیاستگذاران منابع آبی، به منظور اتخاذ تصمیمات مقتضی برای مقابله با پیامدهای خشکسالی، قرار می دهد.

کمبود آب شیرین در مناطق خشک و نیمه خشک انسان?ها را به استفاده از آب?های نامتعارف مانند پساب?های شهری، پساب?های صنعتی، زه?آب کشاورزی و روان?آب?های شهری سوق داده است. هدف از این تحقیق کاربرد شکل های مختلف یک نوع جاذب زیستی (استخوان شترمرغ) در بهبود کیفیت برخی از آب های نامتعارف (پساب صنعتی، آب آلوده به نیترات و آب شور) بود. در ابتدا، ظرفیت حذف سرب و جیوه به?وسیله فرم?های مختلف استخوان شترمرغ در آزمایش به?روش ناپیوسته مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور، پس از تهیه استخوان شترمرغ، آن را آسیاب کرده و از الک شماره 35 (قطر 5/0 میلیمتر) عبور داده شد. پودر استخوان خشک شده (obp) یکبار در کوره به مدت 24 ساعت با دمای 550 درجه سانتی گراد در مجاورت اکسیژن و بار دیگر در کوره تحت خلأ به مدت 5 ساعت با دمای 800 درجه سانتی گراد در شرایط عدم وجود اکسیژن سوزانده شد. جاذب?های به دست آمده به?ترتیب oba و obc نامیده شدند. نتایج نشان داد که ترکیب اصلی همه جاذب?های مورد استفاده کلسیم و فسفر به ?شکل کلسیم هیدروکسی?آپاتیت بوده به?طوری که برای جاذب?های obp، oba و obc نسبت? کلسیم به فسفر به?ترتیب 1:49، 1:58 و 1:59 می?باشد. ترتیب جذب فلزات سنگین سرب و جیوه برای جاذب?های مذکور به?ترتیب به صورت obc>oba>obp به دست آمد. سپس نانوذرات آهن صفر ظرفیتی به روش احیای کلرید فریک توسط بوروهیدرید سدیم سنتز و روی جاذب oba تثبیت (oba-nzvi) شد و خصوصیات آن به?وسیله میکروسکوب الکترونی روبشی (sem)، طیف?نگار تفکیک انرژی (sem-edx)، طیف?سنجی مادون قرمز (ftir)، پراش پرتو ایکس (xrd)، سطح مخصوص جاذب (bet) و نقطه بار صفر بستر (phpzc) تعیین گردید. جاذب oba-nzvi برای حذف فلزات سرب و جیوه، نیترات و کل مواد جامد محلول آب (tds) استفاده گردید. اثر پارامترهای مختلف جذب مانند زمان تماس، غلظت اولیه یون?های فلزی، میزان جاذب، ph، رفتار رقابتی جذب و قدرت یونی روی حذف فلزات سرب و جیوه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که داده?های سینتیک جذب به?خوبی از معادلات شبه مرتبه دوم و همچنین داده?های ایزوترم جذب به?خوبی از معادلات لانگمویر- فروندلیچ با ضریب همبستگی زیاد پیروی می?کنند. حداکثر ظرفیت جذب جاذب oba-nzvi برای حذف فلزات سرب و جیوه به?ترتیب 6/138 و 1/145 میلی?گرم بر گرم به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که جاذب oba-nzvi به?دلیل سطح مخصوص و واکنش?پذیری زیاد در مدت زمان 30 دقیقه بدون کنترل ph قادر به احیای نیترات به آمونیوم و گاز نیتروژن می?باشد. جاذب oba-nzvi ظرفیت کمی در جذب tds داشته، در صورتی?که برای حذف سختی آب (مجموع یون?های کلسیم و منیزیم) بسیار موثر است. به?منظور مدل?سازی فرایند جذب یون سرب در آزمایش به?روش ناپیوسته، مدل?های شبکه عصبی (ann)، شبکه عصبی- فازی (anfis) و رگرسیون چند متغیره غیر خطی (mnlr)توسعه داده شد. پارامترهای زمان تماس، غلظت اولیه یون?های فلزی، میزان جاذب، ph و دما به عنوان ورودی مدل?ها و راندمان حذف به عنوان خروجی مدل?ها در نظر گرفته شد. در بین مدل?ها، anfis5 با هر 5 ورودی به عنوان بهترین مدل در تخمین راندمان حذف یون سرب شناخته شد. آنالیز حساسیت نشان داد که مدل anfis5 برای جاذب oba به?ترتیب به پارامترهای زمان تماس، ph، غلظت اولیه، میزان جاذب و دما و برای جاذب oba-nzvi به?ترتیب به پارامترهای غلظت اولیه، دما، میزان جاذب، ph و زمان تماس بیشترین حساسیت را دارد. نتایج آزمایش های ستونی نشان داد که زمان شکست برای هر دو فلز سرب و جیوه با افزایش ارتفاع جاذب و کاهش میزان دبی جریان به تأخیر می?افتد. مقادیر کمتر rmse برای شبکه عصبی- فازی نسبت به مدل رایج توماس نشان می?دهد که این شبکه برای مدل?سازی جذب فلزات سنگین به وسیله oba-nzvi مناسب?تر است.

