دانلود پایان نامه ارشد : شناسایی و کاربرد ردیاب­های جدید در بحث انتقال املاح درون خاک در مقیاس آزمایشگاهی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :کشاورزی

گرایش :علوم خاک

عنوان : شناسایی و کاربرد ردیاب­های جدید در بحث انتقال املاح درون خاک در مقیاس آزمایشگاهی

دانشکده کشاورزی

گروه مهندسی علوم خاک

 پایان نامه کارشناسی ارشد رشته­ ی علوم خاک

  شناسایی و کاربرد ردیاب­های جدید در بحث انتقال املاح درون خاک در مقیاس آزمایشگاهی

اساتید راهنما:

دکتر محمد صدقی اصل

دکتر اردشیر شکرالهی

 استاد مشاور:

دکتر منصور پرویزی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                                                              صفحه

فصل اول:کلیات

1-1-مقدمه………………………………………………………1                  

1-2-کلیات پژوهش………………………………………………………………1                                                                                                      

1-3- ضرورت انجام پژوهش…………………………………………..3                                                                                                    

1-4- سوالات اساسی تحقیق………………………………………………3                                                                                                 

1-5- اهداف تحقیق  ………….4                                                                                                      

فصل دوم: پیشینه تحقیق

2-1- مقدمه…………………………………………………5                                                                                                                       

2-2- استفاده از ردیاب­ها در مطالعات حرکت املاح  ……………………………………………..5                                                   

2-3- انتقال املاح در خاک …………………………………………………………..13

2-4- مدل­سازی عددی حرکت جریان و املاح…………………………………14

2-5- تحقیقات انجام شده پیرامون رنگ­های آرایشی و رنگ ویولت کوواسول………………………………..15

