مهندسان زیادی در این زمینه به مطالعه و پژوهش در نقاط مختلف جهان پرداخته­اند. در زمینه­ برآورد رسوب کارهای تحقیقاتی زیاد و جالبی در حوضه­ها و مناطق آبخیز مختلف جهان انجام گرفته است، که در این فصل در ابتدا به ذکر اثرات مخرب انتقال رسوبات پرداخته خواهد شد. در این تحقیق مبحث باربستر مورد مطالعه قرار نخواهد گرفت که به منظور اینکه تعاریف بارمعلق، باربستر و… با هم اشتباه گرفته نشوند چرا که متخصصان علم پوتامولوژی[9] (رودخانه شناسی) در تعریف آستانه­ی حرکت مواد رسوبی (بارمعلق و باربستر) دارای نظر مشترک نمی­باشند و همچنین شناخت اصطلاحات مورد استفاده در این مطالعه و در مطالعات سایر محققان، لازم است یک سری تعاریف و اصطلاحات ارائه شوند و سپس برای آگاهی از میزان گذر بارمعلق لازم و ضروری است که روش­های اندازه ­گیری و نمونه برداری دبی جریان آب و بارمعلق در رودخانه توضیح داده شود. در نهایت تحقیقات انجام شده توسط سایر محققان در زمینه­ انتقال و برآورد بارمعلق در حوضه­های مختلف آبخیز جهان به همراه نتایج و نقد روش­ها و نتایج آن­ها ارائه خواهند شد.
اثرات انتقال رسوب و اصطلاحات
مواد رسوبی که بوسیله­ رودخانه­ها حمل می­شوند بر اثر پدیده­های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی از پوسته­ی جامد زمین جدا شده و به رودخانه­ها ریخته و به وسیله­ جریان آب حمل می­گردند. رسوبات موجود در رودخانه­ها مشکلات زیادی را به وجود می­آورند از جمله رسوب­گذاری در بستر رودخانه­ها و در نتیجه ایجاد جزایر، رسوب­گذاری در محل ورود رودخانه­ها به دریا و پی­آمد آن تشکیل دلتا، رسوب­گذاری در مخازن سدها و در نتیجه کاهش ظرفیت آن و مشکلات غیر مستقیم دیگری که بوجود می­آورند. مواد رسوبی که به همراه جریان آب در حرکت هستند ممکن است درون جریان بصورت معلق باشند و یا اینکه مواد رسوبی به صورت لغزش و یا غلتیدن بر روی بستر رودخانه حرکت کنند و یا همزمان به دو صورت فوق انتقال یابند. بطور مثال فرض می­ شود که جریان از کانالی با بستر صلبی به کانالی با همان مشخصات ولی با بستر آبرفتی وارد می­ شود. همچنین فرض می­ شود که شرایط جریان بیشتر از شرایط آستانه­ی حرکت رسوبات بستر کانال می­باشد. در نتیجه جریان آب به محض رسیدن به بستر آبرفتی باعث به حرکت درآوردن این مصالح می­ شود. بخشی از این مصالح در اثر شرایط جریان به صورت معلق درآمده و بخشی که درشت دانه­تر می­باشند، به صورت باربستر منتقل می­شوند (شفاعی بجستان 1390).
با توجه به مطالب ارائه شده باید متذکر شد که میزان حرکت بارمعلق و یا باربستر به شرایط هیدرولیکی کانال، در دسترس بودن مصالح رسوبی و نیز خصوصیات رسوب بستگی دارد، یا به عبارتی هرچه شرایط جریان، به عنوان مثال مقدار دبی جریان آب افزایش یابد، مقدار بار رسوبی که بصورت معلق یا بستر منتقل می­شوند نیز افزایش می­یابد. از این رو می­توان روابطی برای پیش بینی بار رسوبی معلق و باربستر تابعی از شرایط جریان و مشخصات رسوب به دست آورد. از آن­جا­که قوانین حاکم بر حرکت مواد رسوبی در هر یک

سدها از سازه­های پر اهمیت برای حفظ آبهای جاری بر سطح زمین و کنترل و
بهره ­برداری از آنها می­باشد. امروزه به دلیل افزایش جمعیت و نیازهای جدید جوامع بشری و با توجه به کمبود آب قابل شرب، اهمیت این سازه افزایش یافته است. بطوریکه سدها بعنوان اهرم استراتژیکی توسعه و قدرت یک کشور محسوب می­شوند. علاوه بر اینها، دارای کاربری مهم  دیگری یعنی مهار سیلاب[1] و جلوگیری از خطرات ناشی از آن می­ باشند و البته خود سدها نیز می­توانند در صورت عدم توجه به آنها و نگهداری نامناسب به عنوان خطر محسوب شوند.
 برای مقابله با خطرات احتمالی و برای تخلیه[2]  ایمن و سریع دبی­های بزرگ پیش ­بینی شده و خطرات پیش ­بینی نشده در سازه سد، از چندین نوع تخلیه کننده سیلاب استفاده می­ شود که سرریز[3] از مهمترین آنها می­باشد. به دلیل ارتفاع بسیار زیاد جریان و در نتیجه سرعت بالای آن که ممکن است باعث تولید فشار کمتر از فشار بخار آب و باعث ایجاد کاویتاسیون[4] شود، توجه ویژه به پدیده کاویتاسیون در سرریزها لازم می­باشد (زندی و همکاران، 1389).
سالهای زیادی است که حوادث مربوط به پدیده کاویتاسیون در نقاط مختلف جهان ذهن مهندسان را به خود معطوف کرده است (زندی و اژدری، 1389).  كاویتاسیون به دلیل شتاب گرفتن سیال روی بدنه جسم، و افت فشار آن به زیر فشار بخار، در نواحی خاصی از جریان، اتفاق می افتد. در این نواحی، آب به بخار تبدیل می شود و حباب های بخارآب تشكیل می شوند. به علت ورود جتهای آب به درون این حباب ها، احتمال متلاشی شدن آنها وجود دارد، و جریان حالت غیردائمی[5] پیدا می كند.
كاویتاسیون ممكن است به صورت جزیی روی بدنه جسم ایجاد شود و یا اینكه در مقایسه با ابعاد جسم، بسیار بزرگ شود (نوروزی و همکاران، 1389).
در طراحی سازه­های هیدرولیکی مسائلی مطرح است که حل آنها تنها با تئوری و روابط تحلیلی[6] امکان­ پذیر نمی ­باشد. به دلیل پیچیده بودن معادلات جریان نمی توان تنها با بهره گرفتن از تئوری، رفتار نمونه اصلی[7] را پیش بینی کرد (زندی، 1384) و لازم است از مدلهای عددی[8] و یا مدلسازی مبتنی بر روش های داده کاوی[9] استفاده نمود. از جمله این مسائل می­توان به پدیده کاویتاسیون در سرریز سدها و اثرات مخرب آن و خسارات حاصله از خوردگی کاویتاسیون اشاره نمود.
 به دلیل پیچیدگی ها و ویژگی های منحصر بفرد سازه های هیدرولیکی مانند سرریز، روش مناسبی برای طراحی هندسه ارائه نگردیده است و می توان برای حصول اطمینان از عملکرد مناسب این سازه ها از مدل های هیدرولیکی و یا مدلهای عددی و همچنین مدلهای مبنی بر پایگاه داده ها[10] و  محاسبات آماری[11] استفاده کرد.
با توجه به توسعه سریع مدل های عددی، اغلب مشاهده شده است که ترکیب روش­های عددی و تجربی می تواند منجر به بالا بردن میزان اطمینان به نتایج شود (زندی، 1384).   
1-2- بیان مسئله  تحقیق
سرعت کاویتاسیون[12] و شاخص کاویتاسیون[13] که خود ترکیبی از سرعت و فشار جریان می­باشند، پارامترهای مهم موثر در آسیب[14] شناخته شده ­اند تا روندی جدید و متفاوت از روش شاخص کاویتاسیون بحرانی[15] در تخمین آسیب سنجیده شود. البته مقاومت مصالح و زمان بهره وری نیز خود تا حدودی در این عوامل پنهان هستند(زندی، 1384).
در روش های کلاسیک انتخاب شاخص کاویتاسون(s_i) حتی برای یک سازه خاص با داده های داده شده برای خسارت و عملکرد و ساخت آن نامشخص است. روند آسیب کاویتاسیون بسیار پیچیده است. عوامل زیادی بر کاویتاسون تاثیر گذار بوده و اندرکنش[16] این عوامل نا شناخته است.
 هنگامی که شرایط بهره برداری تغییر کند سطح و گسترش آسیب نیز تغییر می کند. سطح آسیب در هر ناحیه ای به خصوصیات مقاومت مصالح، روش های ساختمانی، عملکرد سرریز و به مهارتهای ساخت و اجرای سازه بستگی دارد که با نوع سرریز، زمان و جریانهای بهره برداری تغییر می کند و لازم است مطابق شرابط بهره برداری مختلف و دبی های طراحی با دوره بازگشت مختلف مدیریت شود. و بنابراین مشاهده می شود که برآورد ریسک کاویتاسیون در سرریزها با بهره گرفتن از مدلهای ریاضیات کلاسیک مشکل است و لازم است از مدلهای جدیدتر مبتنی بر داده کاوی استفاده شود (قوچانی، 1385).
لی و هوپس(1996) با بهره گرفتن از منطق فازی[17] مدلی برای بررسی رفتار سرریزها در شرایط بهره برداری مختلف ارائه نمودند. در تحقیق حاضر سعی می شود با بهره گرفتن از تکنیک جدید مدلسازی مبتنی بر نزدیکترین همسایگی[18] شاخص ریسک کاویتاسون در سرریزها براورد شده و مدلی بدین منظور تهیه شود.
به منظور توسعه مدل موردنظر با بررسی شرایط مختلف، تاثیر پارمترهای هیدرولیکی مختلفی همچون شاخص کاویتاسیون، سرعت، زمان و مقاومت و شرایط هیدرولیکی مختلف بررسی خواهد شد. روند کلی کار بر اساس نتایج گزارشات آسیب کاویتاسیون در سرریز سد شهید عباسپور است و قابلیت مدل مبتنی بر نزدیکترین همسایگی در این زمینه مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
1-3- اهمیت و لزوم انجام تحقیق
پیچیدگی آسیب کاویتاسون در سرریز سدها بدلیل شرایط متفاوت طرح، ساخت و بهره برداری، مشکل بودن پیش بینی، اشکالات اجر

ائی در زمان ساخت، تولید و نحوه گردآوری اطلاعات، خطاهای معمول مشاهداتی، تعاریف متفاوت از ریسک کاویتاسیون می باشد و این موارد از مهمترین پارامترهای متعدد دخیل در این پدیده است.
 شاخص ریسک کاویتاسون، سرعت جریان، مقاومت سطحی مصالح، زمان بهره وری و محتوی هوای جریان نیز متغیرهای موثر قابل ذکر بر مسئله می باشند که باعث پیچیدگی آن
می شوند. در سرریزهای سدها بعلت بالا رفتن سرعت جریان، فشار پائین آمده و از فشار بخار سیال کمتر می شود که این مسئله باعث تولید حباب در جریان و خوردگی بدنه سرریز سدها شده و در مواردی باعث تخریب کامل سرریز و خسارت شدید به آن می شود که در مهندسی سد و بهره برداری از سرریزها اهمیت کاربردی ویژه ای دارد.
1-4- کاویتاسیون در سریز سد شهید عباسپور
زندی و همکاران (1389) به مطالعه کاویتاسیون با مدلسازی عددی در سرریز سد شهید عباسپور پرداخته اند که جزئیاتی در این قسمت ارائه شده است. ایشان با توجه به جریان دوفازی و شرایط فیزیکی مسئله و سرعت ناچیز آب پشت سد بصورت فشار هیدرواستاتیک و با دادن تابع (تابع منشور فشار) بعنوان فشار نسبی با توجه به ارتفاع هیدرولیکی آب در ورودی دامنه، معرفی نمودند. برای شبیه سازی اغتشاش در مرزهای ورودی، مقادیر واقعی و داده های مربوط به k و ε در دسترس نیست و در این برنامه با روابط تقریبی موجود اجرا شد. برای ورودی های فشار هیدرواستاتیکی جهت جریان با توجه به توسعه یافتگی جریان بصورت گرادیان صفر مشخص گردید. خروجی مسئله در این تحقیق بصورت فشار هیدرواستاتیکی معرفی شد.
شکل 1-1- دامنه حل و شرایط مرزی مسئله (زندی و همکاران، 1389)
برای سنجیدن توانایی مدلسازی در یافتن سطح آب، جریان عبوری در یک کانال افقی و بر روی یک مانع نیم دایره بررسی شد. این مانع از ترکیب سیمان-گچ که در کف فلومی مستطیل شکل افقی با عرض 250 میلیمتر و عمق 130 میلیمتر قرار دارد، ساخته شد. 
شکل 1-2- نمای مش منتخب نهایی مسئله (زندی و همکاران، 1389)
 شکل1-3- جریان عبوری از مانع نیم استوانه با شعاع 30 میلیمتر مشاهده آزمایشگاهی (زندی و همکاران، 1389)
شکل 1-4- پروفیل سطح و منحنی میزان سرعت آب در جریان عبوری مدلسازی شده با α = 0.5 (زندی و همکاران، 1389)
شکل 5 بنابر انتظار فیزیکی از مسئله مدل شد. در شکل 6 نقاط کم فشار بر سرریز در قسمت ابتدای اوجی و قسمت تغییر شیب تنداب مشخص است. ناحیه پرفشار بر سرریز در قسمت جام پرتابی قرار دارد.
در شکل 7 بیشترین فشار در کل دامنه حل، در کف مخزن سد بصورت هیدرواستاتیک و کمترین آن بعد از جام پرتابی و زیر پرتابه جریان آب قرار دارد. در شکل 8 سرعت جریان در مخزن سد برابر با صفر یا نزدیک به آن است. جریان با رسیدن به آغاز اوجی سرریز و تاج سرریز سرعت گرفته و به میزان حداکثر خود در قسمت انتهای تنداب، جام پرتابی و در پرتابه جریان می رسد. بعد از پرتابه و در پایاب سرعت به یک حالت یکنواخت اما زیاد می رسد.
شکل 1-5- سطح آب شبیه سازی شده برای دبی حداکثر محتمل (زندی و همکاران، 1389)
 
شکل 1-6- فشار دامنه حل در دبی محتمل حداکثر (زندی و همکاران، 1389)
  شکل 1-7- سرعت در دامنه حل برای دبی حداکثر محتمل (زندی و همکاران، 1389)
شکل 1-8- فشار کل دامنه حل و همچنین قسمت های کم فشار در دبی 700 مترمکعب بر ثانیه (زندی و همکاران، 1389)
 
طبق شبیه سازی های صورت گرفته توسط زندی برای سه دبی  700، 1160 و 5400 نتایج شاخص کاویتاسون طبق شکلهای 9 تا 11 بدست آمده است.
شکل 1-9- شاخص کاویتاسیون برای دبی 700 مترمکعب بر ثانیه (زندی و همکاران، 1389)
شکل 1-10- شاخص کاویتاسیون برای دبی 1160 مترمکعب بر ثانیه (زندی و همکاران، 1389)
شکل 1-11- شاخص کاویتاسیون برای دبی 5400 مترمکعب بر ثانیه (زندی و همکاران، 1389)
1-5- فرضیه های تحقیق
با توجه به مبانی مطرح شده در قسمتهای قبلی مهمترین فرضیات تحقیق عبارتند از:

• سازه ها آسیب یکسانی در شرایط طرح نخواهند داشت، نظر به اینکه برنامه بهره برداری و ساخت آنها متفاوت است.

• تاثیر اندازه و خطاهای ناشی از مشاهدات مدل و پیش بینی شرایط واقعی خطاهائی را در طراحی وارد می نماید.

• پیش بینی محل و هندسه زبری منفرد ایجاد شده که منجر به کاویتاسون می شود مشکل است.

• خسارت کاویتاسون تابع پارمترهای مختلفی همچون شاخص کاویتاسون، سرعت جریان، مقاومت سطحی مصالح سازه، زمان بهره برداری و مقدار هوای جریان دارد.

• مدلسازی شاخص ریسک کاویتاسون سرریز سدها با بهره گرفتن از مدلسازی نزدیکترین همسایگی امکان پذیر است و دقت مطلوبی دارد.

• با بهره گرفتن از مدلسازی نزدیکترین همسایگی می توان تاثیر پارامترهای مختلف بر شاخص کاویتاسون را بررسی نمود.

1-6- سوالات تحقیق
مهمترین سوالات تحقیق عبارتند از:

• شاخص ریسک کاویتاسون در سرریز سدها تابع چه پارامترها و متغیرهائی است؟

• آیا امکان توسعه مدلی برای پیش بینی شاخص ریسک کاویتاسون با بهره گرفتن از تکنیک مدلسازی نزدیکترین همسایگی وجود دارد؟

• دقت روش نزدیکترین همسایگی در پیش بینی شاخص ریسک کاویتاسون سرریزها چگونه است؟

• تاثیر شرایط بهره برداری و متغیرهای مختلف بر شاخص ریسک کاویتاسون در مدل نزدیکترین همسایگی چگونه است؟

1-7- اهداف تحقیق
مهمترین اهداف تحقیق حاضر عبارتند از:

• بررسی مشخصات کاویتاسون در سرریز سدها و ریسکهای مرتبط با آن

• بررسی روش های براورد شاخص ریسک کاویتاسون در سرریز سدها

• آشنائی با الگوریتم مدلسازی نزدیکترین همسایگی

• توسعه روشی برای پیش بینی شاخص ریسک کاویتاسون با بهره گرفتن از نزدیکترین همسایگی

• کاربرد مدل تهیه شد در سرریز سد شهیدعباسپور

1-8- کاربردهای متصور از تحقیق
با توجه به اینکه هدف اصلی تحقیق حاضر ارائه مدلی برای تخمین شاخص ریسک کاویتاسیون است، در نهایت در موارد زیر می­توان از نتایج و روش انجام تحقیق استفاده کرد:

• وزارت نیرو

• شرکتهای بهره برداری از سدها و سرریزهای آنها

• شرکتهای مشاور در طراحی سریز سدها

1-9- جنبه نوآوری تحقیق
تاکنون برای بررسی شاخص ریسک کاویتاسون از مدلسازی فیزیکی و عددی استفاده شده است و استفاده از تکنیک مدلسازی نزدیکترین همسایگی در این زمینه کاملا جدید محسوب می شود.
1-10- مواد و روش های تحقیق
در تحقیق حاضر با بهره گرفتن از مبانی هیدرولیکی مربوط به کاویتاسیون در سرریز سدها و نیز مطالعات انجام شده توسط محققین یک سری داده مربوطه تهیه شده و سپس شاخص ریسک کاویتاسیون محاسبه می شود و پس از آن با بهره گرفتن از الگوریتم نزدیکترین همسایگی و نرم افزاری مدلسازی مربوط اقدام به توسعه مدل پیش بینی می شود و در نهایت با بهره گرفتن از شاخصهای آماری ضریب همبستگی[19]، ضریب حساسیت[20]، متوسط مربعات خطا[21] و خطای مطلق[22] دقت مدل تهیه شده بررسی می شود و با آزمونهای گرافیکی و نموداری دقت آن بررسی می شود.
1-11- ساختار تحقیق
برای دستیابی به اهداف فوق، گزارش این تحقیق در پنج فصل بشرح زیر تدوین
می شود. در فصل اول تحت عنوان”کلیات” به بیان کلیات تحقیق شامل تعریف مسئله، بیان ضرورت و اهداف پژوهش پرداخته شده است. در فصل دوم تحت عنوان “ادبیات پژوهش و سابیه تحقیق” پیشینه تحقیق با بررسی منابع حاصل از جستجو در مورد بانکهای اطلاعاتی مختصرا ارائه خواهد شد و جایگاه تحقیق حاضر در بین آنها معرفی می شود. در فصل سوم تحت عنوان “مواد و روشها” متدولوژی انجام کار مشتمل بر روش جمع­آوری اطلاعات و مراحل توسعه مدل نزدیکترین همسایه و جزئیات روش انجام تحقیق بطور کامل ارائه خواهد شد و در فصل چهارم نحن عنوان “آنالیز نتایج تحقیق” تجزیه و تحلیل اطلاعات گردآوری شده و نیز نتایج مدلسازی صورت گرفته در تخمین شاخص ریسک کاویتاسیون در سدها ارائه می­گردد و بحث در مورد دقت مدل پیشنهادی و کاربردهای آن ارائه می شود. در نهایت در فصل پنجم تحت

است به درجۀ مقاومت در مقابل جریان گفته می­ شود. بعد و واحد ضریب زبری به نوع رابطۀ جریان بستگی دارد.
در این فصل به معرفی انواع ضرایب زبری متداول، از جمله ضریب زبری مانینگ در رودخانه­ها، که پرکاربردتر از دیگر روش­ها در تخمین ضریب زبری است پرداخته می­ شود و دسته­بندی­های موجود در این زمینه ارائه خواهد شد. انتخاب روش مناسب برآورد ضریب زبری مانینگ از بین روش­های مختلف، بخش بعدی این فصل می­باشد. در ادامه به معرفی خصوصیات نرم­افزار Hec-Ras که مهم­ترین نرم­افزار مورد استفاده در این تحقیق است، در حد مورد نیاز، پرداخته خواهد شد.  پس از آن پارامترها و اصطلاحات بکار رفته در روش­های مختلف در حد کفایت توضیح داده می‌شوند. سپس در ادامۀ فصل به مرور برخی از مهم­ترین منابع موجود در زمینۀ روش­های تخمین ضریب زبری مانینگ پرداخته می­ شود. در این مرحله سعی می‌شود نتایج به­دست آمده از هر پژوهش در حد لزوم مورد بررسی قرار گیرد.
2-2- انواع زبری جریان
زبری جریان در رودخانه­ها را می­توان در هشت نوع زیر تقسیم بندی نمود[راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]:

• زبری جدارۀ رودخانه ناشی از زبری دانه­ های رسوب موجود در جدارۀ آبراهه و سیلاب­دشت

• زبری ناشی از موانع

• زبری ناشی از بی نظمی جداره آبراهۀ اصلی و سیلاب­دشت

• زبری ناشی از تغییرات ابعاد و شكل مقاطع

• زبری ناشی از پیچان­رودی رودخانه

• زبری ناشی از شكل بستر ناشی از امواج ماسه­ای[1]

• زبری پوشش گیاهی موجود در بستر آبراهه و سیلاب­دشت

• زبری ناشی از غلظت رسوبات جریان

تماس جریان آب با دانه­ های رسوب موجود در محیط تر شدۀ آبراهه موجب می­ شود كه اصطكاك جداره­ای ایجاد شده و مقاومت در مقابل جریان ایجاد گردد كه تحت عنوان اصطكاك جداره [2]یكی از انواع زبری جریان در آبراهه­ های طبیعی است. زبری حاصل از رسوبات جداره، تابعی از اندازه رسوبات و شرایط جریان بوده و بسته به شرایط جریان یک رودخانه، نوع دیگری از زبری جریان در اثرامواج ماسه ای بستر ایجاد می شود. در رودخانه­های با بستر آبرفتی، تنش برشی جریان در بستر موجب جابجایی مواد بستر شده و امواج ماسه­ای ایجاد می­ شود كه بسته به مقدار تنش برشی و اندازۀ مواد بستر به­صورت تلماسه[3]و دندانه[4] نمایان می­ شود. این امواج ماسه­ای نیروی مقاوم[5] ایجاد می­كنند كه به جریان و در جهت مخالف جریان اعمال شده و موجب زبری جریان می­گردد. شكل بستر تابع اندازۀ دانه­ها و شرایط جریان بوده بنابراین این نوع زبری جریان تابعی از شرایط جریان برای یک رودخانۀ معین است.
موانع مقابل جریان نظیر موانع طبیعی و مصنوعی، بی نظمی جدارۀ آبراهۀ اصلی و سیلاب­دشت، تغییرات ابعاد و شكل مقاطع عرضی، شكل پیچان­رودی رودخانه در پلان مقاومت­هایی را در مقابل جریان شكل می­ دهند كه به زبری جریان می­افزاید. [راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]
درصورت وجود پوشش گیاهی در بستر آبراهۀ اصلی و سیلاب­دشت، نوع دیگر زبری جریان نمایان می­ شود. پوشش گیاهی به­عنوان مانع در مقابل جریان، موجب می­ شود نیروی مقاوم شكل گرفته و این نیرو به جریان اعمال شود. مقدار این نیرو به شرایط جریان، ابعاد پوشش گیاهی و انعطاف­پذیری آن­ها بستگی داشته و بنابراین زبری جریان حاصل از پوشش گیاهی تابعی از شرایط جریان محسوب می شود. [راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]
نوع دیگری از زبری جریان ناشی از غلظت رسوبات حمل شده در جریان می­باشد. این نوع زبری در غلظت­های كم نسبت به سایر انواع زبری ناچیز بوده ولی در جریان­های گلی و واریزه­ای مقدار آن قابل صرف­نظر كردن نیست. [راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]
وجود هر یک از زبری جریان­های گفته شده به شرایط رودخانه و جریان بستگی دارد. برای مثال زبری جریان در یک رودخانۀ مستقیم و یكنواخت و فاقد پوشش گیاهی با بستر شنی و قلوه­سنگی در شرایط غیرسیلابی ممكن است محدود به زبری جدارۀ جریان شود. درحالی­كه زبری جریان این رودخانه در شرایط سیلابی ممكن است شامل زبری ناشی از شكل بستر و یا غلظت جریان گردد. [راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]

 غلات و حبوبات از مهم ترین نیازهای غذایی انسان می باشند و پس از برداشت تا زمان مصرف این محصولات در انبارها نگهد اری می شوند. با توجه به اهمیت جایگاه حبوبات و غلات در رژیم غذایی انسان ها، همواره از سوی متخصصان تلاش فراوانی صورت گرفته تا این محصولات طی دوره رشد و نمو در مزرعه و در انبار از گزند آفات و عوامل بیماری زای گیاهی مصون بمانند.  اما به رغم تمام این فعالیتها، غلات و حبوبات مورد حمله انواع مختلفی از آفات و بیماری ها  قرار می گیرند كه در این میان نقش حشرات آفت از همه بارزتر است. هر ساله 10 تا 25 درصد از محصولات انباری در اثرحمله حشرات آفت در جهان از بین می روند. خسارت آفات در كشورهایی كه تكنولوژی پیشرفته کاشت، داشت، برداشت و انبارداری ندارند، بین 10 تا 40 درصد محصول می باشد که این مهم در بعضی از مناطق روستایی ایران، به علت وجود کشاورزی سنتی و  انبارهای ابتدایی وسنتی، خسارت ناشی از آفات گاهی تا 80 درصد برآورد شده است (کوچکی 1386).

      طبق آمار  سازمان  ملل  متحد در سال 2000، جمعیت جهان تا سال 2050  بیش از 70 درصد افز ایش خواهد داشت در این بین یكی از مشكلا تی كه بروز خواهد نمود سوء تغذیه بخصوص در كشور های در حال توسعه است، و  برآورد نیاز غذا یی با بهره گرفتن از  تركیب های شیمیایی امری غیر قابل انکار در این کشورها ا ست. استفاده مكرر از آفت کش ها و ترکیب های شیمیایی طی دهه های متوالی باعث از بین رفتن دشمنان طبیعی، اختلال در كنترل بیولوژیكی، اثر روی موجودات غیر هدف، آلودگی محیط زیست، در خطر قرار گرفتن سلامت انسان،  طغیان آفات و برو ز مقاومت در آفات هدف گردیده است (باقری زنوز، 1375).

این سموم که برای کشتن ارگانیسم‌ ها طراحی می‌شوند، یک خطر جدی برای سلامت انسان محسوب می‌شود. طبق اعلام انستیتوی ملی سرطان ۳۰ درصد حشره‌کش‌ها، ۶۰ درصد علف‌کش‌ها و ۹۰ درصد قارچ کش ها سرطان‌زا هستند. این تنها یکی از اثرات جانبی منفی این مواد است، چرا که  مواد شیمیایی می‌توانند به سیستم عصبی و هورمونی نیز آسیب برسانند، در این میان کودکان بیش از بزرگسالان در برابر سموم کشاورزی آسیب‌پذیرند، در واقع آن‌ ها نسبت به اندام کوچک شان در معرض درصد بالاتری از این مواد قرار دارند (نصیری محلاتی1386، کوچکی1386).

بر اساس نتایج به دست آمده در ایران سرانه مصرف سم در محصولات کشاورزی به ازای هر نفر ۴۰۰ گرم می‌باشد و هم چنین میزان مصرف کود شیمیایی از ۵/۲ به ۵/۳ میلیون تن در ۱۰ سال گذشته افزایش یافته‌است. در کشاورزی رایج بیش از ۳۰۰ نوع ترکیب شیمیایی خطرناک نظیر آفت‌کش‌ها، علف‌کش‌ها و کودهای شیمیایی به منظور کنترل آفات، حشرات و بارورسازی خاک استفاده می‌گردد، که بازمانده‌های این مواد علاوه بر آلوده کردن آب‌های زیرزمینی و هوا، جذب گیاهان و درختان شده و بخشی از آن در محصولات کشاورزی به عنوان نمونه میوه‌ها و سبزی‌ها رسوب کرده و در طی مصرف به بدن انسان منتقل خواهد شد (باقری زنوز 1375، نصیری محلاتی1386، کوچکی1386). استفاده از سموم سنتتیک كه برای حفاظت محصولات از صدمه حشرات به كار می رود منجر به افزایش مقاومت حشرات آفت به حشره كش ها شده است. پیدایش مقاومت به بعضی از سموم، به ویژه  سموم کلره و فسفره ای هم چون مالاتیون و فستوكسین، در اكثر آفات، و عوارض ناشی از تجمع این سموم شیمیایی در محصولات کشاورزی و انواع بیماری های ناشی از آن و مسمومیت هایی که به دنبال دارد باعث شده است که این سموم کم کم جای خود را به سموم طبیعی و روش های بیولوژیک کنترل آفات دهند. (باقری زنوز 1375، نصیری محلاتی1386، کوچکی1386).

خوشبختانه امروزه  نیاز به غذای زیستی، غذای عاری از ترکیبات شیمیایی و فرایند شده، بدون افزودنی‌ها و فاقد سموم دفع آفات به سرعت رو  به افزایش است. استفاده از روش های مبارزه غیر شیمیائی مانند روش های كنترل طبیعی، فیزیولوژیكی، بیولوژیكی و میكروبی علیه آفات توجه بیشتر محققان را  به خود جلب كرده است. ازجمله این تركیب ها می توان به فرآورده های حاصل از درخت اكالیپتوس، اسانس انواع گیاهان دارویی مانند  Artemisia scoparia waldst  و  Artemisia sieberi Besser  عصاره های گیاهان خرزهره، اسطوخودوس و آنغوزه، اسانس گیاهان زنیان و هنده بید اشاره کرد (باقری زنوز 1375، مدرس نجف ابادی1385. ناظمی 1386).

سموم شیمیایی به دلیل عوارض ناشی از تجمع در محصولات کشاورزی و انواع بیماری های ناشی از آن و مسمومیت هایی که به دنبال دارد کم کم جای خود را به سموم طبیعی و روش های بیولوژیک کنترل آفات می دهند و برای مبارزه با آفات، اولویت نخست حتی پیش از اقتصادی بودن هر فعالیت، سالم نگه داشتن محیط زیست انسان ها است. بنابراین تقاضا جهت استفاده از حشره كش های گیاهی به دلیل باقی مانده كم خطر سموم روی محصولات زراعی رو به افزایش است. گیاهان عالی دارای متابولیت های  ثانویه ای هستند كه در روابط اكولوژیكی گیاه به خصوص برهم كنش گیاه و حشره نقش حیاتی داشته و گاهی باعث بروز مقاومت گیاه در مقابل حشره می شوند. بخش مهمی از این تركیبات ترپنوئیدها هستند. كه در اسانس گیاهان وجود داشته و برای PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است)داران كم خطر بوده و به نظر می رسد جایگزین مناسبی برای سموم شیمیایی در كنترل آفات هستند، تحقیقات مختلف نشان داده است كه اسانس تعدادی از گیاهان اثرات حشره كشی قابل توجهی دارند (باقری زنوز 1375).

یكی از منابع بالقوه برای تولید آفت كش های جدید، مواد تولید شده به وسیله گیاهان می باشند. اسانس های استخراج شده از گیاهان معمولاً در طبیعت زودتر تجزیه می -شوند، بنابراین سمیت كمتری برای انسان و سایر PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است)داران دارند و اثرهای مخرب كمتری در محیط زیست بر جا می گذارند (مدرس نجف ابادی1385).

 متاسفانه با توجه به اینکه ۲/۱ درصد اراضی کشاورزی جهان در ایران قرار دارد، اما  3 درصد سموم مصرفی جهان نیز در ایران مصرف می‌شود که به عنوان یک خطر جدی مطرح است. طبق اطلاعات کمیته محصولات زیستی، سطح کشت محصولاتی که در ایران بدون استفاده از سموم و کودهای شیمیایی تولید شده‌اند، حدود ۲۳۹ هزار و ۳۶۴ هکتار است، که شامل ۱۲۵ هزار و ۸۰۲ هکتار محصولات باغی و ۱۱۳ هزار و ۶۵۹ هکتار محصولات زراعی است. به طور کلی میزان سطح کشت محصولات کشاورزی و باغی که تولید آن‌ ها بدون استفاده از کود و سم انجام می‌گیرد، به ترتیب یک و ۲/۷ درصد از کل سطوح زیر کشت محصولات زراعی و باغی ایران را شامل می شود  .لذا با توجه به اهمیت سلامت غذایی جامعه و با توجه به تقاضای روز افزون برای مصرف فرآورده‌های کشاورزی زیستی، که در نتیجه مدیریت درست مزرعه می باشد، می بایست به گونه‌ای عمل ‌شود که در تغذیه گیاهان و درختان، تعادل بین عناصر مورد نیاز در خاک به هم نخورد و در هنگام رشد نیز، نیازی به استفاده از سموم و آفت‌کش‌ها نباشد. علاوه براین در تغذیه خاک کشاورزی، به جای استفاده از کود شیمیایی از کودهای طبیعی نظیر خاک برگ، جلبک و کودهای حیوانی و بیولوژیکی استفاده شود و در صورت نیاز به مبارزه با آفات‌ نیز به جای کاربرد سموم و آفت‌کش‌های شیمیایی، از شیوه‌های زیستی هم چون ریز اندامگان کارآ، پریداتورهای (کفشدوزک ها)،  پارازیت ها (زنبورها) و باکتری‌ها و یا ارقام مقاوم به آفت‌ها در کشت و زرع و یا سموم طبیعی با منشاء طبیعی و گیاهی بهره‌ جست تا محصول نهایی که به دست مصرف کننده می‌رسد به دور از باقیمانده‌های سمی و شیمیایی و مواد نگه‌دارنده باشد (عالیچی1376، کوچکی1386).

فرآورده‌های غذایی  با کیفیت، که محصول کشاورزی  زیستی است نه تنها باعث رضایت مصرف کنندگان می‌شود بلکه تأمین و تضمین  کننده سلامت جامعه بوده که خوشبختانه به سرعت رو به افزایش است. که برای پایه‌گذاری سیستم کشاورزی زیستی در ایران هم زمان با توسعه وتولید این محصولات ایجاد زمینه‌های زیر ساختی نهادهای زیستی  نیز می بایست فراهم و مهیا گردد. زیرا شناخت نهادهای مورد نیاز ازجمله سموم مورد استفاده کم خطر که منشاء طبیعی و گیاهی داشته باشد برای توسعه و گسترش کشاورزی زیستی امری بدیهی و ضروری است و آنچه در مدیریت مبارزه با آفات مهم است،  این است که  از مصرف سموم تا حد ممکن اجتناب و روش های  نوینی را جایگزین  سموم شیمایی نمود. یکی از این روشها کاربرد سموم با منشاء گیاهی و طبیعی است، چرا که بعضی از گیاهان دارای منابع غنی از موادی هستند که خاصیت کشندگی، ضد تخم- ریزی، ضد تغذیه و ….در برابر آفات را دارا می باشند، که در عین حال استفاده از آنها ساده وارزان بوده و به عنوان یکی از اصول کشاورزی زیستی می تواند مد نظر قرار گیرد (کوچکی،1386).

فرضیه ها ی تحقیق

 1- اسانس بذر گیاهان باریجه، آنغوزه ودافنه به عنوان یک آفت کش گیاهی برکنترل شته سیاه باقلا تاثیرمثبت معنی دار دارند

2– اسانس برگ گیاهان باریجه، آنغوزه ودافنه به عنوان یک آفت کش گیاهی برکنترل شته سیاه باقلا تاثیرمثبت معنی دار دارند

اسانس بذری وبرگی گیاهان مورد استفاده در این آزمایش با یکدیگراز نظر خاصیت کشندگی متفاوت می باشند.

اهداف تحقیق

     جهت دستیابی به عملکرد مناسب در رابطه با پژوهش انجام شده اهداف زیر مد نظر است.

1-شناسایی اسانس گیاه مناسب در بین سه گیاه مورد استفاده در کنترل شته سیاه باقلا

2- تعیین بهترین اسانس برگ یا بذر جهت کنترل آفت شته سیاه باقلا

فصل دوم

مروی بر منابع

 2-1- آنغوزه

نام های مترادف فارسی : انگرد ، انگوزاکما ،  خوراکما ، انگوژه ، انگژد

 2-1-1-گیاه شناسی آنغوزه

 آنغوزه یا آنغوزه از گیاهان دارویی مهم تیره چتریان با خواص فراوان است. گیاه تولید کننده آنغوزه با نام‌های فارسی خوراکما، آنگوزاکما و کورن کما، بوته ای است بزرگ، علفی و چند ساله که ارتفاع آن گاهی به 2/5 متر می‌رسد. ساقه آن نسبتاً محکم و ضخیم با سطحی خشن است. برگ‌های قاعده بزرگ و ضخیم هستند، به طوری که طول آن‌ ها تا 60 سانتی متر می‌رسد. این برگ‌ها تقسیمات زیادی دارند به طوری که به قطعاتی(لوب- دار) دندانه دار تبدیل می‌شوند. گل‌های این گیاه زردرنگ هستند و به صورت گل آذین چتری در انتهای ساقه قرار می‌گیرند. میوه ها دوفندقه ای، بیضی شکل و تقریباً مسطح می‌باشند که روی هر کدام پنج خط وجود دارد و کناره ها بال مانند هستند. رنگ میوه‌ها قهوه ای تیره است. از ریشه یا قاعده ساقه این گیاه بر اثر تیغ زدن ماده ای به نام اولئوگم رزین به دست می‌آید که به آنغوزه مشهور است. آنغوزه ابتدا شیری رنگ است و مزه ای تند و تلخ و نیز بوی بد و متعفنی دارد که تهوع آور است، به همین دلیل از قدیم به نام مدفوع شیطان معروف شده است. این گیاه در ایران در استان های خراسان، بلوچستان، کرمان و نواحی جنوبی کشور وجود دارد. آنغوزه در چند سال اولیه سن خود ساقه ی قابل رویت  ندارد و برگهای آن گسترده روی زمین است که در مراتع به نام « کماه » و « انگزاکماه» چوپانان آن را می شناسند و مورد توجه و علاقه ی گوسفندان است. دام را چاق می کند ولی گوشت گوسفند کمی بدبو می شود، میوۀ آنغوزه دارای دو تخم به رنگ قهوه ای تیره و سیاه، بیضی کمی پهن و بسیار بدبو می باشد. از ریشۀ این گیاه یا قسمت پایین ساقه و یقه ی گیاه با تیغ زدن یا قطع در ناحیه یقه دراواخر بهار، شیرۀ بسیار متعفنی در طول تابستان خارج می شود که درمجاورت هوا به تدریج سفت می شود که همان آنغوزه است. آنغوزه در اراضی بائر و خشک و آهکی مناطق گرم آسیا می روید. بومی استپ های ایران و افغانستان است.

از نظر شکل گیاه گونه ها خیلی شبیه می باشند ولی طول  آنها مختلف است و بعلاوه در بعضی گونه ها رنگ گل سفید و رنگ میوۀ آن وقتی که برسد مایل به سفید  می گردد و پهن شبیه سکّه است و خوشبو می باشد. این نوع اخیر که بی وزا گفته می شود در کتب طب سنتی انجدان طیب یا انجدان سفید نامیده می شود. نام‌های دیگر آن: آنقوزه، آنغوزه هراتی، انگژد، انگژه، انگشت کنده، حلتیت، حلتیت منتن، حلتیت طیب، صمغ الانجدان، انگدان، انجدان سفید، انجدان، انجدان طیب، کوله پر، انجدان سیاه، ویه، انجدان منتن، کمات، کما، کماة.، انگوزاکماة، آنغوزه کما و بی وزا است  (عماد1378).

2-1-2-صمغ آنغوزه                                           

 آنغوزه صمغ اولئورزینی یا شیره حاصل از برش و یا زخم طبیعی یا مصنوعی ریشه و یا مقطع ساقه كیاه كما ( آنغوزه)  بوده كه بوی تند گوگردی شبیه به بوی سیر متعفن و غیر قابل تحمل و طعم زننده دارد. علیرغم استفاده وسیع از آن تاكنون اثر سوء یا احتمال خطری از آن گزارش نشده است. تركیبات مشابه آنغوزه از گیاهان دیگری از قبیل F.alliacea Boiss, F.kumma Boiss, F.kurdica Pol, F.foetida بدست می آید. از اسانس آنغوزه به طور عمده به عنوان چاشنی در صنایع غذایی به ویژه تهیه انواع سس استفاده می شود. صمغ آنغوزه در سابق ادویه مرسوم رومی ها بوده و امروزه در هند به طور وسیع به عنوان ادویه در تهیه غذاها، انواع ماهی، سبزیجات و انواع سس مصرف می شود. بخشهای سبز گیاه نیز بعنوان سبزی خورده می شود. از صمغ گیاه علاوه بر مصارف دارویی در صنایع عطر سازی و تهیه ضماد استفاده می شود. در ایران قدیم از آن در درمان انگل های دستگاه گوارشی انسان و دام و مبارزه با آفات خاکزی استفاده می شده است، تاثیر ضد تشنج، ضد کرم، رفع بیماری های عصبی، اشتها

وقتی تأمین آب شیرین تجدید شونده، پاسخگوی نیازی فعالیت‌های كشاورزی، صنعتی و مصارف شهری نباشد، ناگزیر توجه بشر بسوی پیدا كردن گزینه‌های دیگر جلب خواهد شد كه از آن جمله می‌توان به پساب‌های تصفیه شده، فاضلاب شهری، آب دریا نمك زدایی شده و دیگر آب‌های غیرمتعارف اشاره کرد (Goosen and Shayya, 1990). در این بین فاضلاب شهری مایع یا آبی بسیار باارزش است که به سبب دارا بودن مواد معدنی و آلی می ­تواند نقش مهمی در باروری زمین­های کشاورزی نیز داشته باشد (حسینیان، 1381). استفاده از آب فاضلاب شهری هرچند مفید است اما از لحاظ بهداشتی با مخاطراتی نیز همراه است که بهره ­برداری از آن را تا حدی پیچیده و مشكل‌ می­سازد. در جدول 1-1 شماری از آلودگی­هایی که ممکن است بوسیله آب فاضلاب تصفیه نشده انتقال یابد آورده شده است.

بر اساس آمار، در ایران سالانه بالغ بر 5 میلیارد متر مكعب آب ( حدود 5% از آبی كه استحصال می‌شود) به مصارف شرب و بهداشت می‌رسد و نزدیک به یک میلیارد متر مكعب (حدود 1%) آب نیز در بخش صنعت مصرف می‌شود (ملکوتی، 1378). از اینرو حجم عمده‌ای از آب مصرفی در این دو بخش بصورت فاضلاب شهری و پساب‌های صنعتی از مدار استفاده خارج می‌شوند. بر اساس گزارش مسیبی بین 50 تا 75% آب شهری بصورت پساب به محیط برمی‌گردد. رهایی از این حجم عظیم از فاضلاب‌ها باید به گونه‌ای باشد كه اثرات سوء زیست محیطی بر منابع آب، خاك و بهداشت عمومی نداشته باشد. تصفیه كامل این گونه فاضلاب‌ها بسیار پرهزینه است با این وجود امروزه به لحاظ مشكل كمبود آب و بحران حاصل از آن و نیز با توجه به هزینه‌های بالای استحصال و انتقال آب، استفاده مجدد از پساب فاضلاب در بسیاری از كشورهای دنیا و از جمله ایران جایگاه ویژه‌ای (بخصوص در بخش کشاورزی) پیدا كرده است (EPA.1995.). هر چند پساب فاضلاب در مقایسه با حجم آب آبیاری مورد نیاز برای کشاورزی در کشور، مقدار ناچیزی را شامل می‌شود اما بهره‌برداری از همین مقدار باعث می‌شود كه آب‌های با كیفیت بالا را بتوان در مصارف با اهمیت‌تری به كار برد (عابدی، 1380).

بهره‌برداری صحیح از فاضلاب‌های شهری، مشكل آلودگی آب‌های سطحی را نیز كاهش می‌دهد، این عمل نه تنها باعث حفظ منابع آب می‌گردد، بلكه به علت وجود مواد و عناصر غذایی موجود در آن برای رشد گیاهان بسیار سودمند است(بهروز، 1385). موجود بودن این پساب در نزدیكی مراكز شهری، امكان افزایش محصولات كشاورزی در اطراف این مناطق را فراهم می‌كند. همچنین وجود نیتروژن و فسفر در فاضلاب، می‌تواند به حذف یا كاهش مصرف كودهای شیمیایی مورد نیاز محصولات كشاورزی منجر گردد (عابدی، 1380). استفاده از فاضلاب در آبیاری مزارع كشاورزی از سابقه طولانی در كشورهای مختلف دنیا برخوردار است. در نواحی مدیترانه‌ای، فاضلاب به عنوان یكی از منابع مهم آب آبیاری كشاورزی به شمار می­رود (صفری و همكاران، 1381). شكل صحیح و بهداشتی استفاده از فاضلاب در كشاورزی كه بر اساس استفاده از فاضلاب تصفیه شده استوار است، صرفاً در قرن اخیر مطرح شده است. بخش كشاورزی با توجه به مصرف بالای آب دارای بزرگترین پتانسیل استفاده مجدد از آب است. استفاده از فاضلاب تصفیه شده برای كشاورزی، اگر چه در اروپا، آمریكای شمالی و استرالیا از اوایل قرن اخیر مورد توجه قرار گرفته است، اما باید خاطر نشان نمود كه استفاده از فاضلاب برای آبیاری، بخصوص غلات، در كشورهایی همانند هند، چین و بعدها در خاورمیانه از دیرباز معمول بوده است. حتی در مناطقی كه آب به فراوانی وجود دارد، تصفیه و استفاده مجدد از پساب برای جلوگیری از آلودگی‌های زیست محیطی در حال افزایش است (صفری و همكاران، 1381). امروزه پساب در بسیاری از كشورها بخش مهمی از منابع آب تجدید شونده را شامل می‌شود و بطور عمومی استفاده از فاضلاب در كشاورزی مورد پذیرش قرار گرفته و فواید زراعی و اقتصادی فراوان آن، این موضوع را تصدیق می‌كند (عابدی، 1380).

امروزه تحقیقات در زمینه استفاده از انواعی از آبهای نامتعارف از جمله فاضلاب‌ها در آبیاری اراضی كشاورزی و مشاهده جنبه‌های مختلف تاثیر آن بر تولید کمی و کیفی گیاهان زراعی و باغی از جایگاه ویژه­ای در بسیاری از کشورهای دنیا مطرح است.

تحقیقات صورت گرفته نشان می­دهد هر چند فاضلاب تصفیه شده خانگی حاوی مقادیر قابل توجهی از مواد مغذی است كه می‌تواند برای رشد گیاهان سودمند باشد و مصرف كودهای شیمیایی را در اراضی کشاورزی كاهش دهد (Marten and et al, 1980). اما گاها برخی از این عناصر غذایی در حد بیش از میزان مورد نیاز گیاهان می‌باشند، که ممكن است موجب بروز سمیت در اندام گیاهان و نیز رشد بیش از اندازه سبزینگی و یا كاهش كیفیت آنها گردد (عابدی،1380).

با توجه به كمبود آب در مناطق خشك و نیمه خشكی همانند ایران، استفاده از پساب فاضلاب‌ها در امر تولید محصولات زراعی می‌تواند به عنوان منبع آب مطمئنی برای آبیاری مورد توجه قرار گیرد. در نتیجه نه تنها بخشی از كمبود آب كشاورزی جبران خواهد ‌شد، بلكه از اثرات سوء تخلیه بی رویه فاضلاب‌ها و خسارت‌های آن به منابع كشاورزی و آلودگی محیط زیست نیز جلوگیری به عمل می آید (عرفانی و همكاران، 1380). پیش ­بینی ‌شده در سال 14700 بیش از 10 میلیارد متر مكعب آب در سال در بخش شرب شهری، روستایی و صنعت، مصرف می­ شود، بنابراین با فرض ضریب بازیافت 60 تا 70 درصد، حدود 6 تا 7 میلیارد متر مكعب آب در سال قابل بازیافت بوده و می‌تواند به طور مستقیم ظرفیت تأمین آب كشور برای مصارف كشاورزی و صنعت را افزایش دهد (عابدی کوپایی و همكاران، 1382). مهمترین دلایل كاربرد مجدد پساب‌ها را می‌توان در 7 مورد به شرح زیر خلاصه كرد (جعفرزاده حقیقی، 1375).

1- كاهش فشار بر منابع آب

 برداشت بی­رویه از منابع آب موجود موجب افت سطح آب زیرزمینی در بسیاری از نقاط جهان شده است و این پدیده مشكلات بسیاری از جمله نشست زمین، شور شدن آب و كاهش دبی چاه‌ها را به دنبال خواهد داشت. استفاده دوباره از پساب موجب كاهش میزان برداشت از آبخوان­ها می‌شود.

2- كاهش هزینه آب كشاورزی

 در بسیاری از موارد تولید آب برای كشاورزی مستلزم صرف هزینه‌های گزاف جهت انتقال آب از نقاط دور دست، احداث سد و بندهای انحرافی و یا پمپاژ آب از اعماق زمین می­باشد در حالی كه پساب خروجی تصفیه خانه‌های فاضلاب در سطح زمین قرار دارند از طرف دیگر به علت ثبات تقریبی جریان آب نیازی به مهار توسط سد و بند نیز ندارد.

3- كاهش هزینه كود كشاورزی

اصلاح زمین‌های كشاورزی و افزایش حاصلخیزی آن یكی از هزینه‌های عمده جاری در فعالیت‌های كشاورزی است، در حالی كه پساب خروجی از تصفیه­خانه‌ها دارای مواد مغذی از قبیل نیتروژن، فسفر و پتاسیم در حد مطلوب می‌باشد. بطوری كه مطالعات انجام شده در نقاط مختلف دنیا نشان داده بسیاری از محصولات آبیاری شده با پساب نیازی به افزودن كودهای شیمیایی یا حیوانی ندارند. از این جهت صرفه‌جویی زیادی در هزینه تولیدات كشاورزی صورت می‌گیرد.

4- افزایش تولید محصولات كشاورزی

 دسترسی به پساب فاضلاب به عنوان یک منبع مطمئن و دائمی آب و مواد مغذی موجب می‌شود محصولات كشاورزی در زمان نیاز، آب و مواد مغذی کافی در اختیار داشته باشند. از طرف دیگر میزان املاح پساب در بسیاری از موارد بسیار پایین‌تر از میزان املاح آبهای مورد استفاده در كشاورزی است. استفاده از پساب كه املاح كمتر و مواد مغذی كافی دارند می ­تواند در افزایش بازده محصولات زراعی موثر باشد.

5- كاهش بار آلودگی وارده به محیط زیست

استفاده از پساب از یک طرف باعث جلوگیری از تخلیه فاضلاب‌ها به محیط زیست می‌شود و از طرف دیگر به علت كاهش و توقف استفاده از كودهای آلی و شیمیایی مانع بروز اثرات تخریبی کودهای شیمیایی بر محیط زیست می‌گردد (توکلی و طباطبایی، 1378). استفاده
بی­رویه از كودهای شیمیایی و حیوانی می ­تواند صدمات زیادی بر منابع سطحی و زیرزمینی وارد ‌آورد. درحالی كه استفاده از پساب تصفیه شده مانع ورود آلودگی‌های فوق به محیط زیست می‌گردد.

6- تقویت منابع آب

 استفاده از پساب اضافی جهت تغذیه منابع آب زیرزمینی، ضمن ذخیره­سازی مطمئن آب همراه با افزایش كیفیت آن مانع افت سطح آب زیرزمینی و بروز پیامدهای ناگوار ناشی از آن، همانند نشست زمین، كاهش تولید آب و خشك شدن چاه‌ها و قنوات و همچنین تخریب كیفیت و شور شدن آب در اثر هجوم آب‌های شور به داخل سفره‌های شیرین می‌شود.

7- دسترسی به منابع آب ارزان­تر جهت مصارف شرب و بهداشت

 مهم­ترین دغدغه مسئولان در بسیاری از نقاط دنیا تأمین آب شرب شهرها و مراكز جمعیت می‌باشد. استفاده دوباره از پساب از طریق تغذیه مصنوعی سفره‌های آب شرب و یا مبادله با آب مصرفی در كشاورزی یا مصرف مستقیم پساب تصفیه شده جهت مصارف بهداشتی كه در مناطق مختلف دنیا، تجربه شده است، باعث شده پساب به عنوان منبعی مطمئن جهت تأمین آب شهرها مدنظر قرار گیرد (توکلی و طباطبایی، 1378). با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی نیمه خشک ایران و بخصوص وضعیت بارندگی منطقه سیستان (حدوداً 70 میلیمتر در سال) استفاده از همه منابع آب و از جمله پساب تصفیه شده فاضلاب شهری در امر تولید محصولات زراعی و باغی ضروری بنظر می­رسد. بدلیل متمرکز شدن جمعیت بالا و صنایع جانبی تولیدی در این شهر و اکثر شهرهای کشور، سالیانه حجم بالایی از فاضلاب شهری بوجود می­آید. عدم یافتن شیوه ­های مناسب دفع آن، منمودارات زیست محیطی زیادی را در اطراف این نقاط به همراه خواهد داشت. بررسی­ها نشان داده، بهترین شیوه دفع پساب پس از انجام مراحل تصفیه، کاربرد آن در بخش کشاورزی است (Feizi, 2001). به منظور جلوگیری از مخاطرات زیست محیطی و بهداشت عمومی، استانداردهایی جهت كیفیت پساب تصفیه شده برای مصارف مختلف، توسط سازمان­های ذی ربط وضع شده است. كشورهای مختلف دنیا مستقیماً، یا با اعمال تغییراتی، با توجه به وضع اقتصادی و اجتماعی خود از این استانداردها استفاده می­كنند (Dahiya and et al, 1987). این حجم وسیع از آب علاوه بر نقش­هایی که در تولید محصولات زراعی و اشتغال­زایی می ­تواند ایفا کند می ­تواند ضمن کاهش آلودگی­های زیست محیطی از شیوع بیماری­های خطرناک نیز ممانعت کند که در راستای اهداف کشاورزی پایدار می­باشد. پساب تصفیه شده فاضلاب شهری دارای مجموعه مناسبی از اکثر عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان می­باشد اما جهت استفاده بهینه از آنها می­بایست برخی از شاخص ­های فیزیکی و شیمیایی موجود در آنها را مورد بررسی قرار داد (عابدی، 1380). یکی از مهم­ترین این شاخص ­ها نسبت جذب سدیم (SAR) است. هر چند سدیم جزء کاتیون­های ضروری برای گیاهان می­باشد اما وجود مقدار زیاد سدیم در فاضلاب می ­تواند سبب بالا بردن نسبت جذبی آن شده، در نتیجه سبب پراکنده شدن ذرات خاک از یکدیگر و تخریب ساختمان خاک گردد (شریعتی، 1375و فرزانگان، 1386). از دیگر شاخص ­های مهم شوری آب است، آب با شوری زیاد در نهایت باعث شور شدن خاک و بوجود آمدن منمودارات جذب آب و نیز مسومیت گیاه می­ شود (عابدی، 1380).  بکارگیری پساب فاضلاب شهری بسته به خصوصیات آن می ­تواند سودمند یا زیان­بار باشد. کیفیت فاضلاب باید با توجه به اثرات آن بر خاک، گیاه ، دام و انسان ارزیابی شود که در این راستا تحقیقاتی نیز صورت گرفته است. پیش­بینی­های انجام شده نشان می­ دهند در سال 2025 میلادی مقدار آب قابل دسترس برای هر نفر در ایران به نصف کاهش می­یابد (امداد و همكاران، 1383). علاوه بر بهره­برداری­های بی رویه از منابع آب­های زیرزمینی؛ شیوه ­های نادرست دفع فاضلاب نیز، این منبع ارزشمند آبی را در معرض آلودگی قرار داده است.  براثر شیوه ­های نادرست دفع فاضلاب، آبهای زیرزمینی کشور تا ده سال آینده غیر قابل شرب می­شوند (جعفری ملک آبادی، 1383). از سوی دیگر با توجه به مصرف بالای آب در كشاورزی، بحران آب در این بخش مشهودتر بوده و در این راستا، تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب­های تصفیه شده شهری به عنوان امری ضروری مطرح است. البته این موضوعی است كه در ایران با تأخیر شروع شده و همان­گونه كه در جدول 2-1 نیز مشاهده می­ شود از نظر تعداد در رتبه چندان خوبی نیز قرار ندارد. جهت اطلاع از وضعیت استفاده مجدد فاضلاب در چند كشور پیشرو در این زمینه به جدول 3-1 توجه نمایید. به عنوان مثال در کشور عمان 100 درصد فاضلاب­های شهری تصفیه شده و در آبیاری استفاده می­ شود و در اسرائیل این رقم 85 درصد است. متأسفانه همان گونه که ذکر گردید كشور ما یكی از نقاط قابل توجه در زمینه بحران آب است. بارش متوسط 240 میلیمتری در مقایسه با بارش 860 میلیمتری كره زمین، ما را در ردیف كشورهای نیمه خشك قرار داده است، لذا بایستی از منابع آب و خاک به نحو هرچه بهتر و مطلوب­تر استفاده شود. در این راستا در جهت کاهش وابستگی کشور به مواد غذایی مورد نیاز برای تغذیه دام و طیور چاره­ای جز تلاش در جهت افزایش تولیدات کشاورزی وجود ندارد و این مهم جز با ایجاد تحول در بنیان کشاورزی کشور از طریق بهره گیری مؤثر و پایدار از منابع آب و خاک موجود و تأمین امکانات لازم مقدور نخواهد شد (بهروز، 1385 1375).