در این رساله با استفاده از داده های کوچک مقیاس شده به روش طیفی و استفاده از مدل dssat تغییرات عملکرد گندم دیم در دوره زمانی 2050 تا 2100 بررسی شده است. نتایج نشان داده است که شدت تغییرات بارندگی در دو دهه اخیر (از سال 1990 به بعد) در حال افزایش می باشد. در طول سال های وقوع لانینا وقایع خشکسالی با شدت زیاد می توانند رخ دهند. در حالی که در طی این سال ها وقایع مرطوب دارای احتمال وقوع کمتر می باشند. در طول سال های النینو، هر دو شرایط خشک و مرطوب احتمال وقوع دارند. در مجموع احتمال وقوع شرایط خشک در سری های سالانه شاخص استاندارد بارندگی (spi)، متداول تر است. در طی شرایط خشک و تر احتمال اثر وقایع enso و pdo در شاخص spi بررسی شده است. نتایج مطالعه همچنین نشان دهنده این است که سال های لانیناکه در طول فاز منفی pdo صورت می پذیرد، می تواند باعث تشدید خشکسالی در منطقه مطالعاتی گردد. وجود ارتباط قوی مابین سری زمانی اصلی و بازسازی شده spi، enso و pdo با کاربرد روش mssa در منطقه مطالعاتی، نشان دهنده اهمیت این رابطه می باشد. سری های بازسازی شده نشان دهنده افزایش تغییرات بارندگی (که می تواند حاکی از تغییر رژیم بارندگی باشد) از سال 1990 تا انتهای دوره آماری مورد بررسی (2008) می باشد. آگاهی از وجود تغییرات در رژیم بارندگی با توجه به سیگنال enso مبنای روش آماری کوچک مقیاس کردن قرار گرفت و با استفاده از الگوریتم gap filling mssa داده های بارندگی و درجه حرارت حاصل از مناسب ترین مدل های اقلیم جهانی در منطقه مطالعاتی در دوره زمانی 2050 تا 2100 کوچک مقیاس شده است. با کاربرد مقادیر حاصله در مدل گیاهی dssat، عملکرد گندم دیم منطقه طی دوره مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان دهنده کاهش عملکرد گندم دیم منطقه مطالعاتی در دوره زمانی آینده (2050 تا 2100) می باشد. در همه مناطق مورد بررسی به طور متوسط کاهش 15 درصد عملکرد در خاک های مختلف وجود خواهد داشت. با توجه به اهمیت تعیین اثر شرایط حدی النینو ولانینا بر محصول گندم دیم منطقه، پارامترهای ارائه شده فوق در شرایط النینو و لانینا (در دوره 2050 تا 2100) نیز مورد ارزیابی قرار گرفته که نشان دهنده بحرانی تر بودن (کاهش بیشتر متوسط عملکرد) در سال های لانینا در مقایسه با دوره های وقوع النینو می باشد.

