منابع تحقیق درمورد تغذيه، ميزان، بيلان، زيرزميني

دانلود پایان نامه ارشد

دراين ماه‏ها ميزان تبخير و تعرق به حداقل ممکن خود مي‏رسد(راسموسین وآندراسین57، 1959).

شکل (1-5) مقطع عمودي نفوذ از سطح زمين، زهکشي در منطقه غير اشباع، تغذيه
متمرکز و غير متمرکز به يک آبخوان آزاد، جريان آبها زيرزميني و سطح- صفر جريان.

در مناطق خشک و نيمه خشک تغذيه سفرههاي آب زيرزميني عموماً از طريق رودخانههاي فصلي و سيلابي بصورت متمرکز صورت ميگيرد. دراين مناطق فراواني و طول دوره جريان آبراههها نقش مهمي در ميزان تغذيه ايفا ميکند.

1-9-4-2 – زمين شناسي و خاک
وضعيت نفوذ پذيري مواد تشکيل دهنده خاک سطحي و زيرزميني تاثير زيادي روي ميزان تغذيه دارد. در شرايط مساوي معمولاً ميزان تغذيه در مناطقي با خاکهاي درشت دانه و نفوذ پذيري بالا از خاکهاي ريز دانه و غير قابل نفوذ يا نفوذ پذيري کم بيشتر ميباشد.در خاکهاي با نفوذ پذيري بالا به دليل سرعت نفوذ بالا آب قبل از قرار گرفتن در معرض تبخير و تعرق از ناحيه ريشه عبور مينمايد و باعث افزايش ميزان تغذيه ميگردد. اما در مناطقي که خاک هاي ريز دانه دارند از يکطرف به دليل عدم نفوذپذِيرِي، رواناب افزايش مي يابد و از طرف ديگر اين خاکها قادر هستند مقدار قابل ملاحظهاي آب را ذخيره کنند که بعدا از طريق تبخير و تعرق به اتمسفر برمیگردد. بنابراين بطور عمومي در مقايسه با مناطق با نفوذپذِيري بالا ميزان تغذيه کاهش مييابد. همچنين تغذيه متمرکز در بستر رودخانه هايي که از روسوبات درشت دانه و نفوذ پذير تشکيل شده اند به مراتب بيشتر از بسترهاي ريز دانه با نفوذپذيري کم ميباشد. تشکيلات زمين شناسي از جنس آهک از طريق غارها و حفرههاي انحلافي بخش قابل ملاحظه اي از آب را نفوذ ميدهند و باعث افزايش ميزان تغذيه ميگردند.

1-9-4-3 – وضعيت توپو گرافي
وضعيت پستي و بلندي زمين نقش بسيار مهمي در ميزان تغذيه ايفا ميکند. شيب تند اراضي سبب ميشود بخش قابل ملاحظه اي از بارش به رواناب تبديل شود. در مناطق دشتي بدليل شيب کم امکان تشکیل رواناب وجود ندارد بنابراین تغذيه بيشتر بصورت غير متمرکز يا پخشي صورت ميگيرد. جهت جغرافيايي، مناطق کوهستاني پر شيب، عرض جغرافيايي از عواملي هستند که در ميزان تغذيه تاثير ميگذارند.

