فهرست مطالب

نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)
سال بیستم شماره 2 (پیاپی 76، تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/06/31
  • تعداد عناوین: 15
|
  • محسن امیدوار، تورج هنر، محمدرضا نیکو، علیرضا سپاس خواه صفحات 1-13
    در حوضه های آبریز رودخانه ای استراتژی های مختلفی را در سطح حوضه و یا در قسمت های مختلف آن در راستای مدیریت منابع آب می توان به کار گرفت. یکی از این استراتژ ی ها، تخصیص بهینه آب و تعیین الگوی کشت بهینه است. در این مطالعه، یک مدل بهینه سازی تخصیص آب و الگوی کشت بر مبنای تئوری بازی های همکارانه ارائه شده است. به منظور سنجش کارایی مدل، اراضی تحت پوشش یکی از کانال های شبکه آبیاری سد درودزن فارس مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از یک مدل فازی و در نظر گرفتن مقادیر فازی ضرایب و محدودیت ها در تابع هدف، الگوی کشت بهینه و مقادیر آب تخصیص داده شده به آنها تعیین شده است. سپس با تدوین یک مدل بازی همکارانه (مدل بازی کوچک ترین هسته)، براساس ساختار شبکه توزیع آب و تعیین حقابه هر بخش، به تعیین سود حاصل از تشکیل ائتلاف تصمیم گیرندگان و ذینفعان، بازتوزیع منافع و انتخاب بهترین استراتژی در صورت برقراری همکاری پرداخته شده است. نتایج پژوهش نشان می دهد که با تخصیص آب بیشتر به بخش های با پتانسیل تولید بیشتر، سود و بهره وری اقتصادی آب افزایش می یابد. به عنوان مثال مقدار مجموع سودخالص حاصل از شکل گیری ائتلاف اصلی بین بازیکنان 724/9 میلیارد تومان است که این مقدار در صورت عدم شکل گیری ائتلاف 906/8 میلیارد تومان خواهد بود که با توجه به مقدار آب ثابت تخصیص یافته به منطقه در هر دو حالت، افزایش بهره وری اقتصادی آب در صورت برقراری ائتلاف را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی الگوی کشت، تخصیص بهینه آب، مدل فازی، بازی همکارانه
  • امیرحسین خوشگفتارمنش، حمیدرضا عشقی زاده، آزاده سنایی استوار، مریم تابان صفحات 15-28
    به منظور ارزیابی وضعیت زرد برگی درختان چنار فضای سبز شهری اصفهان، شدت زرد برگی ظاهری 73 درخت از مناطق مختلف بر اساس 1: ضعیف (کمتر از 5% برگ ها)، 2: متوسط (کمتر از 50% برگ ها)، 3: شدید (بیشتر از 50% برگ ها)، 4: خیلی شدید (بیش از 95% برگ ها) انتخاب و طی سال های 1387 و 1388 از برگ های کامل (همراه با دمبرگ) دو قسمت بالایی و پایینی هر درخت به صورت جداگانه نمونه برداری انجام شد. سپس برخی ویژگی های شیمیایی برگ مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که غلظت آهن برگ های جوان در طی دو سال به ترتیب در بیش از 95 و 71 درصد از درختان، کمتر از حد بحرانی آهن (202 میلی گرم در کیلوگرم) بود. در مورد برگ های مسن نیز، غلظت آهن برگ تمامی درختان کمتر از حد بحرانی (382 میلی گرم در کیلوگرم) بود و این حالت در کلیه درختان چنار با زرد برگی ظاهری کم، نیز مشاهده شد. دامنه غلظت روی برگ در درختان با شدت زرد برگی متفاوت و نیز در برگ های جوان و پیر هر درخت گسترده بوده و تناسبی بین غلظت روی برگ با شدت زرد برگی دیده نشد. در طی دو سال، غلظت روی برگ های جوان به ترتیب در بیش از 92 و 87 درصد درختان و تقریبا غلظت روی تمامی برگ های مسن درختان چنار مورد مطالعه کمتر از حد بحرانی (23 میلی گرم در کیلوگرم) بود. مقایسه غلظت مس با حد بحرانی این عنصر در برگ درختان چنار نیز نشان داد که بیش از 90% برگ های جوان نمونه برداری شده در سال اول و بیش از 98% برگ های جوان نمونه برداری شده در سال دوم و بیش از 90% برگ های پیر نمونه برداری شده در سال اول دارای زیاد بود عنصر مس بودند. مقایسه غلظت فسفر با حدود بحرانی (13/0 %) این عنصر نشان داد که در سال اول حدود 79% و در سال دوم حدود 53% برگ های جوان نمونه برداری شده دارای زیاد بود فسفر بودند. این وضعیت در مورد برگ های پیر کمی تعدیل یافته به شکلی که زیاد بود فسفر در سال اول در برگ های پیر مشاهده نشد و در سال دوم نیز تنها حدود 29% از نمونه ها دارای غلظت های زیادتر از حد بحرانی فسفر بودند.
    کلیدواژگان: زرد برگی ظاهری آهن، حد بحرانی، غلظت آهن، غلظت روی
  • شهاب احمدی دوآبی، مجید افیونی، حسین خادمی، مهین کرمی صفحات 29-43
    فلزات سنگین موجود در گرد و غبار هوا قادرند مستقیما از طریق بلع و تنفس وارد بدن انسان شوند و یا از طریق ریزش های جوی به سطح زمین برسند و پس از آلودگی منابع آب و خاک و ورود به ساختار گیاهان از طریق آب و غذا وارد بدن شوند. هدف از این تحقیق، بررسی غلظت فلزات سنگین و شناسایی منابع احتمالی آن در گرد و غبار استان کرمانشاه بود. 49 نمونه گرد و غبار از شهرستان های کرمانشاه، سنقر، گیلان غرب، قصرشیرین، صحنه، سرپل ذهاب، کنگاور، پاوه و جوانرود طی فصل بهار 1392 جمع آوری شد. غلظت فلزات روی، مس، نیکل، کروم، منگنز و آهن بعد از عصاره گیری با ترکیب اسید کلریدریک و اسید نیتریک غلیظ (نسبت 3:1) تعیین شد. میانگین غلظت روی، مس، نیکل، کروم، منگنز و آهن به ترتیب 3/182، 6/48، 3/115، 9/73، 1/428 و 23161 میلی گرم در کیلوگرم بود. برای شناسایی آلاینده های گرد و غبار با منشا احتمالی انسانی و طبیعی از آنالیزهای همبستگی، مولفه های اصلی و خوشه ایو برای شناسایی اثرات احتمالی فعالیت های انسانی بر غلظت فلزات سنگین از فاکتور غنی سازی استفاده شد. نتایج نشان داد که غلظت فلزات در گرد و غبار به جز برای آهن و منگنز در مقایسه با خاک های جهان بالاتر بود. روی، مس، نیکل و کروم عمدتا منشا انسانی و آهن و منگنز منشا طبیعی دارند. روی و مس عمدتا از منابع ترافیکی و تا حدودی از منابع صنعتی و نیکل و کروم از منابع صنعتی، فرآیندهای احتراق همراه با منابع ترافیکی مشتق شده اند. همچنین نتایج فاکتور غنی سازی نشان داد که غنی سازی برای منگنز و کروم متوسط و برای روی، مس و نیکل قابل توجه بود. با توجه به نتایج مطالعه، شناسایی و کنترل منابع آلاینده هایی چون فلزات سنگین در گرد و غبار به منظور پیشگیری از آلودگی ناشی از آنها نیازمند توجه بیشتر می باشد.