چکیده افزایش آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی به یون های نیترات و آمونیوم، یافتن راه حل های قابل قبول زیست محیطی را برای حذف این مواد از منابع آبی ضروری می سازد. روش جذب سطحی معمول ترین روش برای جذب آلاینده های آب با استفاده از جاذب های متخلخل مانند کربن فعال، سیلیسیم دی اکسید، آلومینیوم فعال و کانی های رسی مثل زئولیت، بنتونیت، ورمیکولیت، سپیولیت و پالیگورسکیت می باشد. کانی های رسی به دلیل سطح ویژه زیاد، ساختار متخلخل، ظرفیت تبادل کاتیونی بالا و از طرف دیگر هزینه کم، جاذب های مناسبی برای حذف آلاینده های آب می باشند. با استفاده از سورفکتانت های آلی می توان خصوصیات سطحی رس ها را تغییر داد به نحوی که قادر به جذب ترکیباتی از جمله آنیون ها و مواد آلی غیرقطبی نیز باشند. چنانچه سورفکتانت های چهاروجهی با کاتیون های سطح خارجی رس مبادله شوند، سطح خارجی آن تغییر کرده و دارای بار مثبت می شود. در این پژوهش، بنتونیت اصلاح شده با سورفکتانت (smb)، برای حذف یون های نیترات از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفت. روش های xrd، ftir، sem و edx برای مشخصه یابی جاذب بنتونیت مورد استفاده قرار گرفتند و قابلیت این ماده به عنوان جاذب با تغییرات غلظت اولیه نیترات، مقدار جاذب، زمان تماس، تغییر دما و ph محلول نیترات مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش پیمانه ای، ph بهینه محلول نیترات برابر 5/5، زمان تعادل برابر 120 دقیقه و جرم بهینه جاذب برابر 5/0 گرم به دست آمد. با افزایش غلظت اولیه نیترات از 5 تا 300 میلی گرم در لیتر، بازدهی جذب نیترات از 5/92 به 5/47 درصد کاهش یافت و با افزایش دما از 25 تا 60 رجه سانتی گراد، بازدهی جذب نیترات از 47/88 به 5/93 درصد افزایش یافت. مدل های همدمای جذب لانگمویر، فروندلیچ، لانگمویر- فروندلیچ و ردلیچ- پترسون بر داده های جذب نیترات برازش داده شد. از بین این مدل ها، مدل لانگمویر بهترین برازش را بر داده های جذب نیترات نشان داد و حداکثر جذب پیش بینی شده از مدل لانگمویر 15/10 میلی گرم بر گرم به دست آمد. مدل های سینتیک شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، پخشیدگی درون ذره ای و تابع توانی برای توصیف داده های سینتیک جذب نیترات مورد استفاده قرار گرفت. مدل شبه مرتبه دوم بهترین برازش را بر داده های جذب نیترات به وسیله بنتونیت اصلاح شده داشت که نشان می دهد جذب شیمیایی مکانیسم کنترل کننده سرعت است. برای تکمیل بررسی ها روی جاذب معرفی شده، آزمایش های ستونی با ورود پیوسته محلول نیترات به ستون جاذب، تا زمان رسیدن جاذب به حد اشباع انجام شد. آزمایش های ستونی با ورود پیوسته محلول نیترات، نشان دادند که حداکثر ظرفیت جذب ستون برای حذف یون-های نیترات، در ستون جاذب با قطر 1 سانتی متر، 2 سانتی متر بنتونیت اصلاح شده، 13 سانتی متر شن و غلظت ورودی 15 میلی گرم در لیتر و دبی 5/0 میلی لیتر بر دقیقه، برابر 45/3 میلی گرم بر گرم به دست آمد و برای ستون جاذب با قطر 2 سانتی-متر، 2 سانتی متر بنتونیت اصلاح شده، 13 سانتی متر شن و غلظت ورودی 100 میلی گرم در لیتر و دبی 1 میلی لیتر بر دقیقه، برابر 26/15 میلی گرم بر گرم به دست آمد. نتایج آزمایش های ستونی، نشان می دهد با افزایش غلظت محلول نیترات، ظرفیت جذب بیشتر شد ولی زمان اشباع شدن جاذب کاهش یافت. با توجه به نتایج به دست آمده در این آزمایش، مشخص شد که بنتونیت اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی hdtma-br، قابلیت بالایی در حذف نیترات از محلول های آبی دارا می باشد. کلمات کلیدی: نیترات، بنتونیت، بنتونیت اصلاح شده با سورفکتانت، جذب، آزمایش پیمانه ای، آزمایش ستونی

این مطالعه به بررسی ارائه راهکارهای سازگاری با سطوح احتمالی مختلف تاثیر تغییر اقلیم بر منابع آب حوضه زاینده رود پرداخته است. اثرات پدیده تغییر اقلیم بر سیستم های منابع آب حوضه زاینده رود در چارچوب مجموعه چندگانه مدل های اقلیمی با رویکرد احتمالی مورد بررسی قرار گرفته است. پردازش سناریوهای اقلیمی نشان می دهد که به طور کلی دمای سالانه در اصفهان 5/1-1/1 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت که می توان گفت طی دوره 2044-2015 شهر اصفهان با شرایط گرم تر و خشک تری تحت تاثیر تغییر اقلیم روبرو خواهد شد. نتایج کلی اثرات تغییر اقلیم بر پارامتر بارندگی زیر حوضه پلاسجان، که تامین کننده اصلی منابع آب حوضه زاینده رود است نشان می دهد که با کاهش 38-14 درصدی بارندگی و افزایش 76/0-46/0 درجه سانتی گراد در درجه حرارت سالانه می توان گفت که قسمت غربی حوضه آبریز با شرایط گرم تر و خشک تری روبرو خواهد شد که اثرات قابل ملاحظه ای بر منابع و مصارف آب در گستره حوضه زاینده رود خواهد داشت. نتایج نشان می دهد که جریان ورودی به سد زاینده رود در مقیاس سالانه 43-8 درصد تحت سناریوهای مختلف تغییر اقلیم کاهش می یابد. بنابراین حوضه آبریز زاینده رود به عنوان یک منطقه آسیب پذیر به تغییر اقلیم بوده و شناسایی و اتخاذ سیاست های موثر برای کاهش اثرات تغییر اقلیم لازم و ضروی می باشد.در این مطالعه به منظور ارزیابی قابلیت پروژه های انتقال آب بین حوضه ای در تامین نیاز آب رو به گسترش حوضه زاینده رود یک مدل جامع بر مبنای رویکرد دینامیک سیستم ها بنام مدل مدیریت و پایداری حوضه آبریز زاینده رود (zrw-msm) توسعه یافته است. نتایج مربوط به شبیه سازی سیاست های انتقال آب بین حوضه ای برای برطرف نمودن کمبود آب نشان می دهد تامین بیش تر آب بدون شناخت از پویایی مشکلات مربوط به این استراتژی، به افزایش نیاز آب در حوضه زاینده رود منتهی می گردد. در حقیقت پروژه های انتقال آب به عنوان راه حل موقتی کاهش شدت بحران آب موثر می باشند، درحالی که افزایش عرضه منجر به افزایش پیوسته ی تقاضای آب گردیده که منجر به بازگشت دوباره کمبود آب البته با شدت بیش تر به داخل مرزهای حوضه می شود. توسعه کنترل نشده حوضه زاینده رود موجب گردیده است که تقاضا برای آب از ظرفیت طبیعی منابع آب موجود در حوضه تجاوز نماید. بنابراین، پیاده سازی برنامه های جامع مدیریت تقاضا از اهمیت بسیار بالاتری برخوردار است تا بتواند بین توسعه اجتماعی- اقتصادی و ظرفیت عرضه منابع آب تعادل ایجاد نموده و منجر به افزایش اثربخشی راه حل های عرضه محور رایج مانند پروژه های انتقال آب گردد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که سیاست گذاران و برنامه-ریزان منابع آب در حوضه زاینده رود بایستی بر افزایش بهره وری آب در بخش کشاورزی و تشویق کشاورزان به کاشت گیاهان کم مصرف و حذف و یا کاهش سطح زیر کشت گیاهان پر مصرف مانند برنج و ذرت به پائین ترین سطح ممکن متمرکز گردند تا از آسیب پذیری حوضه در مواجهه با سال های کم بارش کاسته شود. به منظور ارزیابی راهکارهای مدیریتی مناسب به منظور ایجاد سازگاری در سیستم منابع آب حوضه در برابر پدیده تغییر اقلیم طی دوره زمانی 