2-5-1- رنگ­های آرایشی……………………………………………………………………15

2-5-1-1- انواع رنگ­های آرایشی………………………………………………………………..15

2-5-1-2- ویولت کوواسول…………………………………………………………….18

2-6- تحقیقات انجام شده پیرامون رنگ­های خوراکی و پانسیو 4-آر……………………..20

2-6-1- رنگ­های خوراکی………………………………………………………………..20

2-6-1-1- انواع رنگ­های خوراکی……………………………………………..21

2-6-1-1-1- رنگ­های طبیعی……………………………………………..21

2-6-1-1-2-رنگ­های مشابه طبیعی………………………..24

2-6-1-1-3-رنگ­های شیمیایی یا سنتیک(مصنوعی)…………………………….24

2-6-1-2- پانسیو 4-آر………………………………………………………………………25

فصل سوم: مواد و روش­ها

3-1- مقدمه  …………………………………………..27

3-2- تجهیزات آزمایشگاهی………………………………………………………………27

3-2-1- مخزن بالا­دست  ………………………………………………………..27

3-2-2- مخزن پایین­دست……………………………………………………..28

3-2-3- ستون خاک…………………………………………………………28

3-2-4- تابلو پیزومتری  …………………………………………………………29

3-2-5- تجهیزات اسپکتروفتومتری………………………………………………………29

3-3- نمونه خاک­های مورد آزمایش……………………………………………………………….30

3-3-1- آزمایش دانه بندی مصالح…………………………………………………31

3-3-2- مشخصات فیزیکی خاک­های مورد استفاده………………………………………………32

3-3-3- تعیین قطر متوسط ذرات   ……………………………………………………………32

3-3-4- تعیین تخلخل ذرات خاک  …………………………………………………….32

3-3-5- تعیین هدایت هیدرولیکی خاک  …………………………………………………………..33

3-4- ردیاب­های رنگی مورد استفاده در این پژوهش……………………………………..33

3-4-1- رنگ پانسیو 4-آر……………………………………………………………..33

3-4-1-1- طیف مربوط به رنگ پانسیو 4-آر…………………………………………….33

3-4-1-2- رسم منحنی کالیبراسیون رنگ پانسیو 4-آر…………………………………………..33

3-4-2- رنگ ویولت کوواسول……………………………………………………34

3-4-2-1-طیف مربوط به رنگ ویولت کوواسول……………………………………….. 34

3-4-2-2- رسم منحنی کالیبراسیون رنگ ویولت کوواسول…………………………..34

3-5- اجرای آزمایش­ها   ………………………………………………………………36

3-5-1- آزمایش جذب ماده رنگی در نمونه خاک…………………………….36

3-5-2- اجرای آزمایش ردیابی……………………………………………………………36

3-6- بازیابی جرم ردیاب­ها……………………………………………………..37

3-7- مدل­سازی عددی جریان و ردیاب  ………………………………………37

3-7-1- معرفی مدل Seep/w…………………………………………………………………37

3-7-1-1- مراحل مدل­سازی در Seep/w  ………………………………….38

3-7-2- معرفی مدل Ctran/w…………………………………………………….38

3-7-3- معادله حاکم و شرایط مرزی……………………………………………….38

3-7-3-1-نحوه محاسبه ضریب انتشار طولی…………………………………….39

3-7-4- اجرای مدل عددی………………………………………………………………………..39

فصل چهارم: بحث و نتایج

4-1- مقدمه……………………………………………………………………………40

4-2- نتایج آزمایش جذب ماده رنگی در نمونه خاک……………………………………40

4-3- نتایج آزمایش­های ردیابی……………………………………………………………………….40

4-3-1- نتایج بازیابی ماده ردیاب پانسیو4-آر …………………………………………….40

4-3-1-1- نتایج بازیابی پانسیو 4-آر برای خاک ریز دانه(FS)………………………………41

4-3-1-2- نتایج بازیابی پانسیو 4-آر برای خاک درشت دانه(CS)………………………41

4-3-1-3- نتایج بازیابی پانسیو 4-آر برای خاک ترکیبی (MS)……………………………42

4-3-2- منحنی­های رخنه برداشت شده پانسیو4-آر………………………42  

4-3-2-1- منحنی­های رخنه برداشت شده در خاک ریزدانه با ماده رنگی پانسیو 4-آر………………………………………..42

4-3-2-2- منحنی های رخنه برداشت شده در خاک درشت دانه با ماده رنگی پانسیو 4-آر………………………………..46

4-3-2-3- منحنی­های رخنه برداشت شده در خاک ترکیبی با ماده رنگی پانسیو 4-آر……………………………………….49

4-3-2-4- ضریب انتشار طولی پانسیو 4-آر…………………………………………………53

4-3-3- نتایج بازیابی ماده ردیاب ویولت کوواسول………………..53      

4-3-3-1- نتایج بازیابی ویولت کوواسول برای خاک ریزدانه………………………………………….53       

4-3-3-2- نتایج بازیابی ویولت کوواسول برای خاک درشت دانه…………………………….53        

4-3-3-3- نتایج بازیابی ویولت کوواسول برای خاک ترکیبی……………………………………….54        

4-3-4- منحنی­های رخنه برداشت شده برای ویولت کوواسول…………………………..54         

4-3-4-1- منحنی­های رخنه برای خاک ریزدانه با ماده رنگی ویولت کوواسول…………………………………………………….54           

4-3-4-2- منحنی­های رخنه برای خاک درشت دانه با ماده رنگی ویولت کوواسول……………………………………………..58

4-3-4-3- منحنی­های رخنه برای خاک ترکیبی با ماده رنگی ویولت کوواسول……………………………………………………61           

4-3-4-4- ضریب انتشار طولی ویولت کوواسول…………………………………………………………….64      

4-4- نتایج مدل­سازی با Ctran/w…………………………………………………………64

4-4-1- نتایج مدل­سازی ردیاب پانسیو 4-آر……………………………………………………….64     

4-4-1-1- نتایج مدل­سازی ردیاب پانسیو 4-آر در خاک ریزدانه…………………………………….64        

4-4-1-2- نتایج مدل­سازی ردیاب پانسیو 4-آر در خاک درشت دانه……………………………………………………………………67         