    کلیدواژگان: آلاینده، آنالیز چند متغیره، فلزات سنگین، کرمانشاه، گرد و غبار
  • ارشک حلی ساز، بهروز احمدی دوست، محمد کمانگر، آریان عاملی صفحات 45-57
    در دهه های اخیر، برنامه های کاربردی مدل سازی رقومی هیدرولوژیکی، ژئومورفولوژیکی، خاک شناسی و تحقیقات زیست شناسی همراه با کمک پیشرفت سریع سیستم اطلاعات جغرافیایی افزایش پیدا کرده است. مدل های هیدرولوژیک به تغییر در مقادیر ورودی به مدل حساس هستند، لذا تغییر پیکسل سایز داده های ورودی مقادیر خروجی مدل ها را تحت تاثیر قرار می دهد و نتایج معنی دار متفاوت تولید می کنند. در این تحقیق با استفاده از نقشه های توپوگرافی با مقیاس مکانی 1:25،000 و 1:50،000 و با انتخاب ده پیکسل سایز (10، 15، 20، 25، 30، 50، 75، 80، 100 و 200) و همچنین با استفاده از نرم افزار های Arc GIS و HEC-HMS، مقادیر خروجی مدل در برآورد دبی اوج سیلابی حوزه آبخیز جاماش در استان هرمزگان موردبررسی قرارگرفته اند. نتایج تحقیق حاکی از آن است که دقت دبی های اوج محاسبه شده توسط مدل HEC-HMS در نقشه با مقیاس مکانی 1:50000 بیشتر از دقت دبی های اوج محاسبه شده توسط مدل در نقشه با مقیاس مکانی 1:25000 است. همچنین دقت دبی های اوج محاسبه شده در پیکسل سایزهای کوچک تر (20 الی 50) بیشتر از پیکسل سایزهای بزرگ تر است.
    کلیدواژگان: مقیاس مکانی، پیکسل سایز، Arc GIS، HEC، HMS، جاماش
  • شمس الله ایوبی، روح الله تقی زاده، زینب نمازی، علی ذوالفقاری، فاطمه روستایی صدرآبادی صفحات 59-71
    استفاده از داده های کمکی رقومی و ارتباط آنها با داده های مشاهداتی صحرایی از طریق روش های کامپیوتری که اصطلاحا نقشه برداری رقومی خاک خوانده می شود، نسبت به روش های سنتی نقشه برداری خاک قابل اعتمادتر و کم هزینه تر است. بنابراین در مطالعه حاضر، از مدل های شبکه عصبی مصنوعی و k نزدیک ترین همسایگی جهت پیش بینی مکانی شوری خاک در منطقه ای خشک به وسعت 700 کیلومتر مربع در شمال شهرستان اردکان استفاده گردید. در این منطقه براساس روش شبکه بندی منظم 180 نمونه خاک مشخص شده و سپس نمونه برداری و خصوصیات فیزیکی- شیمیایی خاک اندازه گیری شدند. متغیرهای محیطی استفاده شده در این مطالعه شامل پارامترهای استخراج شده از مدل رقومی ارتفاع، داده های تصویر ETM+ ماهواره لندست و هدایت الکتریکی ظاهری (اندازه گیری شده توسط دستگاه هدایت گر الکترومغناطیس) بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل k نزدیک ترین همسایگی دارای دقت بیشتری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی به منظور پیش بینی شوری خاک است. به طوری که این مدل به خوبی توانسته ارتباط قوی بین داده های شوری خاک و اطلاعات محیطی برقرار کند. مجموع ریشه مربعات خطا و ضریب تبیین مدل k نزدیک ترین همسایگی به ترتیب 73/18 و 92/0 است. نتایج نشان داد که برای پیش بینی شوری خاک، هدایت الکتریکی ظاهری، شاخص های سنجش از دور و شاخص خیسی مهم ترین پارامترها بودند.
    کلیدواژگان: شوری خاک، داده های کمکی، نقشه برداری رقومی خاک
  • سیدهادی صادقی، علی آلبوعلی، رضا قضاوی صفحات 73-83
    امروزه با افزایش جمعیت و نیاز آبی در بخش های مختلف کشاورزی، صنعت، شرب و بهداشت فشار زیادی به منابع آب زیرزمینی وارد شده است. تغییر کیفیت آب های زیرزمینی و شور شدن منابع آب در حال حاضر خطر بزرگی در راه توسعه، به خصوص در اراضی خشک و فراخشک می باشد. هدف از این مطالعه، بررسی روند تغییرات کیفی آب های زیر زمینی دشت کاشان طی یک دوره 12 ساله (1392-1381) با بهره گیری از روش های زمین آمار و طبقه بندی دیاگرام شولر و ویل کوکس می باشد. بدین منظور با استفاده از نرم افزار Export Choice هر یک از پارامترهای موثر براساس تاثیرشان بر تغییرات کیفیت آب وزندهی شدند. سپس، از میانگین وزنی پارامترها برای پهنه بندی کیفیت آب شرب و کشاورزی استفاده شد. نتایج نشان داد که از بین روش های زمین آماری استفاده شد، روش کریجینگ دایره ای عملکرد قابل قبول تری براساس ضریب همبستگی دارد. در بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب به روش دیاگرام شولر و ویلکوکس نتایج حاکی از روند کاهشی کیفیت آب شرب و کشاورزی در منطقه مورد مطالعه است. به طوری که سالانه 75/1 کیلومتر مربع از آب شرب با کیفیت خوب طی سال های 1392-1381 کاسته شده و با آب با کیفیت متوسط یا نامناسب جایگزین شده، همچنین این کاهش در بخش کشاورزی چشمگیرتر بوده به گونه ای که بین سال های 1388-1381سالانه 06/11 کیلومتر از آب های با کیفیت مناسب کم شده و در پایان سال 88 میزان این آب در منطقه به صفر رسیده است.