2044-2015، از مدل zrw-msm استفاده شده است. ارزیابی گزینه های مدیریتی متعدد نشان می دهد که بسته های سیاستی در سازگار نمودن سیستم منابع آب حوضه در برابر پدیده تغییر اقلیم موفق بوده اند که دارای رویکرد مدیریت همزمان عرضه و تقاضای آب بوده اند. اتخاذ سیاست هایی با نگرش واحد (مدیریت عرضه و یا تقاضا) نمی توانند پاسخ گوی اثرات سطوح شدید تغییر اقلیم بر نیاز آب رو به گسترش در حوضه باشند. بهبود راندمان مصرف آب در بخش کشاورزی و تغییر در الگوی کشت رایج در حوضه در صورتی که با سیاست های افزایش عرضه آب (از طریق پروژه های بارورسازی ابرها و یا انتقال آب) همراه شوند می توانند استراتژی موثری برای سازگار نمودن سیستم منابع آب حوضه زاینده رود در برابر سطوح احتمالی مختلف تغییر اقلیم به شمار رود.

کمبود آب با کیفیت مناسب یکی از مهمترین مشکلات در مناطق خشک و نیمه خشک ازجمله ایران به شمار می آید از طرفی رشد بی رویه جمعیت و افزایش آلودگی های محیطی نیازمند راه حل هایی برای رفع کمبود آب می باشد. یکی از این راه حل ها استفاده مجدد از آب های نامتعارف از جمله پساب ها و زه آب هاست. زه آب حاصل از زهکشی اراضی کشاورزی شامل مواد و ترکیبات مختلفی است که می تواند مستقیماً به پهنه های آب سطحی نظیر رودخانه، دریاچه، دریا، اقیانوس و یا زهکش های انتهایی تخلیه و یا از طریق نفوذ، وارد آب های زیر زمینی شود. روش های مختلفی برای بهبود کیفیت آب های نامتعارف وجود دارد که در بین آنها روش فیلتراسیون یک روش کارآمد و موثر در حذف آلاینده ها بوده است. در ساختن فیلتر مهمترین قسمت انتخاب جاذب است. انواع مختلفی از جاذب های مصنوعی وجود دارند که به دلیل قیمت بالا و یا قابل دسترس نبودن، کاربرد آنها ممکن نخواهد بود. هدف از این پژوهش، بررسی و مقایسه فیلتر های شنی و فیلتر های چند لایه حاوی شن و مواد جاذب مختلف آلی و معدنی ارزان قیمت برای کاهش ورود نیترات به آب های سطحی و زیرزمینی و استفاده مجدد از آن می باشد. بدین منظور آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی با 8 تیمار شامل شن، شن-زئولیت، شن- کاه جو، شن- پوست بادام، شن-زئولیت-کاه جو، شن- زئولیت- پوست بادام، شن-کاه جو- پوست بادام و شن-زئولیت- کاه جو- پوست بادامو در 10 مرحله طراحی گردید. برای آماده سازی تیمارها، لوله های پلی اتیلن به ارتفاع 75 و قطر 9 سانتی متر انتخاب و با توجه به تیمار های آزمایشی به ترتیب از پایین به بالا با مواد جاذب پر شدند. سپس محلولی با غلظت نیترات 125 میلی گرم در لیتر در ده مرحله از ستون ها عبور داده شد. در پایان هر مرحله، نمونه ای از زه آب ورودی و خروجی تهیه و به منظور اندازه گیری غلظت نیترات و اسیدیته به آزمایشگاه منتقل شد. نتایج نشان داد که هر 8 تیمار کارایی کاهش نیترات از زه آب را دارند. تیمار های مختلف در طول این مطالعه توانستند به طور متوسط غلظت نیترات در زه آب ورودی را از حدود 125 میلی گرم در لیتر به مقداری بین 61/43-10/30 میلی گرم در لیتر در خروجی کاهش دهند که این معادل حذف 99/75-17/65 درصدی نیترات می باشد. تیمار شن- زئولیت- کاه جو- پوست بادام بهترین عملکرد را در حذف نیترات داشته و موجب کاهش 99/75 درصدی نیترات از زه آب شد. میزان اسیدیته آب زهکش خروجی تیمارها بین 26/8-96/6 متغیر و بیشتر تابع میزان اسیدیته در ورودی تیمارها بود. میزان سرعت زه آب خروجی از ستون ها نیز بین 99/0-02/0 متر بر ساعت بوده و با گذر زمان در طول آزمایش کم شده است.