4-4-1-3- نتایج مدل­سازی ردیاب پونسیو 4-آر در خاک ترکیبی…………………………………………………………………………70

4-4-2- نتایج مدلسازی ردیاب ویولت کوواسول……………………………………………..73

4-4-2-1- نتایج مدل­سازی ردیاب ویولت کوواسول در خاک ریزدانه…………………………………………………………………….73

4-4-2-2- نتایج مدل­سازی ردیاب ویولت کوواسول در خاک درشت دانه……………………………………………………………..76

4-4-2-3- نتایج مدل­سازی ردیاب ویولت کوواسول در خاک ترکیبی……………………………………………………………………79

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهاد ها

5-1- مقدمه…………………………………………………………………………………..82

5-2- نتایج کلی…………………………………………………………………………………..82

5-3- پیشنهادها……………………………………………………………………………………….83

فهرست منابع…………………………………………………………………………84

– مقدمه

امروزه ردیابی در مسائل آب و خاک در مقایسه با گذشته کاربردی بسیار گسترده­تر یافته است. بررسی ارتباط هیدرولیکی و ویژگی­های هیدرودینامیکی سفره­های آب زیرزمینی، ارزیابی منشاء و گسترش آلودگی از مهم­ترین کاربردهای این روش هستند. در کشور ما نیز همگام با فرآیند توسعه و با رشد فزآینده صنعت سدسازی و مطالعات منابع آب و خاک در حوضه­های گوناگون، روش ردیابی در  آب­های سطحی و زیر سطحی نیز افزایش یافته است.

در گذشته کاربرد عمده ردیاب­ها در آب­های زیرزمینی در پی بردن به مواردی همچون جهت، مسیر، سرعت و زمان عبور آب بوده است. امروزه با توجه به روند رو به افزایش آلودگی منابع آب­های سطحی و زیرزمینی، افزون بر موارد فوق مواردی همچون پخشیدگی و انتقال آلاینده­ها نیز مورد توجه می­باشد. به منظور شناخت و حفاظت کیفی منابع آب داشتن اطلاعات دقیق از رفتار مواد آلاینده در درون این سیستم ضروری است که به کمک روش­های ردیابی می توان این رفتار را تا حدود زیادی شبیه سازی نمود.

1-2- کلیات پژوهش

آزمایش­های ردیابی از جمله روش­های تکمیلی است که در مراحل پایانی مطالعات سیستماتیک منابع آب و خاک و ژئوتکنیک به کار می­رود. در این مطالعات با توجه به گسترش منطقه مورد مطالعه ممکن است از ایزوتوپ­های محیطی و ردیاب­های مصنوعی (شیمیایی، رنگی) استفاده شود. باید توجه داشت اگر عملیات ردیابی مطابق دستورالعمل و با رعایت احتیاط­های لازم انجام نگیرد،  نه تنها مفید نبوده، بلکه نتایج گمراه­کننده­ای را نیز بدنبال خواهد داشت (بی­نام، 1388).

مطالعات ردیابی آب­های زیرزمینی همیشه بعد از انجام مطالعات کلاسیک هیدروژئولوژی و انجام بررسی­های ژئوفیزیکی و ژئوتکنیکی معمول انجام می­پذیرد، همچنین به کارگیری ردیاب­ها در منابع آب و خاک براساس ویژگی‌های محیط و خصوصیات ردیاب صورت می­گیرد. گاهی اوقات خصوصیات هیدرولوژیکی مکان مورد استفاده محدودیت­هایی را برای استفاده از برخی ردیاب­ها به وجود می­آورد. افزون بر ویژگی­های فوق عوامل دیگری مانند اثرات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی نیز ممکن است بر نتایج ردیابی تأثیرگذار باشد.