    کلیدواژگان: پهنه بندی، کیفیت آب، روش های زمین آمار، روند تغییرات زمانی و مکانی، دشت کاشان
  • دنیا دزفولی، سید محمد حسینی موغاری، کیومرث ابراهیمی صفحات 85-98
    بارش یک پارامتر مهم در چرخه هیدرولوژی بوده و کمبود داده های آن از بزرگ ترین مشکلات در تحلیل های اقلیمی و هیدرولوژیک است. لذا، محققین استفاده از تصاویر ماهواره ای حاصل از سنجش از دور را به عنوان یکی از راهکارهای عملی به منظور تخمین بارش مطرح کرده اند. در این مقاله، به ارزیابی اطلاعات بارش ماهواره ای PERSIANN و TRMM-3B42 V7 در حوضه گرگانرود پرداخته شده است. بدین منظور، از اطلاعات بارش روزانه ایستگاه های تمر، رامیان، بهلکه داشلی، سد گرگان، غفارحاجی و فاضل آباد طی سال های آبی 83-1382 تا 86-1385 استفاده شد. شاخص های ارزیابی برای مقیاس های زمانی روزانه، ماهانه و فصلی محاسبه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد اگرچه PERSIANN و TRMM-3B42 V7 در مقیاس روزانه دقت کافی ندارند، ولی در مقیاس های ماهانه و فصلی با قیاس نتایج مطالعات مشابه، از دقت مناسبی برخوردارند. بیشترین همبستگی بین اطلاعات این دو پایگاه و داده های مشاهداتی در مقیاس های زمانی روزانه و ماهانه برای TRMM-3B42 در ایستگاه های سد گرگان و بهلکه داشلی به ترتیب برابر 397/0 و 404/0 مشاهده شد. در مقیاس فصلی همبستگی داده های مشاهداتی در فصل زمستان با PERSIANN و در بقیه فصل ها با TRMM-3B42 بیشتر است. همچنین، نتایج نشان می دهد اگرچه TRMM-3B42 همبستگی بیشتری را با داده های مشاهداتی دارد، اما PERSIANN در آشکارسازی تعداد روزهای بارانی نتایج بهتری را ارائه کرده است.


    واژه های کلیدی:
    کلیدواژگان: بارش روزانه، تخمین بارندگی، تصاویر ماهواره ای، سنجش از دور
  • عبدالله طاهری تیزرو، حامد نوذری، هادی علیخانی صفحات 99-113
    برای آگاهی از وضع نوسانات سطح آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک، لازم است پیش بینی دقیقی از نوسانات انجام شود. سری های زمانی به عنوان مدل خطی جهت تولید داده های سطح آب مصنوعی و پیش بینی آینده سطح ایستابی آبخوان کاربرد دارد. به کمک نرم افزار 17 MINITAB و با استفاده از داده های ماهانه به مدت20 سال (1390-1370) عمق سطح آب زیرزمینی 25 حلقه چاه مشاهده ای، مدل های سری زمانی هریک از چاه ها انتخاب گردید و پیش بینی زمانی 5 ساله صورت گرفت. داده های پیش بینی شده عمق سطح آب زیرزمینی به داده های تراز سطح آب زیرزمینی تبدیل شدند و با استفاده از نرم افزارهای ARCGIS10 و GS+5.1.1، تحلیل و سپس روش کریجینگ معمولی با واریوگرام کروی جهت درون یابی تراز سطح آب زیرزمینی انتخاب گردید. پیش بینی مکانی 5 ساله انجام گرفت و نقشه های پیش بینی مکانی و پیش بینی افت تراز سطح آب زیرزمینی ترسیم شدند. نتایج به دست آمده از پیش بینی تراز سطح آب زیرزمینی دشت برای 5 سال آینده، نشان داد که مساحت تحت پوشش دو بازه تراز سطح آب زیرزمینی 1140-1100 متر و 1180-1140متر، روند افزایشی و مساحت تحت پوشش سه بازه 1220-1180 متر، 1260-1220 متر و 1300-1260 متر، روند کاهشی خواهد داشت. هچنین با توجه به نقشه پیش بینی افت 5 ساله تراز سطح آب زیرزمینی دشت، بیشترین رقوم افت تراز سطح آب زیرزمینی به میزان 16 متر برای نواحی قاسم آباد بزرگ واقع در شمال شرق و مرکز دشت و کمترین رقوم افت تراز سطح آب زیرزمینی به میزان تقریبا 5/0 متر برای اراضی محمدآباد افخم الدوله واقع در قسمت پایاب دشت پیش بینی گردید.
    کلیدواژگان: سطح آب زیرزمینی، دشت هشتگرد، سری زمانی، زمین آمار، کریجینگ
  • سید اسدالله محسنی موحد صفحات 115-127
    در مدل شبیه سازی- بهینه سازی ICSSDOM، الگوریتم بهینه سازی SA با مدل شبیه سازی هیدرودینامیکی ICSS تلفیق شده و قابلیت وزن دهی به شاخص ها نیز درنظر گرفته شده است. در این تحقیق با استفاده از مدل مذکور ارزیابی عملکرد کانال 5S-L-R از شبکه آبیاری دز در یک دوره ده روزه انجام گرفت و با ارائه یک روش پیشنهادی برای وزن دهی به شاخص ها و گزینه های مختلف آن با استفاده از تحلیل حساسیت پارامتری، تنظیم بهینه دریچه های آبگیر و کنترل به دست آمد و مشخص شد هرگاه ضریب وزنی هر شاخص به صورت نسبت مستقیمی از پتانسیل بهبود آرمانی آن شاخص درنظر گرفته شود، درصد بهبود بیشتر از سایر گزینه های بررسی شده می باشد. ضمنا با آزمون سازگاری، به لحاظ تاثیر متقابل شاخص ها در تابع هدف، سازگاری این روش وزن دهی با مسئله مورد نظر اثبات شده است. از لحاظ آماری نیز کافی بودن داده های این ده روز تایید شد. اعتبارسنجی نتایج مدل با روش ریاضی مجانب نشان داد نتایج مدل با 6% خطا معتبر می باشند. به عنوان مثال در روز اول براساس گزینه سوم (گزینه برتر)، بازشدگی بهینه برای پنج دریچه آبگیر و یک دریچه کنترل بین 9/3 تا 7/14 سانتی متر است. در این شرایط، تحویل بهینه بین 46 تا 178 لیتر در ثانیه است.
    کلیدواژگان: آزمون سازگاری، الگوریتم SA، پتانسیل بهبود آرمانی، روش مجانب، مدل ICSSDOM
  • زهرا فیضی، امیررضا کشتکار، آرش ملکیان، هدی قاسمیه صفحات 129-141
    کمبود بارندگی و همچنین نزول بارش هایی با شدت نسبتا زیاد در مدت کوتاه از ویژگی های مناطق خشک دنیا ازجمله ایران است که به وقوع سیلاب های عظیم و مخرب که هرساله موجب بروز خسارات جانی و مالی فراوان می باشد، منجر می گردد. مشکل کمبود آب در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا باعث شکننده شدن شرایط زیستی در این مناطق شده است. باتوجه به کاهش مداوم میزان سرانه آب و اهمیت تامین غذایی افراد جامعه، ضروری است که آب های سطحی به کمک روش هایی از جمله سد سازی و یا روش های تغذیه مصنوعی مهار گردند. در این تحقیق، هفت عامل شیب، نفوذپذیری سطحی، قابلیت انتقال آب در آبرفت، کیفیت آبرفت، کاربری اراضی، حجم رواناب و ضخامت لایه هوادار به عنوان عوامل موثر در مکان یابی مناطق مستعد پخش سیلاب و تغذیه مصنوعی جنوب دشت کاشان درنظر گرفته شدند. پس از تهیه لایه های رقومی موردنظر، با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی وزن هرکدام از معیارها تعیین گردید. در نهایت نقشه های وزندار حاصل و با یکدیگر ادغام و نتایج آن نشان داد که پارامتر کاربری اراضی با وزنی معادل 22% بیشترین وزن را به خود اختصاص داده و به عنوان اولویت های اول در مکان یابی پخش سیلاب مطرح گردید. پارامترهای حجم رواناب، نفوذپذیری، شیب، عمق لایه هوادار، ضریب انتقال و کیفیت آبرفت به ترتیب اولویت های دوم تا هفتم را به خود اختصاص دادند.
    کلیدواژگان: پخش سیلاب، سیستم اطلاعات جغرافیایی، مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی، دشت کاشان
  • علی یوسفی، امیرمظفر امینی، امید فتحی، آمنه یادگاری صفحات 143-159
    آب به عنوان یک عامل محدود کننده در شکل دهی و تکوین فرهنگ و تمدن ایرانی، نقش تعیین کننده ای داشته است. با توجه به کمبود آب و تنوع مصرف کنندگان، بروز تعارض در حوضه رودخانه ها قابل پیش بینی است. حل تعارض، روش ها و فرآیندهایی موثر در تسهیل و پایان دادن مسالمت آمیز به یک تعارض از راه ارتباطات فعال درباره طرز تفکرشان و علل اختلافات و همچنین مداومت در مذاکره جمعی را شامل می شود. در حال حاضر، رودخانه زاینده رود دچار کم آبی شدیدی شده است. هدف این بررسی، ارزیابی راه های حل تعارض رودخانه زاینده رود از دیدگاه کشاورزان و ذی مدخلان می باشد. جامعه آماری این مطالعه را کشاورزان حوضه زاینده رود در دو استان اصفهان و چهارمحال و بختیاری (ذی نفعان) و همچنین کارکنان معاونت حفاظت و بهره برداری آب منطقه ای و جهاد کشاوری دو استان (ذی مدخلان) تشکیل می دهند. حجم نمونه مورد بررسی کشاورزان با استفاده از اطلاعات به دست آمده از پیش آزمون و فرمول کوکران، 171 نفر تعیین گردید و ذی مدخلان تمام شماری شدند. داده های مورد نیاز از طریق مصاحبه حضوری و با استفاده از پرسشنامه ساخت یافته گردآوری شده، روایی صوری و پایایی آن نیز به ترتیب با استفاده از نظرات کارشناسان و ضریب آلفای کرونباخ (871/0) تایید گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که مهم ترین عوامل به وجود آورنده تعارض رودخانه از نظر جامعه آماری پژوهش به ترتیب، کاهش بارش، افزایش استفاده آب در صنعت و افزایش مصارف سایر استان ها می باشد. همچنین، ایجاد شرایط بازگو کردن نظرات به صورت آزادانه، پادرمیانی و مذاکره موثرترین راه حل های تعارض از نظر جامعه آماری است. از سویی، در شرایط فعلی، کشاورزان (ذی نفعان) توسل به زور و ذی مدخلان مذاکره را مناسب ترین راه حل تعارض می دانند.
    کلیدواژگان: حل تعارض، مذاکره، توسل به زور، پادرمیانی، رودخانه زاینده رود
  • وحید رضاوردی نژاد، حجت احمدی، محمد همتی، حامد ابراهیمیان صفحات 161-176
    در این مطالعه، دو دسته از روش های تخمین پارامترهای نفوذ در آبیاری جویچه ای معمولی، یک در میان ثابت و یک در میان متغیر و نیز شرایط با کاهش و بدون کاهش جریان ورودی، ارزیابی و مقایسه گردید. از دسته روش های مبتنی بر داده های مرحله پیشروی جریان، چهار روش متدوال شامل دو نقطه ای الیوت و واکر، یک نقطه ای والیانتزاس، یک نقطه ای میلاپالی و بهینه سازی رودریگز و مارتوس و از دسته روش های مبتنی بر داده های مراحل پیشروی، ذخیره و پسروی، روش بهینه سازی چندسطحی درنظر گرفته شد. جهت شبیه سازی مراحل آبیاری و مقدار نفوذ در هر روش، از مدل آبیاری سطحی WinSRFR استفاده شد. به منظور ارزیابی روش های مختلف، از 13 سری داده صحرایی حاصل از دو مطالعه موردی در مناطق کرج و ارومیه استفاده گردید. مطابق نتایج، روش بهینه سازی چندسطحی برای هر سه سیستم جویچه ای معمولی، یک در میان ثابت و یک در میان متغیر، مراحل پیشروی، پسروی، نفوذ و رواناب را با دقت بالا پیش بینی کرد. روش بهینه سازی چندسطحی برای روش جویچه ای معمولی نسبت به روش های یک در میان ثابت و یک در میان متغیر، عملکرد دقیقتری در پیش بینی مراحل پیشروی و پسروی داشت و متوسط ریشه میانگین مربعات خطای (RMSE) تخمین پیشروی برای این سه روش آبیاری به ترتیب 37/1، 8/1 و 57/1 دقیقه و تخمین پسروی به ترتیب 76/3، 5 و 03/3 دقیقه محاسبه گردید. در آزمایشات با کاهش دبی نیز بهینه سازی چندسطحی روش دقیق در پیش بینی پیشروی و پسروی بود و متوسط RMSE پیشروی و پسروی برای شرایط کاهش جریان به ترتیب 57/3 و 13/2 دقیقه و بدون کاهش جریان به ترتیب 8/3 و 3/1 دقیقه به دست آمد. روش بهینه سازی چندسطحی در فاز ذخیره نیز عملکرد دقیق تری نشان داد. متوسط خطای نسبی (RE) تخمین رواناب در آزمایشات جویچه ای معمولی، یک در میان ثابت و یک در میان متغیر به ترتیب 5/0، 4/0 و 4/0 درصد به دست آمد. متوسط خطای نسبی برآورد رواناب روش بهینه سازی چندسطحی، در شرایط کاهش دبی و بدون کاهش دبی به ترتیب 85/1 و 85/0 درصد محاسبه شد که نشان می دهد برای حالت بدون کاهش دبی نسبت به حالت کاهش دبی، عملکرد دقیق تر دارد. به این ترتیب جهت تخمین پارامترهای نفوذ در آبیاری جویچه ای، استفاده از داده های تمام مراحل آبیاری، عملکرد بهتر در پیش بینی مراحل آبیاری و اجزای بیلان آب دارد.