خشکسالی یکی از بلایای طبیعی و تکرارشونده است که در هر منطقه اقلیمی اتفاق می افتد و خسارات زیادی به بخش های مختلف وارد می کند. مهمترین عامل موثر در خشکسالی، کمبود بارش نسبت به حالت شرایط عادی است که میزان تبخیرتعرق نیز بر شدت آن می افزاید. بدین منظور در این تحقیق چهار شاخص خشکسالی پیشنهادی، که مبتنی بر داده های بارش و تبخیر تعرق مرجع هستند، در مقیاس های 3، 6 و 12 ماهه (از زمستان) در استان اصفهان بکار گرفته شد. این شاخص ها عبارتند از مقادیر استانداردشده ی «نسبت بارش به تبخیرتعرق، rpei»، «نسبت بارش به اختلاف بارش و تبخیرتعرق (کمبود بارش)، rppdi»، «کمبود بارش، pdi» و «تبخیرتعرق، eti». برای محاسبه تبخیر تعرق مرجع از روش استاندارد پنمن-مونتیت فائو استفاده شد. به منظور مقایسه نتایج، چهار شاخص فوق با «شاخص بارش استانداردشده، spi» در مقیاس های مشابه مقایسه شدند. نتایج نشان داد شاخص eti که تابع ساده ای از تبخیرتعرق می باشد، بیشترین عدم تطبیق با spi، براساس وقایع مورد نظر خشکسالی، ترسالی یا شرایط عادی را داراست. این نتیجه، متفاوت عمل کردن تغییرات حدی بارش و تبخیرتعرق را نشان می دهد. بنابراین، تبخیرتعرق عامل مهم و تأثیرگذاری در استان است، ولی نحوه ی دخالت آن در معادلات نیز قابل توجه می باشد. دو شاخص اول (rpei و rppdi) دارای تطابق بیشتری با شاخص spi بوده و نسبت به نوسان های تبخیرتعرق از حساسیت کمتری برخوردارند.شاخص pdi با استانداردسازی اختلاف بارش و تبخیرتعرق، در شرایط میانه ای قرار دارد. نتایج تحلیل فراوانی نسبت بارش به تبخیرتعرق (rpe) نشان داد که از لحاظ خشکی داران و خوروبیابانک به ترتیب مرطوب ترین و خشک ترین مناطق در بین ایستگاه ها هستند .نتایج پهنه بندی درصد فراوانی نسبی خشکسالی ها با توجه به شاخص rpei نیز نشان داد به طور کلی در شرق و شمال شرق استان اصفهان و قسمت کوچکی از غرب استان، خشکسالی بیشتر اتفاق می افتد و بنابراین این مناطق حسّاس تر بوده و نیازمند توجه بیشتر در مدیریت های خشکسالی هستند. کلمات کلیدی: شاخص خشکسالی، تبخیر تعرق، تحلیل فراوانی، استان اصفهان

گسترش روزافزون جمعیت همراه با رشد صنعتی، زندگی بشر را با مشکلات فراوانی مواجه کرده است. تولید مقدار زیاد فاضلاب و کمبود منابع آب قابل استفاده از جمله این مشکلات می باشند. با توجه به افزایش شدید جمعیت، نیاز بشر به منبعی پایدار و نامحدود امری غیرقابل انکار است. از این رو بشر به استفاده دوباره از پساب های مختلف گرایش پیدا کرده است. امروزه یافتن روشی مناسب برای تصفیه آب و استفاده دوباره از آن یکی از موضوعات مهمی است که تحقیقات بسیار زیادی بر روی آن انجام شده است. فناوری نانو توانسته در تمامی رشته ها از جمله مهندسی آب و تصفیه آب، کارایی داشته باشد. گفته می شود که استفاده از این فناوری در زمینه تصفیه آب می تواند کیفیت آب و پساب را به حد مطلوب برساند. در این تحقیق پارامترهای bod5، cod، ph، ec، tds، دما، نیترات، فسفات و سولفات مورد آزمایش قرار گرفتند که هر کدام از اهمیت خاص خود برخوردار می باشند. هدف این پایان نامه بررسی مقایسه ای پساب تصفیه شده به روش بیولوژیک نسبت به روش نانوفیلتر بوده است. در نظر است به کمک این مقایسه بتوان روش مناسب تر را جهت تصفیه پساب صنعتی تعیین نمود. تعیین روش مناسب تر از طریق محاسبه میزان و درصد حذف هر یک از پارامترهای مورد آزمایش و همچنین تحلیل معنی دار بودن اختلاف نتایج دو روش مورد استفاده با نرم افزار spss صورت گرفت. نوآوری این پایان نامه به استفاده از فیلتری بوده که برای اولین بار طراحی و استفاده شده است. نانوفیلتر مورد استفاده از جنس کربن- نئون بوده و فشار کارکرد مطلوب آن 10 بار بوده است. قطر روزنه های آن نیز 50-80 نانومتر است. آزمایش ها به صورت هفتگی بوده و به مدت 11 هفته ادامه داشته است و در هر هفته، پارامترهای مورد آزمایش اندازه گیری شدند و در آخر مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج به دست آمده حاکی از میانگین های ph=7.58، ec=1132.71µs/cm، tds=894.55mg/l، cod=22mg/l، bod5=6.87mg/l، no3=0.37mg/l، po4=5.82mg/l، so4=20mg/l برای روش نانوفیلتر و میانگین های ph=7.70، ec=2982.73µs/cm، tds=2130.91mg/l، cod=40.37mg/l، bod5=9.91mg/l، no3=248.05mg/l، po4=32.25mg/l، so4=307.64mg/l برای روش بیولوژیک می باشد. از نتایج حاصله چنین استنباط می شود که روش نانوفیلتر مناسب تر از روش بیولوژیک مورد استفاده می باشد. موضوع بسیار مهم کارایی نانوفیلتر در کاهش bod5 بوده که بسیاری معتقدند فیلترهای نانو توانایی کاهش آن را ندارند. برای اثبات برتری روش نانوفیلتر پیشنهاد می گردد سایر پارامترها به خصوص فلزات سنگین نیز مورد آزمایش قرار گیرند.