در مناطق خشک و نیمه خشک منابع آبی با کیفیت مطلوب کمیاب هستند و این منابع بیشتر به تأمین آب شهری اختصاص داده شده اند .به همین دلیل در این مناطق ممکن است به مصرف آب­های زیرزمینی با کیفیت کم، پساب زهکشی و دیگر پساب­ها روی آورده شود (بلتران[1]،1999). کاربرد پساب­ها در مزارع ممکن است منجر به بهبود و پایداری تولیدات کشاورزی شود. در عین حال، آبیاری با پساب می­تواند خطراتی برای تولیدات و محیط خاک داشته باشد.کمبود آب در مناطق خشک و نیمه خشک ممکن است خطر شوری خاک را در این مناطق تشدید کند. زیرا آب کافی برای آبشویی نمک وجود ندارد. کیفیت پایین آب­ها و پساب­های در دسترس در این مناطق خطر فوق را باز هم شدت می­بخشد. بنابراین به منظور جلوگیری از شوری ثانویه خاک به علت آبیاری با آب با غلظت نمک بالا، نمک­های اضافه شده باید به خارج از ناحیه بالایی ریشه که در جذب آب و مواد غذایی فعا ل­تر است، شسته شوند. نمک­های حل شده در آب نفوذ عمقی یافته می­تواند در قسمت­های عمیق تر خاک تجمع یابد و از طریق زهکشی طبیعی یا سیستم­های زهکشی زیر سطحی تخلیه شود (بلتران، 1999).

با توجه به محدودیت منابع آبی در مناطق خشک و نیمه خشک، علیرغم مسئله شوری استفاده از منابع آبی با کیفیت پایین­تر امری لازم است ولی باید ضمن استفاده از منابع آبی با کیفیت پایین به آلودگی محیط زیست و حرکت املاح و مواد شیمیایی در خاک و مسئله­ی شوری خاک توجه شود و امر فوق جزء با اعمال مدیریت آبیاری صحیح امکان پذیر نمی­باشد. مدیریت آبیاری می­تواند نقش مهمی درحرکت املاح و آلاینده­ها به اعماق خاک و به طرف آب­های زیرزمینی و همچنین نقش مهمی در شوری خاک بویژه درناحیه توسعه ریشه­ی گیاهان داشته باشد، بهترین مدیریت آبیاری باید مقدار شوری در آب آبیاری، درخاک و در ناحیه ریشه­ی گیاهان و حرکت آلاینده­ها به طرف آب­های زیرزمینی را در نظر بگیرد (ذکری[2]، ۲۰۰۵).

باتوجه به مطالب فوق بررسی حرکت املاح درخاک از لحاظ اقتصادی، اکولوژیکی و سلامتی محیط زیست  امری اجتناب ناپذیر است. بنابراین حرکت آب و املاح در خاک از سال­های پیش مورد توجه بوده است. این مسئله توجه بسیاری از پژوهش­های دانشگاهی را درچند دهه­ی اخیر به خود جلب نموده است و اما از دهه­ی پنجاه قرن بیستم بطور جدی به آن پرداخته شده است. پژوهش در این خصوص در دو دهه­ی اخیر به عنوان یکی از مباحث قابل توجه مطرح بوده به طوری که اخیرًا حجم زیادی از مطالعات در زمینه­ی خاکشناسی را به خود اختصاص داده است.