1-9-4-4- وضعيت هيدرولوژي
آگاهي از وضعيت جريانهاي سطحي و زير زميني و نحوه ارتباط آنها يکي از مهمترين عوامل جهت انتخاب و توسعهي يک مدل تغذيهاي محسوب ميشود. اطلاع از اينکه در منطقه مورد مطالعه رودخانه دائمي يا فصلي وجود دارد، يا اينکه آيا رودخانهها از آبهاي زيرزميني جريان دريافت ميکنند يا باعث تغذيه آن ميشوند همگي از مواردي هستند که مي تواند در بحث محاسبه ميزان تغذيه در يک آبخوان به ما کمک کنند. همچنين عمق سطح ايستايي از اهميت خاصي برخوردار است. به عنوان مثال اگر عمق ناحيه غير اشباع کم باشد بدين مفهوم است که آب نفوذ کرده به داخل زمين خيلي سريع به آبهاي زير زميني ميپيوندد و از طرفي ممکن است بخش قابل ملاحظه اي از آبهاي زير زميني توسط ريشه گياهان (طي فرآيند تبخير و تعرق) به اتمسفر برگردد. اما در مناطقي که عمق آب زيرزميني زياد باشدتغييرات آب زيرزميني نسبت به بارش حساسيت کمتري دارد. چرا که مدتها طول ميکشد تا آب نفوذ کرده به داخل زمين به تغذيه آبهاي زيرزميني برسد. بنابراين اينگونه مناطق نسبت به مناطقی با عمق کم سطح ايستايي از حساسيت کمتري نسبت به بارش خصوصاً بارشهاي شديد و رگباري برخوردار هستند. و سطح ايستابي دراين مناطق از تغيير پذيري کمتري برخوردار است.

1-9-4-5- پوشش گياهي و کاربري اراضي
پوشش گياهي و نحوه استفاده از اراضي يکي ديگر از فاکتورهاي بسيارمهم در ميزان و مراحل تغذيه محسوب ميشوند. نوع و تراکم گونههاي گياهي بطور مستقيم بر ميزان تبخير و تعرق و بطور غير مستقيم بر ميزان تغذيه تاثير گذار است. بطور کلي يک سطح پوشيده از پوشش گياهي در مقايسه با يک سطح فاقد پوشش گياهي در شرايط يکسان تبخير و تعرق بيشتري دارد (درنتيجه ميزان تغذيه کاهش مي يابد). عمق ريشه گياه تاثير بسيار زيادي در ميزان تغذيه دارد. بعنوان مثال درختان قادر هستند رطوبت را از اعماق چند متري خاک جذب نمايند. اما گياهان با ريشه کم عمق اين توانايي را ندارند که از اعماق زمين رطوبت را دريافت کنند. بنابراين در نگاه اول چنين بنظر ميرسد تبديل اراضي با پوشش طبيعي، درختي و درختچهاي با گونه هايي با ريشه هاي سطحي در مناطق خشک مي تواند ميزان تبخير و تعرق را کاهش دهد ( لیبلانک58 و همکاران،2008؛ الیسون59 و همکاران، 1990). اماجايگزين کردن گونههاي کشاورزي (به صورت ديم) به جاي گونه هاي بومي ميتواند اثرات متفاوتي درميزان تغذيه داشته باشد که کم وکيف آن بدرستي روشن نيست (هیلی،2010). بنابراين قضاوت در خصوص افزايش يا کاهش ميزان تغذيه تنها بر اساس گونههاي گياهي مشکل است. چرا که اگرچه افزايش پوشش گياهي باعث افزايش تبخير و تعرق ميشود. اما از طرفی هم ريشهها و لاشبرگ گياهان ميتواند نفوذپذيري خاک را افزايش دهد و در فصولي که درختان به حالت خواب ميباشد، اما بارش وجود دارد باعث افزايش ميزان تغذيه شود. در واقع پوشش گياهي روي تغذيه در مقياس فصلي ميتواند اثرات متفاوتي داشته باشد. نوع گونه گياهي، شاخص سطح برگ،نحوه استفاده از زمين و عمق ريشه گياهان، همگي از مواردي هستند که در موقع بررسي اثر پوشش گياهي در ميزان تغذيه بايد مد نظر قرار گيرند. بعنوان مثال در يک حوزه آبخيز پوشيده از درختان اکاليپتوس در استراليا که ميزان تغذيه کمتر از 1/0 ميليمتر در سال برآورد شده بود. به منظور افزايش ميزان تغذيه، درختان اوکاليپتوس بصورت يکسره قطع و منطقه به محصولات زراعي ديم تبديل شد. عليرغم اينکه ميزان تغذيه در اين منطقه دو برابر قبل تخمين زده شد متاسفانه افزايش ميزان تغذيه باعث آبشويي نمک و شور شدن آبهاي زيرزميني شد (الیسون، 1990). آبياري اراضي کشاورزي ميتواند نقش اساسي در ميزان تغذيه سفرههاي آب زيرزميني داشته باشد. آب مازاد بر مصرف گياه بعد از گذشتن از ناحيه ريشه به آبهاي زير زميني ميرسد و باعث تغذيه سفره هاي آب زير زميني ميشود. در مناطق خشک و نيمه خشک که ميزان تغذيه بصورت طبيعي کم است اين بخش از تغذيه(آبياري اراضي کشاورزي) نقش مهمي در تغذيه آبخوانها دارد. فیشر60 و هیلی (2008) مطالعاتي در خصوص نقش آبياري در ميزان تغذيه آبهاي زيرزميني در منطقهاي خشک انجام دادند و نتيجه گيري کردند که کل تغذيه در فصل آبياري و ناشي از آب آبياري ميباشد. در دهههاي اخير تبديل آبياري غرقابي به آبياري قطره اي و باراني بهمنظور افزايش راندمان آبياري، چنانچه با کاهش ميزان برداشت از سفره هاي آب زيرزميني همراه نباشد. بدليل کاهش تغذيه از طريق آبياري قطرهاي و باراني در مقايسه با روش غرقابي ميتواند تهديدي جدي براي سفره هاي آب زيرزميني اينگونه مناطق باشد لذا لازم است تحقيقات لازم در اين زمينه صورت گيرد.

1-9-5- روشهاي تخمين ميزان تغذيه
بطور کلي اندازه گيري ميزان تغذيه آبهاي زيرزميني کار بسيار مشکلي است و تخمين آن هم، همواره با عدم قطعيت همراه است. زيرا تعيين ميزان واقعي تغذيه معلوم نيست و هيچ روش استانداردي براي تعيين دقیق ميزان تغذيه يک آبخوان وجود ندارد. به همين دليل به جاي اندازه گيري ميزان تغذيه معمولاً از اصطلاح تخمين ميزان تغذيه استفاده ميشود. از طرفي يکي از محدوديت هاي اساسي در خصوص تخمين ميزان تغذيهی سفرههاي آب زيرزميني در اکثر روشها، هزينه بالاي آن است. بنابر اين با توجه به اهداف تخمين از ميزان تغذيه، محدوديت منابع مالي، محدوديت زماني و… از روشهاي مختلفي ميتوان براي تخمين ميزان تغذيه استفاده نمود معادله بیلان معروفترین آنها میباشد. اين روس در واقع بر پايه ميزان آب ورودي، خروجي و ذخيره شده در يک حجم کنترلي در يک دوره زماني مشخص استوار است. حجم کنترلي مورد نظر مي تواند از کل سيستم آبي کره زمين تا يک ستون چند ميليمتري خاک متغير باشد. و همچنين بازه زماني مورد نظر ميتواند از چند ثانيه تا ده ها سال طول بکشد. استفاده از معادله بيلان جزء بزرگترين گروه روشهاي تخمين تغذيه محسوب ميشود. اکثر مدلهاي هيدرولوژي جهت محاسبه تغذيه بر پايه اين روش استوار هستند و تحت عنوان مدلهاي بيلان آب شناخته ميشوند (هیلی2010). آنچه که مهم است در کليه روشهاي بيلان، در حجم کنترلي مورد نظر، کليه اجزاء ورودي، خروجي، و ذخيره سيستم کنترلي بجز تغذيه برآورد يا اندازهگيري ميشود، سپس بر اساس معادله بيلان ميزان تغذيه بدست ميآيد. مهمترين اجزاء يک معادله بيلان عبارتاند از: بارش، تبخيروتعرق، تغييرات ذخيره و رواناب. ساده ترين شکل معادله بيلان که در اکثر مطالعات هيدرولوژي مورد استفاده قرار ميگيرد، به شکل رابطه( 1-1) ميباشد.
P= ET + ∆S + ROFF + D (1-1)

که:
P : بارش، ET : تبخير و تعرق که شامل تبخير از سطح زمين يا درون خاک و تعرق از پوشش گياهي ميباشد. ∆S: ميزان تغييرات رطوبت در حجم کنترلي، ROFF رواناب سطحي است و D ميزان آب زهکشي شده يا همان تغذيه از انتهاي حجم کنترلي (معمولاً يک ستون خاک) مي باشد. واحد کليه اجزاء معادله فوق بر حسب واحد طول در زمان مي باشند(مانند ميليمتر در روز). از آنجا که اکثر مدلهاي هيدرولوژي به منظور تخمين تغذيه بر پايه معادله بيلان استوار ميباشند، قبل از پرداختن به ساير روشها تخمين تغذيه، به منظور جلوگيري از گسستگي مطالب در اين فصل به تشريح برخي از مدلهاي هيدرولوژيکي که بر اساس معادله بيلان عمل ميکنند ميپردازيم.
در يک تقسيم بندي کلي مدلهاي هيدرولوژي که بر پايه معادله بيلان ميزان تغذيه را محاسبه ميکنند، به سه گروه عمده: مدلهاي بيلان آب در ناحيه غير اشباع، مدلهاي حوزه آبخيز و مدلهاي آبهاي زيرزميني تقسيم ميشوند.

1-9-5-1- مدلهاي بيلان آب در ناحيه غير اشباع
مدلهاي بيلان آب در ناحيه غير اشباع ابزار مناسبي به منظور تخمين ميزان تغذيه غير متمرکر ميباشند. اين مدلها از تنوع زيادي برخوردار هستند اما وجه مشترک همه آنها شبيه سازي حرکت عمودي آب در ناحيه غير اشباع ميباشد. اين مدلها معمولاً معادله بيلان را در يک ستون خاک حل ميکنند( حجم کنترلي). اين مدلها به دو دسته مدلهاي بيلان آب خاک و مدلهايي که بر پايه معادله ريچارد، استوار هستند، تقسيمبندي ميشوند. گروه اول معادله بيلان را درناحيه ريشه حل ميکنند، در حالي که گروه دوم معادله بيلان را در کل ناحيه غير اشباع حل مينمايد.

1-9-5-1-1- مدلهاي حل معادله بيلان در ناحيه ريشه
اين گروه از مدلها حرکت آب تا زير ناحيه ريشه (سطح- صفر جريان) را شيبه سازي ميکنند و در واقع ميزان نفوذ ناخالص يا زهکشي را بدست ميآورند. حسن اين مدلها علاوه بر محاسبات ساده، شبيه سازي کليه فرايند هيدرولوژي ( تبخير، تعرق، رشد گياه، ذوب وتجمع برف، رواناب و…) در ناحيه زنده يا بيولوژيکي خاک(ناحيه ريشه) ميباشد. عيب آنها عدم توانايي شبيه سازي حرکت آب در فاصله بين انتهاي ناحيه ريشه تا سطح ايستابي ميباشد. چنانچه زمان رسيدن آب به سفره آب زير زميني مهم نباشد، نتايج حاصل از اين مدلها رضايت بخش ميباشد. بنابراين اين مدل ها به منظور شبيه سازي ميزان تغذيه در دراز مدت ميتوانند مناسب باشند. معادله کلي اين مدلها به صورت رابطه( (1-3) مي باشد.
D= P- ETU2 – ∆SU2 – ROFF (1-3 )
که:
P: ميزان بارش بعلاوه آب آبياري
ETU2: تبخير و تعرق در ناحيه ريشه
∆SU2: ميزان تغيير ات رطوبت(در ناحيه ريشه)
ROFF: ميزان رواناب
اين روشها معمولا تغذيه را در مقياس روزانه تخمين مي زنند. اما در مقياسهاي ماهانه ، فصلي، سالانه و … نتايج آنها معتبر ميباشد. يکي از معروفترين اين مدلها ، مدل HELP61 نسخه سه (شرودر62 و

پایان نامه
Previous Entries منابع تحقیق درمورد تغذيه، زيرزميني، ميزان، آبهاي Next Entries منابع تحقیق درمورد محل دفن زباله