کمبود آب در ایران و سایر مناطق خشک و همچنین رشد بی رویه جمعیت و افزایش آلودگی های محیطی و تغییر اقلیم زندگی بشر را با مشکلاتی مواجه کرده است. برای رفع این مشکلات و کمبود آب، استفاده از منابعی نامحدود و مطمئن را برای بشر امری ضروری کرده است. یکی از این راه حل ها، استفاده از پساب ها و آب های نامتعارف است. از آب های نامتعارف باید به گونه ای استفاده کرد که کمترین اثرات سوء را به محیط زیست وارد کند و آن، استفاده از تصفیه و بازیافت آن است. فناوری نانو، فناوری است که در تصفیه آب های نامتعارف کاربرد فراوانی دارد. در این پژوهش، علاوه بر استفاده از فناوری نانو برای تصفیه آب های نامتعارف، طرح اختلاط چندین نوع از آب های نامتعارف برای استفاده مجدد در مصارف صنعت و کشاورزی و همچنین فضای سبز مطرح شده است به گونه ای که از آب دریا، آب تصفیه شده به روش نانوفیلتر و همچنین پساب خروجی سیستم بیولوژیک بهره گرفته شده است. پارامتر های آزمایش شده شامل ph، tds، ec، bod و cod و دما، نیترات، فسفات و سولفات می باشد که هر کدام به نوبه خود از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف از این پژوهش، یافتن بهترین نوع اختلاط برای استفاده از آن در مصارف مختلف بوده است. تعیین بهترین نوع اختلاط، با استفاده از کاهش پارامتر های آزمایش شده و همچنین تحلیل معنی دار بودن اختلاف نتایج در سطح 5 درصد بین طرح های اختلاط صورت گرفت. در این طرح از پایلوت طراحی شده ای استفاده شد که در آن از چندین نوع فیلتر از جمله فیلتر نانو بهره گرفته شد. همچنین یافتن طرح اختلاط بهینه با آب دریا و آب شهری و نیز پساب سیستم بیولوژیک، از دیگر جنبه های نوین این پژوهش می باشد. از نتایج حاصله بین 9 طرح اختلاط چنین بر می آید که بهترین طرح اختلاط برای مصارف کشاورزی-فضای سبز، اختلاط آب شرب 80%، فاضلاب خام 10% و پساب نانو فیلتر 10% می باشد که در آن پارامتر های ph، ec، tds، cod، bod و no_3 در بهترین حالت و در دامنه استاندارد داخلی و خارجی قرار گرفته است. برای مصارف صنعتی بهترین نوع اختلاط نیز اختلاط آب شرب 80%، فاضلاب خام 10% و پساب نانو فیلتر 10% می باشد که در آن ?so?_4 که در صنعت جزو پارامتر های مهم به شمار می رود در کمترین حالت ممکن قرار گرفته است ولی اختلاط آب شرب 80%، فاضلاب خام 10%و پساب بیولوژیک 10% نیز برای استفاده در صنایع مناسب است و در دامنه ی استاندارد های داخلی و خارجی قرار گرفته است.

سرریزها از مهمترین سازه های هیدرولیکی هستند که به منظور اندازه گیری دبی آب، کنترل سیلاب در مخازن سدها و تنظیم سطح آب در کانال ها و شبکه های آبیاری ساخته می شوند. در تحقیق حاضر، سرریز تاج ربع-دایره ای معرفی و مورد مطالعه قرار گرفته است. از نظر هندسی، این سرریز از یک تاج ربع-دایره ای به شعاع r، یک صفحه شیب دار در بالادست و یک صفحه قائم در پایین دست تشکیل شده است. صفحه بالادست مماس بر سطح تاج سرریز بوده و صفحه پایین دست آن بایستی به خوبی هوادهی گردد. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد که ضریب دبی سرریز تاج ربع-دایره ای یک مقدار ثابت بوده و برابر با 1.261 می باشد. این مقدار در حدود 13 درصد بیشتر از ضریب دبی سرریز لبه تیز است. در مقایسه با سرریز تاج دایره ای، این سرریز دارای عملکرد هیدرولیکی بهتری است.

تغییر تاریخ وقوع اولین یخبندان پاییزه و آخرین یخبندان بهاره که به لحاظ کشاورزی بسیار حائز اهمیت است، می تواند یکی از پیامدهای ناشی از پدیده ی گرمایش جهانی باشد. یکی از روش های مطالعه ی اقلیم آینده، استفاده از خروجی مدل های گردش عمومی جو است. نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین شماره روز وقوع اولین یخبندان پاییزه در مقایسه با اقلیم گذشته در شش ایستگاه مورد بررسی در استان اصفهان افزایش خواهد یافت و برای میانگین شماره روز وقوع آخرین یخبندان بهاره نیز کاهش مشاهده میشود.