در بیشتر مطالعات انجام شده درمورد حرکت املاح و شبیه سازی آن با استفاده از مدل به عناصر سنگین از قبیل کادمیم و سرب و حرکت آفتکش­ها و علفکش­ها درخاک پرداخته شده است. این ترکیبات درخاک در معرض پدیده های تولید و تخریب و رسوب وجذب سطحی کلوئیدهای خاک قرار می­گیرند. در مطالعات دیگر به بررسی حرکت آنیون­ها درخاک، که کمتر در معرض پدیده های تولید و تخریب درخاک هستند و سریع­تر همراه آب درخاک حرکت می­کنند به ویژه کلر و برم پرداخته شده است.  از برماید به دلیل پایین بودن مقدار زمینه آن در خاک مناطق خشک و نیمه خشک نسبت به کلر، غیر فعال بودن در خاک و سادگی تعیین غلظت آن در خاک بیشتر استفاده می­شود.

ردیاب­ها انواعی از ماده یا انرژی هستند که به منظور تعیین توزیع زمانی و مکانی آب و مواد آلاینده آن در منابع آب و خاک به کار می­روند.

از جمله ویژگی­های عمده ردیاب­ها عبارتند از (بی­نام، 1388):

− پایداری ردیاب در طول مدت عملیات ردیابی

− بی خطر بودن برای محیط زیست حتی در غلظت کم

− امکان استفاده توام از ردیاب­های مختلف

− امکان آشکارسازی با دقت بالا در غلظت کم

− انحلال پذیری در آب

− قابلیت جدایش از محیط زیست

1-3- ضرورت انجام پژوهش

از آنجا که امکان بررسی دقیق و شناخت قسمت­های مختلف و لایه­های زیر سطحی خاک برای ما مقدور نیست. از این رو، استفاده از روش­های زود یافت کمک شایانی به تشخیص مسیر اصلی حرکت جریان آب می­نماید. روش­های ردیابی دقیق­ترین روش برای شناسایی جریان­های زیرسطحی می­باشند، که بر اساس اصول فیزیکی حرکت ماده ردیاب و اندازه­گیری زمان پیمایش خصوصیات جریان مانند سرعت را به دست می­دهد. در بحث تراوش جریان از لایه­های زمین­­شناسی، سدهای خاکی و انتقال املاح از مزارع کشاورزی استفاده از مواد ردیابی می­تواند نتایج سودمندی به دست آورد. استفاده از ردیاب­های جدید با اهداف اقتصادی و مقرون به صرفه بودن از یک طرف و از طرف دیگر بی­خطر بودن برای محیط زیست همواره دغدغه اصلی مهندسان و پژوهش­گران بوده است.

در معرفی ردیاب­های جدید در مقیاس آزمایشگاهی قابلیت آشکار­سازی ردیاب در غلظت­های کم، یک هدف مهم و اساسی است و دیگر اینکه نسبت به عوامل بیرونی مانند نور خورشید، دما، رطوبت و سایر عوامل اقلیمی کمترین حساسیت را داشته باشد. لذا تحقیق حاضر به دنبال ارائه و معرفی ردیاب­های جدیدی است که معایب ردیاب­های قدیمی را نداشته باشد و از نظر فنی، اقتصادی و کاربردی قابل استفاده باشند.

1-4- سوالات اساسی تحقیق

1-آیا می­توان ردیاب­های جدیدی با قابلیت آشکارسازی قابل توجه و خطرات زیست محیطی کمتر برای حرکت

ردیاب­ها درون خاک در مقیاس آزمایشگاهی شناسایی و معرفی کرد؟

   2-آیا ردیاب جدید قابلیت کاربرد در محیط­های مختلف را دارا می­باشد

1-5-اهداف تحقیق

1-.ارائه ماده جدید و سهل الوصول در بحث انتقال املاح  با توجه به قابلیت آشکارسازی بالا در غلظت­های کم.

2-  محاسبه پارامترهای مربوط به انتقال املاح برای ردیاب­های جدید.

3- مقایسه کاربرد ردیاب معرفی شده با ردیاب های رایج و آشکارسازی نقاط ضعف و قوت آنها.

4- مقایسه نتایج حاصل از مدل­سازی عددی حرکت جریان و ردیاب با یافته­های آزمایشگاهی

تعداد صفحه : 111

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09361998026        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید