فهرست مطالب

نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)
سال هجدهم شماره 3 (پیاپی 69، پاییز 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/10/20
  • تعداد عناوین: 21
|
  • عاطفه اسمعیلی دستجردی پور، محمد هادی فرپور، مهدی سرچشمه پور صفحه 1
    ترکیبات آلی تولیدی توسط سیانوباکتری ها و نیز برخی ترکیبات پلیمری، نقش مهمی در خاکدانه سازی و افزایش پایداری ساختمان خاک های شنی بازی می کنند. در این پژوهش تاثیر پوسته های بیولوژیک و پلیمر پلی الکترولیت آنیونی بر برخی خصوصیات یک خاک شنی در دو آزمایش مستقل بررسی شد. در آزمایش اول ابتدا تاثیر تیمارهای سیانوباکتری (Nostoc. sp، Phormidium.sp و ترکیب دو گونه) و 4 زمان بر تشکیل پوسته ها، کربن آلی، کربنات کلسیم، مقاومت به نفوذ و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در خاک زیر پوسته ها بررسی گردید. تیمار ترکیب دو گونه با دوره زمانی 60 روز، با 2/2 درصد کربن آلی، 2/0 مگاپاسکال مقاومت به نفوذ، 7/96 درصد خاکدانه های درشت به عنوان تیمار برتر معرفی شد. در بخش دوم تاثیر تیمار برتر سیانوباکتری و زمان بر اندازه خاکدانه ها بررسی گردید. تیمار 60 روز با 7/96 درصد خاکدانه های درشت موثرترین تیمار بود. آزمایش دوم شامل 4 غلظت (صفر، 1، 2 و 4 درصد) پلیمر بود که تاثیر آنها بر مقاومت ساختمانی خاک شنی در سه عمق (1، 2 و 3 سانتی متر) مطالعه شد. تیمار 4 درصد با 6/0 مگاپاسکال مقاومت به نفوذ و 9/90 درصد خاکدانه های درشت، موثرترین تیمار بود. اختلاف معنی داری نیز بین مقاومت به نفوذ اعماق 1، 2 و 3 سانتی متر وجود داشت.
    کلیدواژگان: کربن آلی، پلیمر، سیانوباکتری، مقاومت به نفوذ، میانگین وزنی قطر خاکدانه
  • جهانگیر عابدی کوپایی، سید سعید اسلامیان، سید یحیی هاشمی نژاد، ریحانه میر محمد صادقی صفحه 13
    مدل های پالایش سبز برای شناخت بیشتر فرآیندهای حاکم بر این پدیده و مدیریت خاک های آلوده از اهمیت بالایی برخوردارند. بررسی ها نشان داده است که تاکنون تلاش های اندکی برای ارزیابی پتانسیل پالایش سبز فلزات براساس مدل های ریاضی انجام گرفته است. هدف از این پژوهش، مدل سازی پالایش سبز خاک آلوده به نیکل بود. بدین منظور، با استفاده از توابع کاهش تعرق نسبی و غلظت نیکل در خاک مدلی برای تعیین نرخ پالایش سبز نیکل از خاک ارائه شد. برای ارزیابی مدل، خاک با سطوح مختلفی از آلاینده نیکل آلوده شد. جهت آلوده کردن خاک از نمک نیترات نیکل استفاده شد. سپس با پر کردن گلدان ها با خاک های آلوده بذر ریحان (Ocimum tenuiflorum L.) در آنها کشت گردید. برای دوری از تنش رطوبتی، گلدان ها با فواصل زمانی کوتاه (48 ساعت) توزین و تا رسیدن به رطوبتی نزدیک به ظرفیت زراعی آبیاری شدند. گیاهان در چهار نوبت برداشت شدند. در هر مرحله از برداشت، مقادیر تعر ق نسبی و غلظت نیکل در نمونه های خاک و گیاه اندازه گیری شد. در پایان کارآیی مدل ها با آماره های ریاضی آزموده شد. برای ارزیابی مدل ها، محاسبه آماره های خطای ماکزیمم، ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب تبیین، کارایی مدل و ضریب جرم باقی مانده برای هر کدام از مدل ها انجام شد. ترسیم روند تغییرات تعرق نسبی ریحان در بازه های مختلف زمانی فصل رشد در سطوح مختلف آلودگی نیکل در خاک نشان داد که در حضور آلاینده های فلزی در خاک تعرق گیاه کاهش یافته است. اما به دلیل پایین بودن غلظت های اعمال شده تغییرات چشمگیر نبوده است. نتایج حاصل از مقایسه آماره ها نشان داد برای برآورد تعرق نسبی ریحان در آلودگی نیکل خاک برای تمام بازه های زمانی در فصل رشد، کارآیی مدل خطی (940/0 =2R) تنها اندکی بهتر از مدل غیرخطی (84/0 =2R) است. هم چنین، مدل حاصل از ترکیب تابع خطی و غلظت نیکل در خاک، برازش نسبتا خوبی (7/0=R) با مقادیر اندازه گیری شده نرخ پالایش سبز نیکل از خاک دارد.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، پالایش سبز، نیکل، تعرق نسبی، مدل سازی
  • حدیث حاتمی، علیرضا کریمی، امیر فتوت، حسین خادمی صفحه 23
    اسیدهای آلی در افزایش زیست فراهمی عناصر غذایی خاک نقش مهمی دارند. این مطالعه به منظور تعیین تاثیر غلظت های مختلف اسید اگزالیک در آزاد سازی شکل های محلول، تبادلی و غیر تبادلی پتاسیم در برخی از کانی های میکایی و فلدسپات پتاسیم و بررسی روند آزاد سازی پتاسیم در طول زمان، انجام شد. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل شامل پنج نوع کانی (بیوتیت، فلوگوپیت، موسکویت، فلدسپات زنجان و فلدسپات یزد)، چهار غلظت اسید اگزالیک (صفر، 1، 10 و 100 میلی مولار)، چهار زمان (5 ساعت، 20، 60 و 90 روز) و در دو تکرار انجام شد. کانی های مورد مطالعه (کوچک تر از 50 میکرون) تحت تاثیر اسید اگزالیک با غلظت های مختلف در دوره های زمانی گفته شده قرار گرفتند. مقدار پتاسیم محلول، تبادلی و غیر تبادلی آزاد شده در این کانی ها، با استفاده از دستگاه فلیم فتومتر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که از بین غلظت های مختلف اسید اگزالیک، بیشترین غلظت اسید (100 میلی مولار) توانسته است بیشترین مقدار پتاسیم محلول، تبادلی و غیر تبادلی را در تمام کانی ها آزاد نماید. بیشترین میزان پتاسیم محلول به مقدار 86/0 گرم بر کیلوگرم از کانی فلوگوپیت و بیشترین پتاسیم تبادلی و غیر تبادلی به ترتیب، به میزان 56/1 و 64/29 گرم بر کیلوگرم از کانی بیوتیت آزاد شد. کانی موسکویت با مقادیر 19/0، 34/0 و 41/1 گرم بر کیلوگرم به ترتیب کمترین آزاد سازی پتاسیم محلول، تبادلی و غیر تبادلی را در بین کانی های مورد مطالعه داشت. به طور کلی روند رها سازی پتاسیم از کانی ها دارای دو فاز مشخص رهاسازی سریع در مراحل اولیه و رها سازی با سرعتی کمتر تا انتهای آزمایش می باشد. پیشنهاد می شود که در پژوهش های بعدی، بازه زمانی طولانی تری برای رهاسازی پتاسیم در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: اسید اگزالیک، رها سازی پتاسیم، کانی های پتاسیم دار، شکل های پتاسیم
  • فهیمه نیک سرشت، مجید افیونی، امیرحسین خوشگفتارمنش، وجیهه درستکار صفحه 35
    گیاه پالایی یکی از روش های اصلاح خاک های آلوده است. در این روش از گیاهان مقاوم با پتانسیل جذب بالا، جهت پاکسازی عنصر آلاینده استفاده می شود. هدف از این پژوهش گلخانه ای، یافتن گیاه مناسب با بیش ترین ضریب انتقال و غلظت روی در شاخسار بود. به این منظور خاک معدن سرب و روی باما در منطقه ایرانکوه استان اصفهان با غلظت بالای روی انتخاب گردید. جهت مقایسه قدرت پاکسازی گیاهان، گیاه آفتابگردان (L. Heliantus annus)، شبدر قرمز (Trifolium pretense L.)، تالاسپی سیرلسنز ((Thlaspi caerulescens و تاج خروس وحشی (Amaranthus retroflexus) در 3 تکرار و در قالب طرح کاملا تصادفی در گلدان های 8 کیلوگرمی کشت شدند. بعد از گذشت 70 روز، شاخسار و ریشه گیاهان برداشت شد و غلظت روی در این بافت ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد بیشترین غلظت روی با تفاوت معنی دار نسبت به دیگر گیاهان، در ریشه و شاخسار گیاه تالاسپی سیرلسنز به ترتیب با مقادیر 3125 و 4041 میلی گرم در گیلوگرم مشاهده شد. بیش ترین ضریب انتقال و فاکتور تجمع زیستی نیز، مربوط به گیاه تالاسپی سیرلسنز بود. براساس نتایج این پژوهش، گیاه تالاسپی سیرلسنز یک گیاه بیش انباشتگر مناسب جهت پاکسازی خاک های آلوده به روی بود.
    کلیدواژگان: گیاه بیش انباشتگر، گیاه پالایی، عنصر روی، ضریب انتقال، فاکتور تجمع زیستی
  • محمدرضا یزدانی، مسعود پارسی نژاد، علیرضا سپاسخواه، ناصر دوات گر، شهاب عراقی نژاد صفحه 47
    آبیاری تناوبی با فواصل زیاد در شالیزارها می تواند موجب بروز ترک در خاک، تلفات آب و به دنبال آن آسیب به گیاه گردد. این مطالعه با هدف بررسی روند ترک پذیری و عوامل موثر بر آن در خاک چهار نقطه از شالیزارهای استان گیلان) موسسه تحقیقات برنج کشور در رشت، آستانه، شاندرمن و خمام) که از نظر واحدهای فیزیوگرافی متفاوت بودند از طریق اندازه گیری و ثبت مشخصه های مربوط به روند ترک برداری در سطح مزرعه و پس از قطع آبیاری در مرحله رشد زایشی گیاه برنج انجام شد. تجزیه خاک نشان داد که علی رغم تشابه در نوع کانی غالب، ضریب انبساط خطی در خاک موسسه و خمام نسبت به دو خاک دیگر بیشتر است. ابعاد ترک ها هم بستگی معنی داری با رطوبت حجمی و مقدار رس خاک نشان دادند. روند زمانی توسعه ترک (عمق و پهنا و تراکم) نشان داد که این روند در خاک های مختلف متفاوت بوده اما متاثر از رطوبت خاک می باشدکه این متغیر نیز خود متاثر از عمق آب زیرزمینی می باشد. عمق ترکها در هیچ کدام از خاک ها از سخت لایه شخمی عبور نکرد. خاک های مورد مطالعه دارای یک حد آستانه نسبتا مشخص در رابطه با پهنا و عمق ترک در فاصله زمانی حدود 20 تا 25 روز پس از قطع آبیاری بودند، به طوری که پس از این زمان، مقدار نسبتا ثابتی از پهنا در حدود 3، 2، 5/2 و 5 سانتی متر و عمق ترک در حدود20، 25، 17 و 27 سانتی متر به ترتیب برای خاک های آستانه، خمام، شاندرمن و موسسه را نشان دادند.
    کلیدواژگان: شالیزار، ترک، آبیاری، انقباض، بار مکش، عمق آب زیرزمینی
  • مهدی نجفی قیری، حمیدرضا اولیایی صفحه 61
    اگر چه افزودن مواد بهساز به خاک جهت تغییر وضعیت پتاسیم خاک نیست، اما تاثیرات جانبی این مواد می تواند در توزیع پتاسیم بین شکل های محلول، تبادلی و غیرتبادلی خاک مهم باشد. در پژوهش حاضر تاثیر افزودن مقدار 2 درصد زئولیت، 2 درصد ورمی کمپوست و 1 درصد زئولیت+ 1 درصد ورمی کمپوست روی10 خاک آهکی استان فارس در 5 راسته، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. نمونه ها به مدت 90 روز در دمای 2±22 درجه سلسیوس و 50 درصد رطوبت اشباع نگهداری شده و سپس شکل های مختلف پتاسیم در آنها اندازه گیری گردید. افزودن زئولیت سبب افزایش 279 میلی گرم بر کیلوگرم در پتاسیم تبادلی، کاهش 24 میلی گرم بر کیلوگرم در پتاسیم غیرتبادلی و عدم تغییر معنی دار پتاسیم محلول شد. کاربرد ورمی کمپوست اگر چه شکل محلول و تبادلی پتاسیم را افزایش داد اما این تاثیر بیشتر در جهت افزایش پتاسیم محلول بود (افزایش 139 میلی گرم بر کیلوگرم). ترکیب زئولیت+ورمی کمپوست سبب افزایش هر سه شکل پتاسیم گردید. افزایش پتاسیم محلول در نتیجه کاربرد ورمی کمپوست می تواند احتمال آبشویی پتاسیم را افزایش دهد؛ اما کاربرد زئولیت می تواند با نگهداشتن پتاسیم در فاز تبادلی از آبشویی و تثبیت پتاسیم جلوگیری کند.
    کلیدواژگان: اسمکتیت، تثبیت پتاسیم، توزیع شکل های پتاسیم، زئولیت، ورمی کمپوست
  • نوید دهقانی، مهدی وفاخواه * صفحه 75

    مسئله رسوب یکی از مسائل و مشکلات مربوط به بهره برداری از منابع آب می باشد. برای تخمین بار بستر روابط متعددی ارایه شده اند. در این تحقیق به منظور گزینش مناسب ترین روش برآورد بار بستر در رودخانه ناورود در ایستگاه هیدرومتری خرجگیل از 11 روش پر کاربرد شامل روش های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی از قبیل انیشتین، توفالتی، میر پیتر مولر، ون راین، ون راین اصلاح شده، یالین، بگنولد، فرایلینک، حبیبی و سیوا کومار و ساماگا برای محاسبه باربستر استفاده گردید نتایج نشان داد که روش حبیبی و سیواکومار با میانگین محاسباتی به مشاهده ای 35/1، انحراف معیار محاسباتی به مشاهده ای96/1، ریشه میانگین مربعات خطا 63/1 و هم چنین ارزیابی بر اساس نسبت ناجوری که نسبت نرخ حمل پیش بینی شده به اندازه گیری شده است با 82/33 درصد در محدوده تخمین5/0 تا 2 در مقایسه با روش های دیگر روش مناسب تر شناخنه شد.

    کلیدواژگان: رسوب، بار بستر، نسبت ناجوری، روش های هیدرولیکی بار بستر
  • حسن گلیج، جواد احدیان، مهدی قمشی، حامد ارجمندی صفحه 89
    نقطه غوطه وری هنگامی روی می دهد که در برخورد جریان غلیظ با سیال ساکن، جریان غلیظ به درون سیال ساکن نفوذ کرده باشد. در این تحقیق پارامترهای هیدرولیکی جریان غلیظ و هم چنین شیب بستر سیال ساکن که بر نقطه غوطه وری تاثیر گذار هستند، تحت شرایط دو مدل تلاطمی استاندارد و RNG (که در سراسر متن به اختصار مدل استاندارد و RNG از آنها یاد خواهد شد) با استفاده از مدلFlow-3D مورد بررسی قرار گرفته اند. در این تحقیق ابتدا یک مدل فیزیکی ساخته شد و آزمایش های مختلف- در مجموع 36 آزمایش در آن انجام گردید. سپس با استفاده از مدل Flow-3D ارتفاع نقطه غوطه وری برای شرایط آزمایشگاهی موجود تحت شرایط دو مدل آشفتگی مذکور شبیه سازی شد. بررسی مقایسه ای نشان داد که عمق غوطه وری برآورد شده تحت مدل آشفتگی RNG نسبت به مدل استاندارد، به مقادیر اندازه گیری شده آزمایشگاهی نزدیک تر می باشد. این در حالی است که در شیب 12 درصد مدل RNG مقدار 28/12 درصد و مدل استاندارد حدود 30 درصد نتایج را بیشتر از داده های آزمایشگاهی پیش بینی نموده است. در مجموع برای کلیه شیب ها به طور متوسط نتایج حاصل از مدل تلاطمی RNG، 5/10 درصد و نتایج حاصل از مدل استاندارد 27 درصد بیشتر از مقادیر اندازه گیری شده می باشد. با توجه به بررسی آماری انجام شده مشخص گردید که مدل تلاطمی RNG به طور کلی نتایج ارتفاع غوطه وری را با دقت رضایت بخشی نسبت به مدل استاندارد تخمین می زند.
    کلیدواژگان: جریان غلیظ، نقطه غوطه وری، مدل های آشفتگی، مدل فیزیکی، Flow، 3D
  • فرزاد مرادی، بیژن خلیلی مقدم، سیروس جعفری، شجاع قربانی دشتکی صفحه 101
    تکنیک های محاسباتی نرم در سه دهه اخیر به طور وسیعی در تحقیقات علمی و مسائل مهندسی مطالعه و به کار برده شده اند. هدف از این پژوهش، بررسی توانایی شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) و عصبی- فازی (NF) در برآورد پارامتریک منحنی نگهداشت رطوبتی خاک (SWRC) با استفاده از داده های کشت و صنعت های استان خوزستان بود. آنالیز حساسیت نیز جهت انتخاب ترکیب بهینه ورودی ها به کار برده شد. در تحقیق حاضر معادله های ون گنوختن و فردلند و زینگ جهت برآورد پارامتریک SWRC استفاده شد. ویژگی های اندازه گیری شده شامل توزیع اندازه ذرات خاک، ماده آلی، چگالی ظاهری، کربنات کلسیم معادل، نسبت جذب سدیم، هدایت الکتریکی عصاره اشباع، اسیدیته خاک، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، حدود خمیری و روانی، مقاومت نفوذی، درصد رطوبت اشباع و محتوی رطوبتی در مکش های 33،100، 500 و 1500 کیلوپاسکال بودند. نتایج این پژوهش بر پایه شاخص های ارزیابی عملکرد نشان داد که هر دو مدل MLP و NF برآوردهای مناسبی از SWRC ارائه دادند در حالی که شبکه عصبی برآوردهای بهتری از مدل عصبی- فازی فراهم کرد. به عنوان مثال مقادیر آماره NMSE در برآورد Sθ، rθ، α، n و m در معادله فردلند و زینگ با استفاده از مدل های MLP و NF به ترتیب برابر (059/0، 061/0)، (154/0، 162/0)، (109/0، 117/0)، (125/0، 135/0) و (129/0، 145/0) بودند. به علاوه پارامترهای α و n در عمق اول و rθ و α در عمق دوم در معادله فردلند و زینگ با دقت بیشتری نسبت به معادله ون گنوختن برآورد شدند.
    کلیدواژگان: منحنی نگهداشت رطوبتی خاک، تکنیک های محاسباتی نرم، برآورد پارامتریک، آنالیز حساسیت
  • بیژن خلیلی مقدم، زهرا قربانی، احسان شهبازی صفحه 117
    عوامل گوناگونی بر نرخ فرسایش پاشمانی تاثیر دارند که یکی از آنها میزان و نوع نمک می باشد. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر شوری و قلیائیت خاک بر قابلیت فرسایش پاشمانی در شیب های متفاوت بود. این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل سه عاملی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار با استفاده از دستگاه جام پاشمانی چندمتغیره اجرا شد. عامل اول شامل شوری و قلیائیت در چهار سطح (2=EC، 2=SAR؛ 24=EC، 15=SAR؛ 56=EC، 42=SAR و 113=EC، 47=SAR)، عامل دوم شدت بارندگی در دو سطح (5/2 و 5/3 میلی متر بر دقیقه) و عامل سوم شیب در دو سطح (5 و 15 درصد) بود. نتایج نشان داد که با افزایش شوری و قلیائیت میزان کربن آلی و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها کاهش یافت. اثر سطوح گوناگون شوری و قلیایی، شیب و شدت بارندگی بر نرخ فرسایش پاشمانی بالادست، پایین دست و کل فرسایش پاشمانی معنی دار بود. هم چنین اثر متقابل شیب-شوری و قلیائیت، شدت بارندگی- شوری و قلیائیت و شیب-شدت بارندگی- شور و قلیائیت بر نرخ فرسایش پاشمانی بالادست، پایین دست و کل فرسایش پاشمانی معنی دار بود. بنابراین به نظر می رسد که افزایش شوری و قلیائیت همراه با کاهش کربن آلی و پایداری خاکدانه ها سبب افزایش امکان وقوع فرسایش پاشمانی گردید.
    کلیدواژگان: دستگاه پاشمانی چندمتغیره، شوری و قلیائیت، فرسایش پاشمانی
  • رضا کریمی، محمدحسن صالحی، فایز رئیسی صفحه 131
    استفاده ناآگاهانه و غیرعلمی از اراضی مرتعی باعث تخریب آنها می گردد. بنابراین، تبدیل این مراتع تخریب شده به زمین های کشاورزی و سایر کاربری ها ممکن است کیفیت خاک را بهبود بخشد. هدف این مطالعه، ارزیابی تاثیر کشت و کار در مراتع تخریب شده بر برخی از ویژگی های خاک در منطقه صفاشهر استان فارس بود. بدین منظور، چهار کاربری شامل مرتع تخریب شده، مرتعی که به مدت 17 سال به زمین کشاورزی تبدیل شده بود، زمین کشاورزی که به مدت چهار سال به باغ سیب تبدیل شده بود و نیز باغ سیب قدیمی با قدمت 40 سال انتخاب شد. نمونه برداری به صورت کاملا تصادفی، از هر کاربری و از دو عمق (20-0 و 50-20 سانتی متر) و در پنج تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی مرتعی به سایر کاربری ها باعث افزایش ماده آلی و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD) در هر دو عمق خاک شده بود. جرم مخصوص ظاهری و رس قابل پراکنش در آب در کاربری های کشاورزی و باغ جدید نسبت به مرتع، افزایش و در باغ قدیمی، کاهش یافته بود. بنابراین، توصیه می گردد که از روش های نوین کشاورزی مانند کشت بدون شخم یا شخم حداقل به جای روش های سنتی کشاورزی استفاده شود و نیز از چرای بیش از حد دام در مراتع جلوگیری به عمل آید.
    کلیدواژگان: مراتع تخریب شده، تغییر کاربری اراضی، جرم مخصوص ظاهری، رس قابل پراکنش در آب، پایداری خاکدانه ها، ماده آلی
  • تورج هنر، صادق مظلوم شهرکی صفحه 141
    سرریزهای استوانه ای و نیم استوانه ای در سیستم های توزیع و انتقال آب، اندازه گیری جریان و کنترل سطح آب در کانال های روباز مورد استفاده قرار می گیرند. با بررسی تحقیقات انجام گرفته پیرامون سرریزهای جانبی مشخص شد که تاکنون از این گونه از سرریزهای به صورت جانبی استفاده نشده است لذا به دلیل راندمان مناسب آبگیری یا اقتصادی بودن آنها و نیز سهولت ساخت این سرریزها، مطالعه خصوصیات هیدرولیکی سرریزهای استوانه ای و نیم استوانه ای نظیر ضریب دبی و عمق جریان روی تاج سرریز در آزمایشگاه هیدرولیک بخش مهندسی آب دانشگاه شیراز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این آزمایشات نشان می دهد که به دلیل عدم جداشدگی جریان از بدنه سرریز، ضریب دبی جریان در سرریزهای جانبی استوانه ای ونیم استوانه ای نسبت به سایر سرریزهای از جمله لبه پهن افزایش می یابد که این افزایش تا 57 درصد هم مشاهده گردید و مشخص شد که با افزایش بار آبی در بالا دست سرریز ضریب دبی افزایش می یابد. لذا نتیجه گیری می شود که اجرای سرریزهای استوانه ای و یا نیم استوانه ای به صورت سرریز جانبی در مقایسه با سایر سرریزهای جانبی لبه پهن، ضمن کاهش در طول سرریز، افزایش راندمان هیدرولیکی و کاهش هزینه های اجرایی را به دنبال دارد.
    کلیدواژگان: ضریب سرریز جانبی، سرریزهای استوانه ای، سرریزهای نیمه استوانه ای، جریان متغیر مکانی
  • سیروس جعفری، حبیب الله نادیان صفحه 151
    با هدف بررسی تغییر خصوصیات خاک ها در یک ردیف پستی و بلندی مطالعه ای در استان خوزستان انجام شد. برای این منظور در امتداد شمالی جنوبی استان، خاکرخ هایی در اراضی مجاور رودخانه کارون حفر و خصوصیات این خاک ها تعیین شد. نتایج نشان داد که بافت خاک از بخش های شمالی به سمت جنوب با تغییرات تدریجی روبه سنگینی است. در اراضی پست، تکامل خاک به تشکیل افق سالیک و در برخی موارد تشکیل رنگدانه محدود شده است. علی رغم سطح بالای آب زیرزمینی در برخی از اراضی، به دلیل شوری زیاد گلی یا رنگدانه ها ملاحظه نشد. در بخش هایی از این اراضی با زه کشی نسبتا مناسب، آهک از سطح شسته و در عمق تجمع یافته بود. در این خاک ها تشکیل افق کلسیک با درجات توسعه متفاوت، حداکثر تکامل خاکرخی خاک منطقه را نشان می دهد. در بخش های میانی منطقه با سابقه کشت و کار بیشتر، تشکیل افق های کمبیک و یا کلسیک نشان از تحول خاکرخی بیشتر خاک دارد. تشکیل این افق علاوه بر بهبود شرایط زه کشی که سبب تسریع در آبشویی شده، به واسطه بهبود رشد موجودات زنده (متاثر از زه کشی) می باشد. وجود رس اسمکتیت در بخش های جنوبی منطقه به انتقال این رس از قسمت های بالادست در اثر جریان های سیلابی مربوط می گردد که در اثر فرآیندهای انتشار و رسوب به دلیل اندازه بسیار ریز در این خاک ها در همه افق ها تجمع یافته است. رس پالی گورسکایت در برخی از خاک ها به دلیل شرایط مناسب زه کشی و آبیاری شدید از خاکرخ خاک حذف شده و یا میزان آن به حداقل رسیده است. با این وجود کانی های رسی کلریت، اسمکتیت، ایلیت و کوارتز نیز در اندازه رس در این اراضی ملاحظه شد.
    کلیدواژگان: خاک، ردیف پستی و بلندی، زه کشی، کاتنا، تکامل
  • آرش ملکیان، حمید علی پور، میرمسعود خیرخواه زرکش، سعید قره چلو صفحه 165
    تعیین مکان های مناسب با دقت و سرعت مورد نیاز جهت پخش سیلاب از اهمیت بسیاری برخوردار است. هدف اصلی این تحقیق تهیه، استفاده و ارزیابی سامانه پشتیبان تصمیم گیری برمبنای تکنیک های GIS و RS به منظور شناسایی و اولویت بندی نواحی مناسب پخش سیلاب، در منطقه مورد مطالعه می باشد. در این مطالعه منطقه مناسب برای پخش سیلاب براساس چهار معیار اصلی، هشت زیر معیار و بیست و چهار شاخص انتخاب گردید در نهایت 5 سناریو تهیه و ارزیابی گردید (یک سناریو بر اساس ارزش نسبی برابر برای 4 معیار، و چهار سناریو بر اساس تفاوت آشکار یکی از معیارهای اصلی). مقایسه میانگین مطلوبیت در بین پنج سناریو نشان دهنده آن است که زیرحوزه 1 در 3 سناریو(ارجحیت نفوذ، ارجحیت کاربرد آب و برابری تمامی معیارهای اصلی) دارای میانگین مطلوبیت بالاتری بوده لذا در میان 2 زیرحوزه در این سناریوها دارای ارجحیت بیشتری نسبت به دیگر زیرحوزه می باشد. از بین 2 زیرحوزه منطقه ایور، با توجه به میانگین مطلوبیت آنها، زیرحوزه 1 و از بین سناریوهای اجرا شده، سناریوی 1 (ارجحیت معیار اصلی نفوذ) به عنوان اولویت اول انتخاب گردیدند. اولویت دوم برای مکان یابی پخش سیلاب متعلق به زیرحوزه 2 و با سناریوی 1 می باشد.
    کلیدواژگان: پخش سیلاب، DSS، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، سامانه اطلاعات جغرافیایی، حوزه آبخیز ایور
  • سیده سمیرا حشمتی، حبیب الله بیگی هرچگانی صفحه 179
    به منظور ارزیابی کیفیت شرب آب زیرزمینی شهرکرد براساس یک شاخص کیفیت آب زیرزمینی (GWQI) در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی، مولفه های pH، EC، TDS (کل جامدات محلول)، TSS (کل جامدات معلق)، کدورت،+2Ca، +2Mg، Na+، K+، Cl-، -3 HCOو SO42- در 97 حلقه چاه اندازه گیری و سختی کل محاسبه شد. نقشه های مولفه ها به روش زمین آماری ترسیم شد. این نقشه ها حاکی از کیفیت خوب آب در شمال غربی آبخوان و کاهش کیفیت به طرف جنوب آبخوان بود. پس از نرمال کردن نقشه هر مولفه و تبدیل به نقشه رتبه و استخراج وزن هر مولفه از نقشه رتبه، نقشه شاخص GWQI (با مقادیر عددی بین صفر تا 99) تهیه شد. کیفیت آب زیرزمینی شهرکرد براساس میانگین نقشه شاخص، 84، مناسب بوده و شاخص کیفیت از شمال غرب (87=GWQI) به سمت جنوب کاهش می یابد (80=GWQI). علت این کاهش کیفیت به وجود مراکز صنعتی، دامداری و کشاورزی فشرده، تصفیه خانه فاضلاب در جنوب دشت و نیز جهت شمال به جنوب گرادیان هیدرولیکی نسبت داده شد. تحلیل حساسیت به روش حذف تک نقشه ها نشان داد شاخص GWQI در سفره شهرکرد نسبت به TSS و تا اندازه ای Na+ حساس تر است. بنابراین این دو مولفه بایستی با دقت و تکرار بیشتری پایش شوند.
    کلیدواژگان: سفره شهرکرد، کیفیت آب شرب، شاخص GWQI، نقشه های نرمال، نقشه های رتبه، تحلیل حساسیت، GIS
  • شهین مرادی پور، حسین زینی وند، عبدالرضا بهره مند، علی نجفی نژاد صفحه 193
    ارزیابی رفتار هیدرولوژی و بررسی فرسایش خاک به عنوان یک بحران زیست محیطی، به منظور حفظ امنیت اکولوژیکی حوزه آبخیز در سطح مطلوب، ضرورت دارد. در این تحقیق سعی بر این است که با استفاده از مدل هیدرولوژیکی توزیعی- مکانی WetSpa، رسوب-گراف آبخیز طالقان را شبیه سازی نموده و از این طریق میزان کارایی مدل جهت پیش بینی فرسایش و رسوب مشخص گردد. نقشه های رقومی پایه و سری های زمانی پیوسته در گام زمانی روزانه ورودی های اصلی مدل می باشند. واسنجی پارامترهای مدل برای 5 سال ابتدای دوره آماری و اعتبارسنجی مدل برای دوره 4 ساله بعدی و با لحاظ کردن دوره سه ماهه آماده سازی (گرم شدن) مدل در آغاز هر دوره انجام شد. نتایج ارزیابی مدل، صحت شبیه سازی دبی جریان را بر اساس معیار نش- ساتکلیف 7/82 درصد در دوره واسنجی و 79 درصد در دوره اعتبارسنجی نشان می دهد. در ادامه به منظور شبیه سازی فرسایش و انتقال رسوب، واسنجی بخش (ماژول) فرسایش و رسوب صورت گرفت. نتایج، معیار نش- ساتکلیف 60 و 64 درصد را به ترتیب برای غلظت و انتقال رسوب معلق نشان داد. نتایج ارزیابی مدلWetSpa در آبخیز طالقان، نشان می دهد مدل مولفه های هیدرولوژیک از جمله رواناب و هم چنین کنش خاک توسط قطرات باران و جریان سطحی، هدررفت خاک و غیره را در مکان و زمان با دقت قابل قبول برآورد می کند.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، مدل هیدرولوژیکی، توزیعی، WetSpa، فرسایش و انتقال رسوب، آبخیز طالقان
  • حسین شکفته صفحه 205
    به منظور بررسی اثر عمق های مختلف جایگذاری نوار تیپ در آبیاری قطره ای و زمان کوددهی در طول دوره آبیاری بر عملکرد سیب-زمینی پژوهشی در منطقه جیرفت انجام شد. این تحقیق به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار انجام که عمق جایگذاری نوار تیپ به عنوان کرت اصلی و زمان کوددهی به عنوان کرت فرعی منظور گردید. نتایج نشان داد که عمق جایگذاری بر عملکرد غده، ارتفاع و تعداد ساقه، قطر ساقه و وزن خشک بوته در سطح احتمال یک درصد و بر تعداد غده و وزن تر بوته و طول استولون در سطح پنج درصد معنی دار بود. زمان کوددهی بر عملکرد غده، قطر ساقه، تعداد ساقه و ارتفاع بوته در سطح یک درصد و بر وزن خشک بوته و تعداد غده در سطح پنج درصد معنی دار، و بر صفات دیگر غیر معنی دار بود. اثرات متقابل تیمارها نیز بر عملکرد غده، قطر ساقه و ارتفاع بوته و تعداد غده در سطح یک درصد و بر وزن خشک بوته در سطح پنج درصد معنی دار و بر صفات دیگر غیرمعنی دار بود. با توجه به نتایج، بهترین عمق نوار تیپ برای سیب زمینی، 15 سانتی متر و مناسب ترین زمان کوددهی، اواسط دوره آبیاری است.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای زیر سطحی، زمان کوددهی، سیب زمینی، جیرفت
  • محمد نخعی، وهاب امیری صفحه 215
    مدل سازی جریان آب و انتقال مواد محلول در محیط های متخلخل دارای اشباع شدگی متغیر نیازمند اطلاعات تکمیلی و دقیق خصوصیات هیدرولیکی خاک می باشد. خصوصیات هیدرولیکی که در این مطالعه با استفاده از حل معکوس تعیین شده اند هدایت هیدرولیکی غیر اشباع K(h) و تابع نگهداشت آب θ(h) می باشد. در روش حل معکوس فرض می شود که K(h) و θ(h) را همانند پارامترهای انتقال به صورت هم زمان و با استفاده از داده های جریان ناپایدار و به کارگیری آنها در حل معکوس معادلات حاکم بر جریان و انتقال مواد تعیین کرد. به منظور دستیابی به نتایجی واحد، قابل شناسایی و پایدار در موقعیت ها و شرایط مختلف آزمایشی، آزمایش عددی جدید توزیع مجدد مورد ارزیابی و استفاده قرار گرفت. برای مطالعه شکل تابع هدف در حالت کمترین مقدار آن، سطوح پاسخ برای پارامترهای تخمینی تهیه شد. حساسیت خروجی های مدل نسبت به تغییر پارامترهای ورودی نیز محاسبه و تحلیل شد. نتایج آزمایش توزیع مجدد نشان می دهد زمانی که متغیرهای خروجی های مدل به اندازه کافی به پارامترهای بهینه شده حساس نیست عدم یگانگی جواب افزایش می یابد. مقادیر تخمینی پارامترها به بزرگی خطای داده های اندازه گیری شده حساس است. در این آزمایش، تخمین پارامتر بر اساس داده های بار فشار حل یگانه ای را در اختیار قرار می دهد. به دلیل جریان ترجیحی در نمونه، مشاهدات کشش سنجی می تواند نتایج اشتباهی برای حل معکوس مساله مورد نظر ارائه دهد. استفاده از اطلاعات هدایت هیدرولیکی می تواند یگانگی جواب را بیشتر کرده و خطای تخمین پارامترهای تجربی α و n را کاهش دهد. آنالیز حساسیت می تواند ابزار مفیدی برای تعیین زمان بهینه و توزیع موقعیت نقاط مشاهداتی در آزمایش باشد.
    کلیدواژگان: تخمین پارامتر، حل معکوس، تابع هدف، سطح پاسخ
  • راضیه رمزی، عباس خاشعی سیوکی*، علی شهیدی صفحه 227

    محدودیت منابع آب موجود و بحران های ناشی از کمبود آب مدت هاست که موضوع بحث بسیاری از محافل تخصصی آب می باشد. در شرایط آب و هوایی ایران مشکل اصلی در راه افزایش تولید محصولات کشاورزی، محدودیت منابع آب است. روش های آبیاری قطره ای یک راه حل مناسب جهت استفاده بهینه از منابع آب می باشند، به شرطی که انتخاب، طراحی، اجرا و بهره برداری سیستم آبیاری قطره ای با دقت کافی و به طور اصولی انجام گیرد. در این تحقیق پتانسیل و تناسب اجرای سیستم های آبیاری قطره ای در استان خراسان جنوبی با توجه به شرایط اقلیمی، کیفیت منابع آب زیرزمینی، وضعیت توپوگرافی و مشخصات خاک مناطق مذکور، ارزیابی شده است. بدین منظور کلیه پارامترهای موثر در آبیاری قطره ای با استفاده از نرم افزار Arc GIS 9.3 پهنه بندی و کلاس بندی شده و توسط روش میانگین حسابی در AHP تبدیل به یک نقشه شدند که در واقع نقشه نهایی برای مکان یابی سیستم های آبیاری قطره ای در استان بود. با توجه به تحقیق حاضر حدود 50 درصد اراضی استان خراسان جنوبی قابلیت اجرای سیستم آبیاری قطره ای را دارد. در 50 درصد باقیمانده هم به استثنای 9 دشت با اجرای تمهیداتی می توان از سیستم قطره ای استفاده نمود. با این وجود طرح های قطره ای اجرا شده در استان کم بوده و بایستی جهت اطلاع رسانی و سایر اقدامات برای توسعه این سیستم ها در استان تلاش بیشتری صورت گیرد.

    کلیدواژگان: آبیاری موضعی، مکان یابی، GIS، AHP
  • معصومه پیشگیر، سیروس جعفری صفحه 237
    به منظور بررسی مقایسه تثبیت پتاسیم و آمونیوم توسط رس های جداسازی شده از خاک با سیستم های مختلف کشاورزی، از دو منطقه شمال و جنوب استان خوزستان در شهرستان های شوشتر و آبادان نمونه های خاک از کشت های نیشکر، تناوبی، نخلستان و بایر در عمق های صفر تا 30 و60 -30 سانتی متری نمونه برداری شد. برای مقایسه تثبیت پتاسیم و آمونیوم به رس های جداسازی شده از 30 نمونه خاک، هم زمان غلظت های کلرید پتاسیم و کلرید آمونیوم (صفر، 50، 100، 200، 400، 600، 800، 1000 میلی گرم بر کیلوگرم) اضافه گردید. نمونه ها به مدت 24 ساعت در شرایط آزمایشگاهی (دمای 20 درجه سلسیوس بدون تکان دادن) نگه داری شد. سپس با استات منیزیم عصاره گیری و مقادیر پتاسیم و آمونیوم قابل جذب تعیین و سپس مقدار پتاسیم و آمونیوم تثبیت شده از تفاوت این مقادیر محاسبه گردید. نتایج مطالعه کانی شناسی با روش پراش پرتو ایکس وجود کانی های رسی کائولینیت، پالی گورسکایت، ایلیت، کلرایت، اسمکتیت و کوارتز را در مناطق مورد مطالعه نشان داد. مقایسه میانگین میزان تثبیت پتاسیم و آمونیوم با آزمون دانکن نشان داد که با افزایش غلظت پتاسیم و آمونیوم، مقدار و درصد تثبیت افزایش یافته است. بیشترین تثبیت پتاسیم و آمونیوم در لایه سطحی رس های خاک اراضی تحت کشت تناوبی شوشتر و برای رس های آبادان در نخلستان بود. مقایسه تثبیت پتاسیم و آمونیوم نشان داد که در هر دو کاتیون، با افزایش غلظت میزان تثبیت افزایش یافته است ولی افزایش غلظت یکی باعث کاهش میزان تثبیت دیگری و برعکس شده است. هم چنین میزان تثبیت آمونیوم در این مناطق توسط این رس ها بیشتر از پتاسیم بوده است که این امر ممکن است به اثر کانی های رسی اسمکتیت و تثبیت بیشتر آمونیوم توسط این کانی نسبت به کانی های رسی دیگر باشد. نتایج این تحقیق می تواند برای مدیریت کودهای پتاسیمی و آمونیوم دار در اراضی زراعی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: کانی های رسی، تثبیت، پتاسیم، آمونیوم و کشت
  • رضا لاله زاری، سعید برومندنسب، مهدی بهرامی صفحه 251
    سرعت پیشروی از فاکتورهای مهم در طراحی و شبیه سازی سیستم های آبیاری سطحی به شمار می رود. بیلان حجم یک مدل ساده طراحی و مدیریتی سیستم آبیاری سطحی است که بر پایه معادله پیوستگی ایجاد شده است. در گذشته مدل های بیلان حجم بر این فرض استوار بود که عمق جریان سطحی در بالادست ثابت و برابر با عمق نرمال می باشد که این فرض اولیه امکان بروز خطای معنی دار را در محاسبه پیشروی جریان فراهم می آورد. در این تحقیق مدل بیلان حجم اصلاح شده برای پیش بینی منحنی پیشروی در آبیاری شیاری توسعه یافته است. در مدل پیشنهادی عمق جریان در ابتدای شیار متغیر با زمان و برابر با عمق واقعی جریان در این مقطع در نظر گرفته شد. طول پیشروی پیش بینی شده توسط روش بیلان حجم کلاسیک، بیلان حجم ترکیبی با اینرسی صفر و مدل اصلاح شده بیلان حجم در تحقیق حاضر با داده های مشاهده ای به دست آمده از سه طول شیار 60، 80 و 90 متری مقایسه گردید. شاخص های ارزیابی دقت مدل اصلاح شده را بیشتر از دو مدل دیگر با RMSE به ترتیب 26/9، 37/7 و 76/6 نشان می دهد. آنالیز حساسیت نشان داد که دبی ورودی بیشترین تاثیر را در مدل داشته و مدل ارائه شده در مقایسه افزایش دبی نسبت به کاهش دبی حساسیت ببیشتری دارد.
    کلیدواژگان: پیشروی، آبیاری شیاری، بیلان حجم و آنالیز حساسیت
|
  • A. Esmaili Dastjerdipour, M. H. Farpoor, M. Sarcheshmehpour Page 1
    Organic substances produced by cyanobacteria and some polymeric compounds play a role in soil aggregation and increase soil structure stability in sandy soils. Effects of biological soil crusts and some polymeric compounds on some properties of a sandy soil were investigated in this research. Inoculation of three cyanobacterial treatments (Nostoc sp., Phormidium sp. and their combination) and four time intervals on crust formation, organic carbon and calcium carbonate contents, resistance to penetration and MWDD in soils below the crusts were studied in the first experiment. Combination of two cyanobacterial species in 60 days treatment with 2.2 % organic carbon, 0.2 Mpa resistance to penetration, and 96.7 % large aggregates was introduced as the superior treatment. Effect of superior cyanobacteria and time treatments on aggregate size distribution was studied in the second part of this experiment. Sixty-day treatment with 96.7 % of large aggregates was the most effective treatment. Structural stability of a sandy soil influenced by four concentration levels (0, 1, 2 and 4%) of anionic polyelectrolyte polymer at the depths of 1, 2 and 3 cm was investigated in the second experiment. Four percent concentration treatment of polymer with 0.6 Mpa resistance to penetration and 90.9 % large aggregates was the most effective one. A significant difference in resistance to penetration among three depth intervals was also observed.
    Keywords: Organic carbon, Polymer, Cyanobacterium, Resistance to penetration, MWD
  • J. Abedi Koupai, S. S. Eslamian, S. Y. Hasheminejad, R. Mirmohammad, Sadeghi Page 13
    Phytoremediation models are important to understand the processes governing phytoremediation and the management of contaminated soils. Little effort has been made for evaluating the potential of the phytoremediation of metals based on the mathematical models. Therefore, the purpose of this study was modeling the phytoremediation of the nickel-contaminated soils. For this purpose, a model was recommended for estimating the rate of the phytoremediation of nickel from the soil by means of relative transpiration reduction and concentration of nickel in the plant functions. To evaluate the model, soil was contaminated with different levels of nickel by nickel nitrate. Then, the pots were filled with contaminated soil and Basil (ocimum tenuiflirum L.) seeds were planted. To avoid the dry tension, the pots were weighed and irrigated to the point of field capacity (FC) at short time intervals (48 hours). The plants were harvested in four times. At each harvesting stage, the relative transpiration values and nickel concentration in the soil and plant samples were measured. The performance of the model was evaluated by statistical methods such as Maximum Error, Root Mean Square Error, Coefficient of Determination, Efficiency of Model and Coefficient of Residual Mass. Results demonstrated that in the case of nickel contamination in soil, changes in the relative transpiration of Basil can be measured by the two proposed models and the linear model (R2=0.94) has a better performance compared to the nonlinear one (R2=0.84). Also the model obtained from the combination of linear function and nickel's concentration in soil has a relatively good (R=0.7) fit with the measured values of the remediation rate of nickel in soil.
    Keywords: Contaminated soils, Phytoremediation, Nickel, Relative transpiration, Modeling
  • H. Hatami, A. Karimi, A. Fotovat, H. Khademi Page 23
    Organic acids play an important role in improving the bioavailability of soil nutrients. The objectives of this study were to determine the effect of oxalic acid on the release of soluble, exchangeable and non-exchangeable forms of K from micaceous minerals and potassium feldspars, and also to investigate the trend of K release by time. A laboratory study was carried out using a completely randomized design with two replicates. Biotite, phlogopite, muscovite, Zanjan and Yazd K-feldspars (< 50 μm size) were treated with 0, 10 and 100 mM of oxalic acid solutions for a period of 5 hours and 20, 60 and 90 days. The amount of K was determined by flame photometer. The results indicated that most amount of soluble, exchangeable and no-exchangeable K was released by 100 mM of oxalic acid. The maximum soluble K (0.86 gKg-1) was released from phlogopite, and the maximum exchangeable and non-exchangeable K (1.5 and 29.6 gKg-1, respectively) were released from biotite. Muscovite with 0.19, 0.34 and 1.41 gKg-1 of soluble, exchangeable and non-exchangeable K, respectively, had the lowest release of K among the studied minerals. The kinetics K release from minerals consisted of two phases. The first phase was relatively rapid and then it had a slow rate until the end of the experiment. Given that the applied concentration of organic acid was high, potassium release during the experiment period did not reach the steady state. Therefore, a longer period of release experiment is suggested.
    Keywords: Oxalic acid, Potassium release, K, bearing minerals, Forms of potassium
  • F. Nikseresht, M. Afyuni, A. H. Khoshgoftarmanesh, V. Dorostkar Page 35
    Phytoremediation is one of the best methods for cleaning heavy metal contaminated soils. In this method, tolerant plants with high absorption potential are used to clean up the pollutant. The purpose of this greenhouse study was to find the most suitable plants with the highest Zn translocation factor and shoot concentration. Soil samples were collected from zinc and lead Bama mine in Isfahan province, Iran. To compare the hytoextraction power, Heliantus annus.L., Thlaspi caerulescens, Trifolium pretense L. and Amaranthus retroflexus were planted in 8 kilogeram pots. The experiment was conducted in completely randomized design with three replications. After seventy days, plants root and shoot were harvested and Zn concentration was measured. The result showed that Thlaspi caerulescens had significantly higher root and shoot Zn concentration (3125 and 4041 mg kg-1, respectively). The highest bioaccumulation factor and translocation factor was observed in Thlaspi caerulescens. Based on this research, Thlaspi caerulescens was one of the suitable Zn hyper accumulators for cleaning up the Zn pollution.
    Keywords: Hyper accumulator, Phytoremediation, Zinc, Translocation factor, Bioaccumulation
  • M. R. Yazdani, M. Parsinejad, A. R. Sepaskhah, N. Davatgar, S. Araghinejad Page 47
    Intermittent irrigation of paddy fields with long intervals can cause cracks in heavy soils, facilitate loss of water and finally damage the crop. This study was carried out in order to investigate the cracking trend and some other factors affecting soil cracking in four different physiographical areas of paddy field. The study areas were Rasht, Shanderman, Astaneh and Khomam in Guilan province. The experiment was carried out in paddy fields with transplanted rice by determining the physical properties relevant to cracking behavior after irrigation withdrawal in the reproductive stage. Soil analysis showed that despite similarity in type of dominant minerals, the linear expansion coefficients of Rasht and Khomam soils were higher than those of two other areas. In addition, there was a significant relationship between crack dimensions and volumetric soil water content and clay content. Furthermore, the temporal variation in study of crack development (depth, width and density) showed that they varied in different areas and were affected by volumetric soil water content and the groundwater depth. In addition, the depth of cracks in all soils did not reach the hard pan. All the investigated soils showed a definite threshold for width and depth of cracks for 20-25 days after irrigation withdrawal. After this period, specific values for width (about 3.0, 2.0, 2.5, and 5.0 cm) and depth of cracks (20, 25, 17, and 27 cm) were registered for Astaneh, Khomam, Shanderman and Rasht, respectively.
    Keywords: Paddy fields, cracks, irrigation, contraction, matric head, groundwater depth
  • M. Najafi, Ghiri, H. R. Owliaie Page 61
    Although addition of amendment materials to soil is not for changing of soil K status, secondary effects of these materials can be important in K distribution among soluble, exchangeable and non-exchangeable forms. In this research, effect of addition of 2% zeolite, 2% vermicompost and 1% zeolite+ 1% vermicompost on 10 calcareous soils of Fars province belonging to five orders was investigated. The experiments were done as a randomized complete block with three replicates. Samples were incubated at 22±2 °C and 50% of saturated moisture content for 90 days. Then different forms of K were determined in the samples. Zeolite application induced 279 mg kg-1 increase in exchangeable K and 24 mg kg-1 decrease in non-exchangeable K, but it had not a significant effect on soluble K. Although vermicompost application increased soluble and exchangeable K, its effect was more sensible for soluble K (139 mg kg-1). Zeolite+vermicompost application increased all forms of K. Increase in soluble K with vermicompost application may increase risk of K leaching; but zeolite application can preserve K in exchangeable phase and inhibit K leaching and fixation.
    Keywords: Smectite, K fixation, K forms distribution, Zeolite, Vermicompost
  • N. Dehghani, M. Vafakhah Page 75

    Sediment is as one of problems related to water resources utilization. Numerous formulas have been developed for bed load estimation in rivers. In this study, eleven common formulas including hydrologic and hydraulic methods such as Einstein; Tofalti; Meyer, Peter and Muller; Van Rayne; Modified Van Rayne; Yalin; Bagnold; Fraylink; Habibi and Sivakumar and Samaga were used for selection of the most suitable bed load estimator formula in Kharajgil hygrometry station on Navrud river. The results showed that Habibi and Sivkumar formula is the most suitable with the mean computed to observed data=1.35, standard deviation computed to observed=1.96, RMSE=1.63 and ill sorted ratio(computed transportation ratio to observed)=33.82% within the range of 0.5 to 2.

    Keywords: Sediment, Bed load, Ill sorted ratio, Bed load hydraulic formulas
  • H. Goleij, J. Ahadiyan, M. Ghomeshi, H. Arjmandi Page 89
    While the mass density current penetrates the stagnant fluid, a plunge point occurs. In this regard, the boundary of the dense fluid with ambient fluid is determined at the plunge point height. In this research, the hydraulic parameters of the dense flow and the bed slope of the stagnant fluid which have a significant effect on the plunge point have been investigated under the two turbulence models: the k- and the RNG at the Flow-3D model. To achieve the purpose of this research, a physical model was set up at the hydraulics laboratory of Shahid Chamran University (SCU), Ahwaz, Iran. Then, using the Flow-3D model with both the k- and the RNG turbulence model, the height of the plunge point was simulated according to the same experimental condition. Findings showed that the predicted depth under the RNG model is closer to the results of the physical model. For example, the k- and RNG model for the 12% slope can estimate the plunge point depth by 30% and 12.28% respectively more than the experimental data. However, for all the slopes, the k-e model can on average overestimate by 27% and RNG model 10.5% more than the results of experimental data. The statistical analysis showed that the RNG model predicts the plunge point depths with a satisfactory precision.
    Keywords: Physical Model, Turbulence Model, Plunge Point Depth, Density Current, Flow, 3D
  • F. Moradi, B. Khalilimoghadam, S. Jafari, S. Ghorbani Dashtaki Page 101
    Soft computing techniques have been extensively studied and applied in the last three decades for scientific research and engineering computing. The purpose of this study was to investigate the abilities of multilayer perceptron neural network (MLP) and neuro-fuzzy (NF) techniques to estimate the soil-water retention curve (SWRC) from Khozestan sugarcane Agro-Industries data. Sensitivity analysis was used for determining the model inputs and appropriate data subset. Also, in this paper, the van Genuchten and Fredlund and xing models were used to predict SWRC. Measured soil variables included particle size distribution, organic matter, bulk density, calcium carbonate, sodium adsorption ratio, electrical conductivity, acidity, mean weight diameter, plastic and liquid limit, resistance of soil penetration, water saturation percentage and water content for matric potentials -33, -100, -500 and -1500 kPa. The results of this study in terms of various statistical indices indicated that both MLP and NF provide good predictions but the neural network provides better predictions than neuro-fuzzy model. For example, using MLP and NF models values of NMSE at prediction θs, θr, α, n and m in Fredlund and Xing equation corresponded to (0.059, 0.065), (0.154, 0.162), (0.109, 0.117), (0.129, 0.135) and (0.129, 0.145), respectively. Furthermore, α and n parameters at the first depth, and θr and α parameters at the second depth in Fredlund and Xing equation were estimated with higher accuracy compared with equivalent parameters in van Genuchten equation.
    Keywords: Soil, water retention curve, Soft computing technique, Parametric estimation, Sensitivity analysis
  • B. Khalili Moghadam, Z. Ghorbani, E. Shahbazi Page 117
    Salt with various kinds and contents is one of the most important factors affecting soil splash erosion rate. The aim of the present study was to evaluate various salinity and alkalinity levels on splash erosion rate and its components (upslope, down slope and total splash) in different slopes. A factorial experiment with three factors was conducted in a completely randomized design with three replications by a Multiple Splash Set (MSS). The treatments included splash erosion rate at 4 levels of salinity and alkalinity (EC: 2 dSm-1, SAR: 2، EC: 15, SAR: 24، EC: 56, SAR: 42، EC: 113, SAR: 47), two levels of rainfall intensity (2. 5 and 3. 5 mm. min-1) and 5% and 15% slope levels. The results showed that the organic carbon and mean weight diameter (MWD) decreased at higher levels of salinity and alkalinity. The effect of saline and sodic, slope and rainfall intensity levels on the splash erosion rate and its components was significant. Also, slope×saline and sodic, rainfall intensity×saline and sodic, slope×saline and sodic×rainfall intensity interaction treatment caused a significant increase in splash erosion rate and its components. It seems that splash erosion is increased in saline and sodic soils due to the reduction in OC and MWD.
    Keywords: Multiple splash set, Salinity, Alkalinity, Splash erosion
  • R. Karimi, M. Hassan Salehi, F. Raiesi Page 131
    Improper use of rangelands may lead to their destruction. Therefore, the conversion of these degraded rangelands to agricultural lands and other land uses may improve their soil quality. The purpose of the present study was to evaluate the impact of cultivation in the degraded rangelands on some soil characteristics in Safashahr region of Fars province. Four land uses including the rangeland with sparse vegetation (degraded rangeland), the rangeland converted to agricultural land over 17 years, the agricultural land converted to apple orchard for 4 years and also to an apple orchard for 40 years were selected. Samples were randomly taken from each land use at two depths (0-20 and 20-50 cm) with five replications. The results revealed that land use change significantly increased organic matter and MWD in both soil depths. Bulk density and water dispersible clay increased in agricultural land and new orchard while a decrease was observed for old apple orchard. It is suggested the traditional farming to be replaced with new cultivation methods like minimum tillage and no tillage. Overgrazing of the rangelands must also be avoided.
    Keywords: Degradaded rangelands, Land use change, Bulk density, Water dispersible clay, Aggregates stability, Organic matter
  • T. Honar, S. Mazloom Shahraki Page 141
    Cylindrical and semi-cylindrical weirs are used in water distribution systems for flow measurement in open channels and for control of water surface. Review of literature shows that cylindrical and semi-cylindrical weirs are not widely used in practice. Because of their low construction cost and simplicity, an investigation was done to study cylindrical and semi-cylindrical weirs in terms of their hydraulic characteristics such as discharge coefficient, energy loss and flow depth over the spillway crest. The research was done for 128 models in the hydraulic laboratory of water engineering department, Shiraz University. According to the results, due to flow separation from body of the weirs, flow coefficient increases in the cylindrical and semi cylindrical weirs by 57%. It was found that discharge coefficient increases by increasing the total head of upstream. Therefore, construction of cylindrical and semi-cylindrical weirs and side weir is recommended due to reduction in weir length, increased hydraulic efficiency, and reduced administrative costs compared to other wide edge side weirs.
    Keywords: Side weirs coefficient, Cylindrical side weirs, Semi, cylindrical Weirs, Spatially varied flow
  • S. Jafari, H. Nadian Page 151
    The aim of this study was to evaluate soil properties changes in a soil toposequence series in Khuzestan province. Twelve soil profiles were dug in north to south direction in this province, according to the changes of the slope in Karoon’s alluvial deposits. The results showed that soil texture regularly changes to heavier form from north to south. It was slightly of redoxomorphic features in low land. Therefore, salic horizon was formed in this land. Despite high water table in this area, gray or mottle forms were few due to high soil salinity. The carbonates were eluviated from surface to subsurface horizon; therefore, calsic horizon was formed due to illuviation. Secondary carbonate accumulation was maximum in the studied area. Both classic horizon and cambic horizon were formed in some pedons under long time cultivation in north regions. These developments were originated from organisms that grew under good drainage class. The smectite was seen in the south part of region. It may have been transported by river and deposited under high salinity and flocculated in contact to Persian Gulf’s saline water. The palygorskite was not seen in all patterns. This clay was removed in pedons under long time cultivation in the north area due to more leaching. High irrigation water can accelerate palygorskite transformation. Also, the XRD patterns showed that chlorite, illite, kaolinite and quartz were main clay minerals in the studied soils.
    Keywords: Catena, Clay minerals, Drainage, Genesis, Soil, Toposequenc
  • A. Malekian, H. Alipour, M. Kheirkhah Zarkesh, S. Gharachelo Page 165
    Determine appropriate locations with accuracy and speed required is for Floodwater spreading very important. The main objective of this research, preparation, use and evaluation decision support systems is based on GIS and RS techniques to identify and prioritization appropriate areas Floodwater spreading in the study area. In this study area suitable for flood water spreading were selected based on major criteria four, sub criteria eight and index twentyfour. Finally five scenario will be provide and assessment (a scenario based on the relative values for the criteria four, and different scenarios four based on the obvious one of the main criteria). Comparison desirability average among the scenarios five indicate that it is Sub watershed (1) In the scenario third (infilteration preferred, water application preference and equality of all the main criteria) had a higher average desirability therefore between Sub watershed 2 in this scenario is preferred more than the other Sub. Of between the two sub watershed ivar region considering that the desirability average, sub watershed (1) and implemented of between scenarios, scenario (1) (infilteration major criteria preferred) were selected as first priority. Second priority for Floodwater spreading site selection is belong to sub watershed 2, and with scenario (1).
    Keywords: Floodwater Spreading, Decision Support System, Analytical Hierarchy Process, Geographic Information System, Ivar Water
  • S. S. Heshmati, H. Beigi Harchegani Page 179
    The aim of this study was to assess the drinking quality of Shahrekord aquifer based on a GWQI (groundwater quality index) within a GIS framework. To do this, samples from 97 wells were analyzed for pH, Electrical Conductance (EC), Total Dissolved Solids (TDS), Total Suspended Solids (TSS), Turbidity, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, HCO3- and SO42-, and total hardness was also calculated. These water quality parameters were geostatistically mapped. Maps showed that maximum quality of water occurs in the northwest while the lowest quality occurs in the south of aquifer. To calculate GWQI index, each map was difference-normalized and converted to a rank map. Assuming the mean value of each rank map to be the weight of corresponding parameter, a GWQI map was created with values varying from 0 (lowest) to 99 (highest quality). Mean GWQI of 84 indicates a relatively good drinking quality of water in the aquifer. However, based on the GWQI map the quality of water declines from very good (GWQI=87) in northwest to a lower quality (GWQI= 80) in southern part of the aquifer. The lower quality of water in the southern part may have been caused by industrial activities, intensive animal husbandry, presence of wastewater plant, irrigation with treated municipal effluent and also by the inward hydraulic gradient. Map removal sensitivity analysis indicated that TSS and to some extent Na+ were important water parameters in this aquifer, which must be monitored with greater accuracy and frequency.
    Keywords: Shahrekord aquifer, Drinking water quality, GWQI, Normalized maps, Rank maps, Sensitivity analysis, GIS
  • Sh. Moradipour, H. Zeinivand, A. Bahremand, A. Najafinejad Page 193
    Evaluation of hydrologic behaviour and soil erosion as an environmental crisis is important in order to maintain watershed ecological safety at optimum level. The aim of this study is to evaluate the performance of the distributed hydrological WetSpa model in simulating erosion and sediment transport and also sedigraph in Taleghan watershed, Iran. Base digital maps and daily meteorological time series data for 9 years are the major model inputs. The calibration of global parameters was done for the first 5 years and the model validation was carried out for 4 years considering three month warm-up period at the beginning of both calibration and validation periods. The Nash-Sutcliffe criterion for the calibration and validation periods pointed out the efficiency of model simulation (82.7% and 79%, respectively). The next phase, the erosion module was calibrated for erosion and sediment transport simulation. The results showed the Nash-Sutcliffe efficiency criterion (60% and 64% for suspended sediment concentration and transport, respectively). Overall, the evaluation results reveal the good ability of WetSpa model in simulation of the hydrological processes e.g., runoff, raindrop detachment, runoff detachment, net soil loss, etc., in a given time and space.
    Keywords: Simulation, Spatially distributed hydrologic model, WetSpa, Erosion, sediment transport, Taleghan watershed
  • Page 205
    In order to study the effect of depth of drip placement in soil in subsurface drip irrigation, and fertilization time during irrigation events, on tuber yield of potato, an experiment was carried out in Jiroft area in 1389. This experiment was in a completely randomized block design with four replications, with depth placement of drip tape as the main plot, and fertilization time as the sub-plot. Results showed that depth placement of drip tape had a significant effect on tuber yield, plant height, number of stems, stem diameter and dry plant weight at 1% level, number of tubers in plant, and wet plant weight and stolen height at 5% level. Fertilization time had a significant effect on tuber yield, stem diameter, stem number in plant, and plant height at 1% level and on dry plant weight and plant tuber number at 5% level. But, it did not show any significant effect on other attributes. Also, interactional effects of treatments were significant on tuber yield per plant, stem diameter, plant height, and number of tubers at 1% level, and on dry plant weight at 5% level, but the effect on other traits was not significant. According to the statistical results, the highest yield was obtained from the depth of 15 cm and middle time of fertilization.
    Keywords: Subsurface drip irrigation, Fertilization time, Potato, Jiroft
  • M. Nakhaei, V. Amiri Page 215
    Modeling of flow and transport processes in variably saturated porous media requires detailed knowledge of the soil hydraulic properties. The hydraulic properties to be determined by the inverse problem solution are the unsaturated hydraulic conductivity K(h) and the water retention curve θ(h). The inverse modeling approach assumes that both θ(h) and K(h) as well as transport parameters can be determined simultaneously from transient flow data by numerical inversion of the governing flow and transport equations. In order to find answers to the questions of uniqueness, identifiability and stability of different experimental setups, a new numerical experiment of redistribution was carried out. To study the shape of the objective function near its minimum, response surfaces for the estimated parameters were generated. The sensitivity of model outputs with respect to changes in input parameters was also computed and analyzed. Results of the redistribution experiment suggest that the non-uniqueness increases when the model output variables are not sensitive enough to the optimized parameters. As expected, the estimated values of parameters were sensitive to the magnitude of error in the measured data. In this experiment, the parameter estimation based on the pressure head observations provides unique solution. Due to preferential flow in the sample, tensiometric observations may provide poor results for inverse problem solution. Taking into account information about saturated hydraulic conductivity, Ks improved the likelihood of uniqueness and reduced the errors in parameter estimation of the shape parameters (α, n). It was found that the sensitivity analysis could be a useful tool to design the optimal time and location distribution of experimental observations.
    Keywords: Parameter estimation, Inverse solution, Objective function, Response surface
  • R. Ramzi, A. Khashei, Siuki, A. Shahidi Page 227

    Limitation of available water resources and crisis of water scarcity has been discussed in water conferences since a long time ago. In Iran’s climatic conditions, the most important problem for increasing agricultural production is limitation of available water resources. Drip irrigation methods are one of the suitable solutions for efficient use of water resources under a condition that selection, design, implementation and operation of drip irrigation systems would perform precisely. In this study, potential and suitability of drip irrigation systems in South Khorasan province was analyzed according to climatic conditions, quality of groundwater resources, topographical status and soil profile areas. To do this, all the effective parameters in drip irrigation are zonated and classified using software Arc GIS 9.3 and then using computational average method in AHP they are turned into a map to find suitable places for drip irrigation in the province. According to the study, about 50 percent of the land in South Khorasan province has the ability to use the drip irrigation system. The remaining 50 percent can also be used for drip systems if improved, with the exception of 9 plains. However, the performed drip irrigation plans are rare in this province and there should be more efforts to inform farmers to develop such systems in this province.

    Keywords: AHP, Drip irrigation, Finding the potentials, GIS
  • M. Pishgir, S. Jafari Page 237
    This study was done to compare K+ and NH4+ fixation in different agricultural systems in Khuzestan province. Soil samples were collected from Shushtar and Abadan. Samples were collected from depths of 0-30 and 30-60 cm in sugarcane, multi cropping, palm and uncultivated land. Then, 0-50-100-200-400-600-800-1000 mg kg-1 K+ or NH4+ concentrations were added to 0.5 gram of clay separated from these soil samples. These clay samples were kept for 24 h at room temperature. Then, they were extracted with 0.5 M magnesium acetate, and K+ and NH4+ were determined by flame photometer and micro diffusion methods, respectively. Fixed K+ or NH4+ was determined from added and extracted cations. Also, XRD studies were done in some samples. Kaolinite, palygoreskite, illite, chlorite, smectite and quartz were identified by XJRD. Statistical analysis showed that K+ or NH4+ fixation and rate were increased by increasing the concentration. Maximum K+ or NH4+ were fixed in surface layer’s clay in Shushtar multi cropping and Abadan Palm cultivation. The results showed that K+ and NH4+ fixation were increased by increasing the concentration. But, under increasing concentration for a cation, fixation decreased for others and vice versa. NH4+ fixation was more than K+. This may be due to smectite clay mineral in these samples. Smectite group tend to cause NH4+ fixation more than K+. These results can be applied for K+ or NH4+ fertilizers management.
    Keywords: Clay minerals, Fixation, Potassium, Ammonium, Cultivation
  • R. Lalehzari, S. Boroomand, Nasa, M. Bahrami Page 251
    Advance velocity is an important factor in surface irrigation system design and simulation. Volume balance is a simple model based on continuity equation used in surface irrigation design and management. In the past volume balance models, it is generally assumed that the upstream depth of surface water is constant and equal to normal depth. This initial assumption may cause significant errors in computing advance flow. In this paper, a modified volume balance (MVB) model is developed to predict the advance curve in furrow irrigation. In the suggested method the upstream surface, water depth is actual depth and variable in time. Predicted advance distance of VB, VB-ZI and MVB was compared to the observed data obtained for the three furrow lengths of 60, 80 and 90m. Evaluation indexes indicated that the modified volume balance equation is more accurate than the previous equations by RMSE 9.26, 7.37 and 6.76 respectively. Sensitivity analysis showed that the inlet discharge has the greatest effect on the model and the model is more sensitive to decreasing the discharge amount than to increasing it.
    Keywords: Advance, Furrow irrigation, Volume balance, Sensitivity analysis