جریان کم یکی از پارامترهای بسیار تاثیرگذار هیدرولوژیک بر وضعیت اکوسیستم های آبی، تولید نیروی برق-آبی، مدیریت مخازن و صنعت است. وقوع جریان های کم شدید می تواند با تاثیر بر تامین آب آشامیدنی، کیفیت آب، کشتیرانی، کشاورزی و غیره مشکلات گوناگونی ایجاد نماید. تغییر در خصوصیات جریان های کم (مقدار، فراوانی وقوع و زمان وقوع) در آینده در اثر تغییر اقلیم ممکن است اثرات مهمی از جنبه های مختلف اقتصادی-اجتماعی، زیست محیطی، منابع آب و برنامه ریزی های دولتی از خود بجا گذارد. لذا ضروری است تغییرات این پارامتر در دوره های آتی تحت عوامل موثر از جمله تغییر اقلیم مورد بررسی قرار گیرد. در همین راستا، این تحقیق به بررسی جریان های کم در آینده تحت اثر تغییر اقلیم در حوضه بالادست زاینده رود، با در نظر گرفتن عدم قطعیت مربوط به شاخص های مختلف جریان کم می پردازد. در این مطالعه تعداد 9 ایستگاه هیدرومتری و هواشناسی به منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم بر جریان های کم در دوره های آتی 2045-2016 و 2075-2046 مد نظر قرار گرفت. با توجه به اینکه مدل های aogcm در مطالعات اثرات تغییر اقلیم یکی از منابع مهم عدم قطعیت به شمار می آیند، سناریوهای دما و بارش با استفاده از 5 مدل گردش عمومی جو شامل bcm2.0، csiromk3.0، gfdlcm2.1، hadcm3 و mri cgcm2.3.2 تحت سناریوهای انتشار a2 و b1 تهیه شد. سپس مدل lars-wg جهت کوچک مقیاس کردن سناریوهای دما و بارش مورد استفاده قرار گرفت. همچنین مدل هیدرولوژیک swat به منظور شبیه سازی جریان روزانه در دوره آتی مد نظر قرار گرفت. مدل مذکور پس از واسنجی و اعتبارسنجی توسط جریان مشاهداتی، جریان روزانه در دوره آتی را در هر یک از ایستگاه های هیدرومتری، با استفاده از سناریوهای ریزمقیاس شده دما و بارش شبیه سازی نمود. داده های روزانه جریان جهت استخراج شاخص های جریان کم در دوره مشاهداتی (2000-1971) و دوره های آتی (2045-2016 و 2075-2046) مورد استفاده قرار گرفت. شاخص های مورد استفاده در این تحقیق برای ارزیابی اثرات تغییر اقلیم شامل شاخص های مستخرج از منحنی تداوم جریان (q90 و q95) و شاخص های سری جریان حداقل سالانه ( q7.2، q7.10,q7.20و ) می باشد. نتایج این تحقیق نشان دهنده تغییرات افزایشی و کاهشی شاخص های مربوطه تحت سناریوهای مختلف می باشد. بر اساس نتایج مربوط به 5 مدل گردش عمومی جو، وضعیت جریان کم در آینده نسبت به دوره گذشته، در نیمه بالای منطقه مطالعاتی و ایستگاه های هیدرومتری اسکندری و سد زاینده رود بهتر خواهد بود. این در شرایطی است که نیمه پایین منطقه و ایستگاه های قلعه شاهرخ و چلگرد با کاهش شاخص های جریان کم در آینده مواجه می شوند. با توجه به سناریوهای ایده آل وضعیت آینده حوضه آبریز رضایت بخش تر است. اما سناریوهای شرایط میانی و بحرانی وضعیت آینده منطقه را از نظر تاثیرات تغییر اقلیم نامطلوب پیش بینی می کنند. تغییرات مشاهده شده در وضعیت جریان کم، بر اساس سناریوهای دما و بارش آینده می باشد.

هدف از این تحقیق برآورد کیفی آب رودخانه زاینده رود براساس مدل سازی اکسیژن محلول در آب می باشد. در مدل سازی اکسیژن محلول از روش csp استفاده شده است. این رابطه توسط streeter عرضه شده و در مطالعات منابع آب استفاده چشمگیری از آن می شود. این رابطه نحوه کاهش و یا افزایش اکسیژن محلول را در بازه ای مشخص با در نظر گرفتن اکسیژن بیوشیمیایی محلول در آب (bod) شرح و مشخص می نماید. با توجه به اینکه در این تحقیق تمرکز بر روی پساب های صنعتی می باشد لذا تقسیم بندی رودخانه، به منظور نمونه برداری از آب رودخانه، در محدوده کارخانه های ذوب آهن اصفهان، مجتمع فولاد مبارکه و با توجه به مکان های ورود پساب های ایجاد شده از صنایع فوق الذکر به رودخانه انجام پذیرفته است. به منظور نمونه برداری از رودخانه زاینده رود، با توجه به اینکه این رودخانه کم عرض و کم عمق می باشد و امکان برداشت بصورت دستی وجود دارد، نمونه برداری بصورت ماهانه در ماه های آذر، دی، بهمن، اسفند و فروردین انجام شد. هر ماه 10 نمونه از رودخانه (در محدوده بیان شده) اخذ گردید. اندازه گیری اکسیژن محلول با دستگاه پرتابل مدل 8403 انجام شد. لازم به ذکر است بدلیل وجود پارامترهایی مانند جذب سطحی، زبری و تلاطم رودخانه، ضرایب برآورد شده توسط روش وینکلر با مقدار واقعی پارامترها متفاوت می باشند، لذا از روش فوق جهت اندازه گیری اکسیژن محلول استفاده نشده است. مدل کیفی آب براساس مدل سازی اکسیژن محلول در رودخانه انجام شد. شبیه سازی اکسیژن محلول از دو روش متفاوت و با استفاده از مدل csp انجام گرفت. در اولین روش فقط غلظت اکسیژن خواهی کربنی درنظرگرفته شده است (bod5). در روش دوم مقادیر اکسیژن خواهی بیوشیمیایی کربنی و اکسیژن خواهی بیوشیمیایی نیتروژنی همزمان لحاظ گردیده (overall bod) است. نهایتاً پارامترهای مدل که شامل ka، kd، kc و kn می باشند، بدست آمده است. برای تعیین ka از روش های تجربی براساس دبی و عمق استفاده شده است. برای تعیین پارامترهای kd، kc و kn از تحلیل اکسیژن خواهی طولانی مدت استفاده شده است. در پایان بر اساس مدل csp-overall bod رابطه ای تدوین شد و همچنین از مدل csp-cbod نیز رابطه ای استخراج گردید.

برای طراحی و مدیریت مطلوب روش های مختلف آبیاری، برآورد مناسب نفوذ خاک ضروری است. در این رابطه، معادلات تجربی و فیزیکی برای کمّی کردن فرآیند نفوذ در آبیاری سطحی ارائه شده است. در این پژوهش برآورد شدت نفوذ نهایی و شش روش استخراج معادله نفوذ در آبیاری جویچه ای، در مزرعه لورک دانشگاه صنعتی اصفهان بررسی شده و همچنین شدت تغییرات حجم ذخیره سطحی برآورد گردید. با انجام سه تکرار و پنج عملیات آبیاری جویچه ای، آزمایش استوانه های نفوذ و نفوذسنج گلف، اطلاعات لازم شامل شکل جویچه، پیشروی، پسروی، شدت جریان ورودی-خروجی، و همچنین تغییرات نفوذ در شرایط استغراقی ساکن وهدایت هیدرولیکی خاک جمع آوری و نتایج در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی تحلیل گردید نتایج پژوهش نشان داد، مقدار نفوذ نهایی حاصل از روش ورودی-خروجی (حدود 17میلی متر در ساعت) نسبت به روش های استوانه نفوذ و نفوذسنج گلف بطور قابل ملاحظه بیشتر بوده (حدود 6 میلی متر در ساعت)، که این اختلاف ها از نظر آماری معنادار بودند. همچنین، بررسی فرآیند نفوذ معادلات مختلف در پنج بازه زمانی مورد بررسی نشان داد که از لحاظ آماری اختلاف معناداری در سطح یک درصد در زمینه برآورد متوسط نفوذ توسط این معادلات وجود دارد، بطوری که بیشترین متوسط نفوذ مربوط به معادله موازنه حجم و کمترین آن مربوط به روش ورودی-خروجی بود. بطور کلی معادلات با ساختار توانیِ چندجمله ای مقدار نفوذ را بیشتر از معادلات با ساختار توانی برآورد کردند. نتایج این پژوهش نشان داد که انجام آزمایش های مزرعه ای نفوذ بایستی متناظر با شرایط کاربردی باشد.

بی شک مهمترین چالش پیش روی بشر در دهه های آینده دسترسی به منابع آبی پایدار و با کیفیت می باشد. با این حال آلاینده-های متعددی در حال آلوده کردن منابع آب سالم می باشند. در بین آلاینده های موجود، فلزات سنگین به دلیل پایداری و ماندگاری طولانی مدت در محیط زیست از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. اگر چه استفاده از کربن فعال به دلیل تخلخل و سطح ویژه بسیار بالا (600 تا 2000 مترمربع بر گرم) یکی از روش های موثر در حذف فلزات سنگین از محلول های آبی به شمار می رود لیکن به دلیل قیمت بالا استفاده از آن در مقیاس های بزرگ و صنعتی توسعه نیافته است. بر همین اساس در سال-های اخیر مطالعات زیادی جهت تولید و معرفی جاذب های ارزان قیمت صورت گرفته است. در این بین بقایای گیاهی و ضایعات کشاورزی به دلیل ارزان بودن و دسترسی آسان، گزینه مناسبی در این زمینه تلقی می شوند. در این پژوهش امکان استفاده از زغال زیستی تولید شده از پوست سخت پسته، به عنوان یک زیست جاذب جهت حذف فلز سنگین سرب از محلول-های آبی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های جذب در شرایط پیوسته و ناپیوسته انجام شد. در آزمایش های ناپیوسته قابلیت ذغال زیستی به عنوان جاذب با تغییرات غلظت اولیه سرب، میزان جاذب، زمان تماس و پ – هاش محلول آلاینده بررسی شد. بیشترین میزان جذب سرب توسط زغال زیستی در شرایط ناپیوسته برای محلول آلاینده با پ – هاش برابر با 5/5 در زمان بهینه تماس جاذب و آلاینده 3 ساعت و غلظت اولیه 10 میلی گرم بر لیتر، 7/49 میلی گرم بر گرم به دست آمد. همچنین میزان جذب پس از گذشت 24 ساعت برابر با 8/41 میلی گرم بر گرم بود. به منظور مشخصه یابی زغال زیستی از روش های ftir، sem، bet و chnso استفاده شد. سطح ویژه زغال زیستی با استفاده از روش bet، 442 متر مربع بر گرم بدست آمد. دو مدل سینتیک شبه مرتبه اول و تابع توانی از توانایی بسیار خوبی برای پیش بینی میزان جذب سرب توسط زغال زیستی برخوردار بودند. به منظور تکمیل مطالعات درباره جاذب مورد مطالعه، آزمایشات ستونی با در نظر گرفتن سه سطح دبی عبوری از ستون، 2، 3 و4 میلی لیتر بر دقیقه و سه مقدار متفاوت از جاذب، 2، 3 و 4 سانتی متر انجام شد. بیشترین میزان جذب سرب توسط زغال زیستی در شرایط پیوسته در دبی 3 میلی لیتر بر دقیقه، ارتفاع جاذب 2 سانتی متر و غلظت اولیه 10 میلی گرم برلیتر برابر با 3/91 میلی گرم بر گرم به دست آمد. با توجه به ضرایب تبیین (r2) حاصل از برازش مدل های thomas، yoon-nelson و dose response، بر داده های حاصل از آزمایشات ستونی، هر سه مدل توانایی بسیار خوبی در پیش بینی فرآیند جدب داشتند. میزان حذف فلز سنگین سرب در شرایط پیوسته، در بهترین حالت 54 درصد نسبت به شرایط ناپیوسته کاهش داشته است.

با توجه به نقش تعیین کنندة تنوع اقلیمی و تغییرات آن، در میزان تولید کشاورزی و پایداری آن، هدف این پژوهش، ارائه روشی برای تحلیل تغییرپذیری اقلیم، بر مبنای الگوی سالانه بارش و دمای هوا بود. بر این اساس، حوضه زاینده رود در قالب پنج منطقه مطالعاتی، شامل مُرغاب، خشک رود، شوردهاقان، پلاسجان، و زرچشمه، رحیمی، تالاب گاوخونی با طول دوره 1351 تا 1390، مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، الگوی بارش و دما در این مناطق، با استفاده از مشخّصه های آماری، و با تفکیک ماه های پربارش و کم بارش و سرد و گرم مشخص شد و از آزمون های ناپارامتریک و پارامتریک برای بررسی وجود روند متغیرها (در مقیاس سالانه و ماهانه) استفاده شد. پنج منطقه مورد بررسی دارای شرایط آب و هوائی متنوعی بودند، بگونه ای که متوسط بارش سالانه آنها از 300 میلی متر (منطقه چهار) تا کمتر از 130 میلی متر (منطقة پنج) نوسان داشت. هم چنین منطقه چهار با دمای متوسط 11درجه سرد ترین، و منطقة یک و سه با دمای متوسط 14 درجه، گرم ترین مناطق شناخته شدند. در عین حال، نتایج نشان داد الگوی سالانة بارش و دما در این مناطق مشابه بوده و ماه‎ های آبان تا اردیبهشت با توزیع تقریباً یکنواخت به عنوان ماه های تأمین کنندة اصلی بارش مطرح هستند. همچنین، ماه های اردیبهشت تا مهر، ماه های گرم تر و آبان تا فروردین، ماه های سردتر شناخته شدند. بررسی روند متغیّرها نیز نشان داد، در این مناطق بارش و دمای متوسط به ترتیب تحت تأثیر بیشترین و کمترین «نوسانات» و درعین حال، دارای کمترین و بیشترین «روند تغییرات» بوده اند. بارش در مقیاس ماهانه و سالانه (بجز فروردین در منطقه چهار)، روندی نداشته و متغیّرهای دما نیز عمدتاً دارای روند افزایشی می باشند، گرچه نمی توان این روندها را منحصراً به ماه های سرد یا گرم سال نسبت داد.

در شرایط کمبود آب و حجم انبوه تولید پساب در کشور ضرورت دارد پساب تصفیه شده برای آبیاری مورد استفاده قرار گیرد. امروزه سیستم های آبیاری قطره ای با راندمان بالا و مشکلات کم زیست محیطی نسبت به سایر روش های آبیاری، کاربرد پساب را تسهیل کرده اند. اما بزرگترین مشکل در این سیستم ها هنگام کاربرد پساب گرفتگی قطره چکان ها است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی کارایی تزریق متناوب کلر در سیستم آبیاری قطره ای برای جلوگیری از گرفتگی بیولوژیکی دو نوع قطره چکان تنظیم فشاری با تکنولوژی ساخت متفاوت تحت کاربرد پساب تصفیه شده می باشد. تیمارهای آزمایشی شامل سه غلظت کلر (10، 15، 20 میلی گرم در لیتر)، دو نوع قطره چکان،) pcj 2 لیتر در ساعت، رو ی خط( و uniram (3/5لیتر در ساعت، داخل خط)، دو نوع فیلتر (ژئوتکستایل-دیسکی و دیسکی) بودند. 12 تیمار آزمایشی برای مدت 6 ماه به مدت 600 ساعت مورد آزمایش قرار گرفتند. شاخص های مورد بررسی شامل، یکنواختی پخش (eu)، یکنواختی پخش مطلق (eua)، ضریب یکنواختی کریستیانسن (uc)، ضریب یکنواختی آماری (us)، دبی نسبی (dra) بودند. شاخص های مذکور در کل دوره آزمایش 9 بار پس از 72 ساعت آبیاری اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد در مرحله 6 (400 ساعت پس از آبیاری) اثر کلر روی تمامی شاخص ها در سطح یک درصد معنا دار بود. اثر متقابل قطره چکان-فیلتر در سطح پنج درصد بر شاخص های eua و us و اثر متقابل کلر-قطره چکان در سطح 5 درصد روی شاخصuc معنی دار بود. غلظت کلر 15 میلی گرم در لیتر در تیمار فیلتر دیسکی در قطره چکان pcj و غلظت کلر 20 میلی گرم در لیتر در تیمار فیلتر ژئوتکستایل-دیسکی در قطره چکان uniram به عنوان تیمارهای برتر معرفی شدند. بیشترین میزان کاهش شاخص یکنواختی برای قطره چکان pcj، برابر با 12/92% و برای قطره چکان uniram برابر با 5/94% در کاربرد فیلتر دیسکی و غلظت کلر 20 میلی گرم در لیترمشاهده شد. بیشترین میزان افزایش شاخص یکنواختی برای قطره چکان pcj، برابر با 1% و برای قطره چکان uniram برابر با 5/1% در کاربرد فیلتر ژئوتکستایل-دیسکی و غلظت کلر 15 میلی گرم در لیترمشاهده شد. کاربرد فیلتر ژئوتکستایل-دیسکی موجب بهبود شاخص های یکنواختی در دو نوع قطره چکان شد. درکل عملکرد دو نوع قطره چکان در مدت آزمایش خوب ارزیابی شد. برای مدیریت دقیق گرفتگی بیولوژیکی باید برای هر منبع پساب و هر نوع قطره چکان، غلظت تزریق کلر بصورت مستقل تعیین شود.