    کلیدواژگان: پیشروی، پسروی، رواناب خروجی، معادله نفوذ، مدل بیلان حجم، مدل WinSRFR
  • مژگان ایوبی، رضا سکوتی، محمدجعفر ملکوتی صفحات 177-189
    این تحقیق با هدف بررسی تغییرات مکانی عناصر غذایی پرمصرف خاک شامل فسفر و پتاسیم و ماده آلی با استفاده از روش های مختلف زمین آماری در برآورد مقادیر این عناصر در تهیه نقشه های پراکنش مکانی آنها برای توزیع مناسب کود در دشت ارومیه می باشد. وجود تغییرات مکانی در عناصر غذایی خاک امری طبیعی است، که شناخت این تغییرات دراراضی کشاورزی جهت برنامه ریزی دقیق و مدیریت اجتناب ناپذیر می باشد و آگاهی از این امر برای افزایش سودآوری و مدیریت در کشاورزی پایدار ضروری است. لذا برای برآورد تغییرات این عناصر در نقاط نمونه برداری نشده، از روش های کریجینگ، فازی کریجینگ، کوکریجینگ و میانگین متحرک وزندار در محیط GS+ استفاده شد. در این تحقیق برای فازی سازی داده ها از نرم افزار MATLAB و برای تهیه نقشه های نهایی از نرم افزار GIS استفاده شد. برای مقایسه این روش ها معیارهای MAE ،MBE وRMSE به کار گرفته شد که نتایج به دست آمده نشان داد روش تلفیقی منطق فازی با مقادیر میانگین خطای کمتر برای عناصر فسفر، پتاسیم و ماده آلی که به ترتیب برابر با 17/0، 18/0 و 18/0 به دست آمد، به عنوان روش برتر می باشد که براساس این روش نقشه های پهنه بندی برای فسفر، پتاسیم و کربن آلی در محیط GIS تهیه گردید.
    کلیدواژگان: تغییرات مکانی، زمین آمار، منطق فازی، فازی کریجینگ
  • محمد مهدی متین زاده، جهانگیر عابدی کوپایی، حامد نوذری، عدنان صادقی لاری، محمد شایان نژاد صفحات 189-205
    در این پژوهش، از یک مدل جامع شبیه سازی چرخه آب و دینامیک نیتروژن شامل تمام فرآیندهای مهم تغییر و تبدیلات نیتروژن شامل انحلال کود، نیترات زایی، نیترات زدایی، تصعید آمونیوم، معدنی شدن، عدم تحرک و همه مهم ترین فرآیندهای انتقال نیتروژن شامل برداشت نیتروژن توسط گیاه، جذب آمونیوم توسط ذرات خاک، جریان روبه بالا، تلفات رواناب سطحی و تلفات ناشی از زهکشی، برای مدل سازی مدیریت کود در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی به روش رویکرد پویایی سیستم استفاده شد. جهت ارزیابی مدل از داده های جمع آوری شده از سایت کشت و صنعت نیشکر امام خمینی با سیستم زهکشی و آب زیرزمینی کم عمق واقع در استان خوزستان استفاده گردید. تجزیه و تحلیل آماری بین مقادیر مشاهده ای و شبیه سازی شده نشان داد که میانگین ریشه مربعات خطا (RMSE) برای تعیین دقت شبیه سازی غلظت نیترات و آمونیوم در زه آب خروجی به ترتیب 73/1 و 48/0 میلی گرم بر لیتر است. نتایج نشان داد تطابق خوبی بین متغیرهای مشاهده شده و شبیه سازی وجود دارد. نه سناریوی کوددهی در سطوح مختلف کود اوره شامل یک سناریوی 400 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 350 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 325 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 300 کیلوگرم در هکتار، یک سناریوی 280 کیلوگرم در هکتار و یک سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار برای مزرعه مدل سازی گردید. نتایج مدل سازی نشان داد که سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار دارای بیشترین راندمان مصرف نیتروژن به مقدار 3/52 درصد و کمترین تلفات نیتروژن شامل نیترات زدائی، تصعید آمونیوم و تلفات زهکشی به ترتیب برابر 82/17، 16/7 و 59/92 کیلوگرم در هکتار می باشد. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش مصرف کود اوره از مقدار 210 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش مجموع تلفات نیتروژن و کاهش راندمان مصرف نیتروژن می شود. از این مدل می توان برای مدیریت کود و کنترل غلظت نیترات وآمونیوم زه آب برای جلوگیری از آسیب های زیست محیطی به منابع پذیرنده این زه آب ها استفاده نمود. همچنین، روش پویایی سیستم به عنوانی روشی کارآمد، قابلیت شبیه سازی سیستم پیچیده آب- خاک- گیاه- زهکش را دارد.
    کلیدواژگان: مدل سازی مدیریت کوددهی، تقسیط کود، راندمان مصرف نیتروژن، سیستم زهکشی، نیشکر، پویایی سیستم
  • لیلا کاشی زنوزی، شهرام بانج شفیعی، علی اشرف جعفری صفحات 207-218
    در این تحقیق تاثیر درجه حرارت، تبخیر و تعرق، بارندگی، جهت دامنه و طبقات ارتفاعی، بافت و اسیدیته خاک بر درصد کربن آلی در دو عمق 15 و 45 سانتی متری خاک مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج آزمون t جفتی نشان داد اختلاف معنی داری بین مقادیر اندازه گیری شده در دوعمق خاک وجود دارد. پس از تهیه داده های مورد نیاز و پردازش آنها و حذف داده های پرت، نقشه های پایه مربوط به هریک از لایه های اطلاعاتی، توسط نرم افزار Arc GIS9.3 به دست آمدند و سپس با روی هم گذاری نقشه ها اطلاعات مربوط به یکدیگر جفت شدند. ضرایب همبستگی پیرسون بین عوامل مورد نظر نشان دادند که در عمق 15 سانتی متری خاک ، مقادیر کربن آلی با دو عامل محیطی شامل دما و ارتفاع در سطح 01/0 همبستگی دارد. همچنین نتایج آنالیز آماری حاصل از انجام تجزیه مولفه های اصلی (PCA) نشان دادند که عوامل درجه حرارت، تبخیر، درسطح یک درصد و میزان لای و رس خاک، در سطح پنج درصد بر مقدار کربن آلی خاک تاثیرگذار هستند. محورهای اول، دوم و سوم با مقادیر ویژه 98/4، 78/3 و 92/1 به ترتیب 33/0، 25/0 و 13/0 درصد از تغییرات همبستگی بین مقادیر کربن آلی و داده های محیطی را توجیه نمودند.
    کلیدواژگان: تجزیه مولفه های اصلی، ضریب همبستگی، زیلبرچای
|
  • M. Omidvar, T. Honar, M. R. Nikoo, A. R. Sepaskhah Pages 1-13
    At the river catchments, different strategies at the whole or different parts of the basin can be applied for water resources management. One of these strategies is optimal water allocation and crop pattern. In this study, an optimization model for water allocation and cropping pattern is presented based on the cooperative game theory. To measure the performance of the developed model, the cultivated area of Ordibehesht Canal in the Doroodzan irrigation network has been studied. First, using a fuzzy model and considering the fuzzy coefficients values in the objective function and constraints, the optimal crop pattern and allocated water has been determined for each crop. Second, benefits of stakeholder’s coalitions have been determined by developing a cooperative game model and based on the structure and properties of the irrigation water distribution network and water rights of each part. Then, the total net benefit has been reallocated to the different stakeholder in a rational and equitable way using Least Core games. The results show that by allocating more water to the sectors with more potential production, more profits are generated and water productivity increases. For example when players cooperate together and form the grand coalition, the net benefit increases from 8.906 billion Tomans to 9.724 billion Tomans that show an increase in the economic productivity of water.
    Keywords: Optimal cropping pattern, Optimal water allocation, Fuzzy model, Cooperative game
  • A. H. Khoshgoftarmanesh, H. R. Eshghizadeh, A. Sanaei Ostovar, M. Taban Pages 15-28
    In order to assess the status of the iron (Fe) chlorosis of plane trees in green space of Isfahan city, the chlorosis intensity of 73 trees in different regions was recorded as (1): low (less than 5% of leaves), (2): moderate (less than 50% of leaves), (3): severe (more than 50% of leaves), and (4): very severe (more than 95% of leaves). The whole leaf (with petiole) samples were taken from the top and bottom of each tree, separately, during 2008 and 2009. Then selected chemical properties of the leaves were analyzed. The results showed that in more than 95 and 71% of the young leaves, Fe concentration was less than the critical deficiency level (202 mg/kg). Concentration of Fe in the older leaves of all plane trees even those with slight symptoms of chlorosis was less than the critical level (382 mg/kg). No significant relationship was found between the leaf zinc concentrations and intensity of iron chlorosis. In more than 92 (in the first year) and 87% (in the second year) of the plane trees, Zn concentration of young leaves and in all trees, Zn concentration of old leaves were less than the critical deficiency concentration (23 mg/Kg). The comparison between concentrations of Cu in the leaves with its critical deficiency level showed that more than 90% of young and old leaves accumulated toxic levels of Cu in both sampling years. In regard with the sufficient range of P, about 79% of the trees in the first year and 53% in the second year accumulated excess levels of this nutrient in their young leaves. This condition was slightly modified for the older leaves so that excessive concentration of phosphorus in mature leaves was not observed in the first year and in the second year, only about 29% of the samples had concentrations higher than critical levels.
    Keywords: Critical levels, Iron, Iron chlorosis, Zinc
  • Sh. Ahmadi Doabi, M. Afyuni, H. Khademi, M. Karami Pages 29-43
    Heavy metals in dust can directly enter to the human body through ingestion and inhalation. They can pollute the water and soil resources via atmospheric precipitation and accumulate in the plant tissues and then enter human body through water and food. This research aimed to study the heavy metals concentration in dust in Kermanshah province and to identify their sources. 49 samples of dust were collected in the cities of Kermanshah, Songhor, Gilangharb, Ghasre-Shirin, Sahneh, Sarpolzahab, Kangavar, Paveh and Javanrood during the spring 2013. The concentration of Zn, Cu, Ni, Cr, Mn and Fe were determined using an atomic absorption spectrometer following the sample extraction with a mixture of HCL and HNO3 (3:1 ratio). The average concentrations of Zn, Cu, Ni, Cr, Mn and Fe were 182.3, 48.6, 115.3, 73.9, 428.1 and 23161 mg kg-1, respectively. Correlation, cluster and principal component analyses were used to identify probable natural and anthropogenic sources of contaminants, and the enrichment factor was used to identify probable effects of human activity on the concentration of heavy metals. The results indicated that metal concentrations, except for Fe and Mn, were higher in comparison with the world soils. Zn, Cu, Ni and Cr are mainly of anthropogenic origin, while Fe and Mn are mainly of natural origin. Zn and Cu are mainly of traffic sources and partly of industrial sources, and Ni and Cr are mainly derived from industrial sources, combustion processes, combined with traffic sources. The analysis of EF revealed moderate enrichment for Mn and Cr, and significant enrichment for Zn, Cu and Ni. Based on the results of this study, more attention should be paid to identifying and controlling the sources of contaminants such as heavy metals in dust in order to prevent their associated pollution.
    Keywords: Dust, Heavy metals, Kermanshah, Multivariate analysis, Pollutant
  • A. Holisaz, B. Ahadi Dos, M. Kamangar, A.N. Ameli Pages 45-57
    The last two decades have seen increasing applications of digital terrain modeling in hydrological, geomorphological, pedagogical, and biological research, aided by rapid advancement of geographic information system (GIS). Hydrologic models are sensitive to change in the input values to the model, so the change of pixel size input data affects the output values of the model and produces different significant results. In this study, using topographic maps 1:25000 and 1:50000 and choosing ten pixel sizes (10, 15, 20, 25, 30, 50, 75, 80, 100, and 200) and software Arc GIS and HEC-HMS, output values of HEC-HMS model have been studied. Results of this study indicate that accuracy of peak discharge calculated by HEC-HMS model in the spatial scale map 1:50000 is more than the peak discharge calculated by HEC-HMS model in the spatial scale map 1:25000. Also accuracy of the calculated peak flows in a smaller pixel sizes (20 to 50) is more than the larger pixel sizes.
    Keywords: ArcGIS, HEC, HMS, Jamash watershed, pixel size, spatial scale
  • S. Ayoubi, R. Taghizadeh, Z. Namazi, A. Zolfaghari, F. Roustaee Sadrabadi Pages 59-71
    Digital soil mapping techniques which incorporate the digital auxiliary environmental data to field observation data using software are more reliable and efficient compared to conventional surveys. Therefore, this study has been conducted to use k- Nearest Neighbors (k-NN) and artificial neural network (ANN) to predict spatial variability of soil salinity in Ardekan district in an area of 700 km2, in Yazd province. In this study, 180 soil samples were collected in a grid sampling manner and then soil chemical and physical properties were measured in laboratory. Environmental auxiliary variables were included topographic attributes, remote sensing data (ETM) and apparent electrical conductivity (ECa). The result of the study showed that the K-mean nearest neighborhood had higher accuracy than ANN models for predicting soil electrical conductivity (ECe). Overall, k-NN models could provide significant relationships between soil salinity data and environmental auxiliary variables. The k-NN model had the root mean square and coefficient of determination of 12.10 and 0.92, respectively, between predicted and observed ECe data. Also, apparent EC, and remotely sensed indices and wetness index were identified as the most important factors for predicating the soil salinity in the studied area.
    Keywords: auxiliary data, digital soil mapping, soil salinity
  • S. H. Sadeghi, A. Allbuali, R. Ghazavi Pages 73-83
    Nowadays, the increasing population and water demand in various sectors of agriculture, industry, drinking and sanitation has brought about tremendous pressure on groundwater resources. Changes in groundwater quality and salinity of the water resources are currently major threats to development, especially in the dry and too dry lands. The aim of this study is evaluation of the trend of changes in groundwater quality, both temporally and spatially, in Kashan plain over a period of 12 years (2002-2013) using geostatistical methods and classification methods namely Shouler and Wilcox. Thereby, Export Choice has been used and each parameter has been weighted according to its effect on water quality changes. Then, the weighted average of water quality parameters was used for zoning the drinking and agriculture water. The results showed that among the geostatistical methods, circular Kriging based on the correlation coefficient has more acceptable performance. Moreover, the results of spatial and temporal changes in water quality based on Shouler and Wilcox indicate a decrease of drink and agriculture water quality in the study area. Besides, 1.75 km2 of high quality drinkable water was annually decreased between 2002 and 2013 and replaced with moderate or poor quality water. Also, the same but more remarkable decline happened in agriculture water so that 11.06 km2 of high quality agriculture water annually diminished from 2002 to 2009 and plunged zero by 2009.
    Keywords: Geostatistical methods, Kashan Plain, Spatial, temporal trends, Water quality, Zoning
  • D. Dezfooli, S. M. Hosseini, Moghari, K. Ebrahimi Pages 85-98
    Precipitation is an important element of the hydrologic cycle and lack of this data is one of the most serious problems facing research on hydrological and climatic analysis. On the other hand, using satellite images has been proposed by many researchers as one of practical strategies to estimate precipitation. The present paper aims to evaluate the accuracy of satellite precipitation data, provided by PERSIANN and TRMM-3B42 V7 in Gorganrood basin, Iran. To achieve this aim, two sets of daily precipitation ground-based data, 2003 to 2004 and 2006 to 2007, from six stations of Gorganrood basin, named; “Tamer”, “Ramian”, “Bahalkeh-ye Dashli”, “Gorgan Dam”, “Ghaffar Haji” and “Fazel Abad” have been used in this paper. The evaluation indices have been calculated and analyzed in different time scales, including daily, monthly and seasonal. The results indicated that the two above mentioned satellite models are not accurate in daily scale. However, they showed reasonable accuracy in monthly and seasonal scales. The highest correlations between satellites and recorded data in daily and monthly scales, for TRMM-3B42 V7 in “Gorgan Dam” and “Bahlke Dashlei” stations, are 0.397 and 0.404, respectively. The comparison of measured and satellite data of winter showed better agreement for PERSIANN model. However, TRMM-3B42 V7 shows better correlation in other seasons. The results also indicated that while TRMM-3B42 data displays higher correlation with measured data, PERSIANN provids better results in predicting the number of rainy days.
    Keywords: Daily precipitation, Precipitation estimation, Remote sensing, Satellite images
  • A. Taheri Tizro, H. Nozari, H. Alikhani Pages 99-113
    To procure the status of groundwater level fluctuations in arid and semi-arid areas, it is necessary to obtain accurate forecast of fluctuations data. Time series as a linear model have been utilized to generate synthetic data and predict future groundwater level. Minitab17 software and monthly depth of groundwater level data of 20 years (1991-2011) for 25 piezometric wells of plain were used. Time series models of each well were selected and 5 years temporal forecasting was accomplished. The predicted depth of groundwater level data was converted to Groundwater level data using ARCGIS10 and GS.1.1 software. Ordinary kriging with a spherical variogram was selected for interpolation of groundwater level. Five years spatial forecasting was done and spatial forecasting and groundwater level drop forecasting maps were prepared. Forecasting results of groundwater level show that over the next 5 years, the area covered by two intervals of groundwater level, 1100-1140 m and 1140-1180 m, will increase and the area covered by three ranges of 1180 -1220 m, 1220-1260 m, and 1260-1300 m, will decline. Also, according to the 5-year groundwater level drop forecasting map of the plain, the highest level of groundwater level drop, more than 16 meters for Qasemabad bozorg areas, located in North East and central of the plain, and the lowest level of the groundwater level drop, about 0.5 m for Mohammad Abad Afkham Aldoleh Lands, located in outlet area of the plain, have been predicted.
    Keywords: Geostatistical, Groundwater Level, Hashtgerd Plain, Kriging, Time Series
  • Mohseni Movahed S. A Pages 115-127
    In the ICSSDOM simulation-optimization model, simulated annealing algorithm is combined with a hydrodynamic simulation model named ICSS. In this model the ability of weighting of indicators is also considered. In this study, using this model the performance of the S-L-R5 canal in the DEZ irrigation network was evaluated in a period of 10 days. With presenting a proposed method for weighting the indicators and its various options, using parametric sensitivity analysis, optimal adjustment of intake and check structures was obtained. It was found if the coefficient of each index is selected as a direct ratio of the ideal improvement potential of the indicator, the percentage of the improvement is more than the other investigated options. In addition, due to the interaction of the indicators in the multi-objective functions, the consistency of the weighting method with the nature of the optimization problem in this study has been shown. Statistically, the adequacy of the 10-day period of study was confirmed. The model validation with mathematical asymptote method shows 6% error which indicates the model is valid. For example, on the first day, based on the option three (The optimal option), the optimal gate opening for 5 intakes and one check control was between 3.9 to 14.7 Cm. In this condition optimal delivery was between 46 to 178 liters per second.
    Keywords: Asymptote method, consistency test, ICSSDOM, Ideal improvement potential, SA algorithm
  • Z. Feyzi, A.R. Keshtkar, A. Malekian, H. Ghasemieh Pages 129-141
    Shortage of rainfall and also relatively high intensity precipitations in short-term are characteristics of arid regions of the world, such as central of Iran. Studies have indicated that massive flooding causes great loss of life and properties every year. Also, Water scarcity in arid and semiarid regions of the world will cause fragile living conditions in these areas. Therefore, it is needed to reduce runoff rates using actions such as dam construction or artificial recharge techniques. In this study, seven factors were applied such as the slope, surface permeability, transmissibility in alluvium, alluvial quality, land use, runoff volume and thickness of the unsaturated layer to determine suitable areas and site selection for flood spreading and artificial recharge in south of Kashan plain. After preparing the digital layers, criteria weights were determined using Fuzzy AHP. The weighted maps were acquired and merged together. Results indicated that land use criterion with the greatest weight (0.22) was determined as the first priority in the site selection for flood speading. The parameters of runoff volume, permeability, slope, depth of the unsaturated layer, alluvial quality, and transfer coefficient were accounted as the second to seventh priorities.
    Keywords: Flood spreading, Fuzzy AHP model, GIS, Kashan plain
  • A. Yousefi, A. M. Amini, O. Fathi, A. Yadegari Pages 143-159
    Water, as a limiting factor, has played a decisive role in shaping and development of Iranian culture and civilization. Water scarcity and a great variety of water users lead to conflicts in river's environment. Conflict resolution is conceptualized by the methods and processes involved in peaceful facilitating and ending of the conflict through active communication about their thinking and causes of disagreement as well as persistence in collective negotiations. Currently, the Zayandeh-Rud River basin (ZRR) has been facing severe water scarcity. The aim of this study is to evaluate the methods of water conflict resolution in the ZRR from the viewpoint of farmers and authorities. The statistical population of this study includes all farmers in ZRR and selected staff of Regional Water Authority and Agricultural Organization (Jahad-Keshavarzi) in both Isfahan and Chaharmahal & Bakhtiyari provinces. Data were collected through a sample of 171 farmers and census of authorities through face-to-face interviews based on a comprehensive structured questionnaire. Before the survey, the reliability and validity of the questionnaire was initially evaluated on a pre-test study respectively by using Cronbach’s alpha coefficient and Kaiser-Meyer-Olkin (KMO) criteria. The results showed that the main factors in creating the conflict are drought, increased water use in industry and increased water consumption in other provinces. Furthermore, the most suitable methods of water conflict resolution are the conditions where everybody is able to speak freely, mediation and negotiation. On one hand, in the current situation, farmers prefer violent manners and on the other hand, authorities consider negotiation as the most appropriate solution to the conflict.
    Keywords: Conflict resolution, Mediation, Negotiation, Violent manner, Zayandeh, Rud River
  • V. Rezaverdinejad, H. Ahmadi, M. Hemmati, H. Ebrahimian Pages 161-176
    In this study, two different approaches of infiltration parameters estimation in traditional, variable and fixed alternate furrow irrigation, with and without cutback inflow, were performed and compared. Four usual methods including two-point (Elliott and Walker), Valiantzas one-point, Mailapalli one-point and Rodriguez and Martos optimization methods, as approaches based on advance data, and multilevel optimization method as an approach based on the advance, storage and recession data, were considered. Surface irrigation model: WinSRFR was used to simulate irrigation phases and infiltration value in each method. 13 furrow irrigation field experiments, from two case studies: Karaj and Urmia, were used to perform different methods. Based on the results, the multilevel optimization method predicted the advance and recession phases and runoff-infiltration with high accuracy for traditional, variable and fixed alternate furrow irrigation. The multilevel optimization method for traditional furrow irrigation, showed more accuracy than variable and fixed alternate furrow irrigation in advance and recession phases and the average root mean square error (RMSE) for predicting advance phase for the three furrow irrigation methods was 1.37, 1.8, and 1.57 minutes and for the recession phase was 3.76, 5.0, and 3.03 minutes, respectively. Also the multilevel optimization method for cutback options indicated high performance to advance and recession prediction and the average RMSE of advance and recession prediction were obtained 3.57 and 2.13 minutes for cutback option and 3.8 and 1.3 minutes for no cutback option, respectively. The multilevel optimization method indicated high performance in storage phase, too. The average of relative error (RE) of runoff estimation for traditional, variable and fixed alternate furrow irrigation was calculated 0.5, 0.4 and 0.4 percent, respectively. The runoff average RE of multilevel optimization method with cutback and no cutback option were obtained 1.85 and 0.85 percent, respectively; that showed high performance of this method for no cutback option in comparison with the cutback option. Therefore, the use of data of all irrigation phases to estimate infiltration parameters shows better performance in the prediction of irrigation and water balance components. (run-off and infiltration).
    Keywords: Advance, Recession, Run, off, Infiltration Function, Volume Balance Model, WinSRFR Model
  • M. Ayoubi, R. Sokouti, M. J. Malakouti Pages 177-189
    This study is aimed to investigate the spatial variation of soil macronutrients such as phosphorus, potassium and organic matter using different methods of Geostatistics and Geostatistical method combined with Fuzzy logic to estimate the values of this element to provide a spatial distribution map for the proper distribution of fertilizer in the plain of Uremia. Spatial variations in soil nutrients are natural but knowing these changes for careful planning and management particularly in the agricultural lands is simply inevitable. This information is necessary to increase the profitability and sustainable agricultural management. Therefore, to estimate the changes in the elements of places not sampled, the Kriging, Fuzzy Kriging, Cokriging and Inverse Distance Weighting methods have been used in GS . In this study, Matlab 9.1 software was used to fuzzification of the data and GIS was used for the final mapping. The parameters MAE, MBE and RMSE were used to compare these methods. The results showed that the combined method of Fuzzy Geostatistic with the mean absolute error values for the elements phosphorus, potassium and organic matter i.e. 0.17, 0.18 and 0.18, respectively, is recognized as the preferred method based on which zoning maps have been prepared for P, K and OC in GIS.
    Keywords: Fuzzy Kriging, Fuzzy logic, Geostatistic, spatial variability
  • M. M. Matinzadeh, J. Abedi Koupai, H. Nozari, A. Sadeghi Lari, M. Shayannejad Pages 189-205
    In this research, a comprehensive simulation model for water cycle and the nitrogen dynamics modeling including all the important processes involved in nitrogen transformations such as fertilizer dissolution, nitrification, denitrification, ammonium volatilization, mineralization, immobilization as well as all the important nitrogen transportation processes including nitrogen uptake by the plant, soil particles adsorption, upward flux, surface runoff losses and drain losses, was used for fertilizer management modeling in a sugarcane farmland in Imam Khomeini Agro-Industrial Company using a system dynamics approach. For evaluating the model the data collected from Imam Agro-Industrial Company equipped with a tile drainage system with shallow ground water and located in Khuzestan province, Iran, were used. The statistical analysis of the observed and simulated data showed that the RMSE for determining the accuracy of simulation of the nitrate and ammonium concentration in drainage water is 1.73 mg/L and 0.48 mg/L, respectively. The results indicated that there is good agreement between the observed and the simulated data. Nine scenarios of fertilization at different levels of urea fertilizer were modeled including one scenario of 400 kg/ha, two spilit scenarios of 350 kg/ha, two spilit scenarios of 325 kg/ha, two spilit scenarios of 300 kg/ha, one scenario of 280 kg/ha and one scenario of 210 kg/ha. Results of the modeling showed that the scenario of 210 kg/ha has the highest nitrogen use efficiency (52.3%) and the lowest nitrogen losses consisted of denitrification, ammonium volatilization and drainage losses (17.82, 7.16 and 92.59 kg/ha, respectively). The results revealed that increasing the consumption of urea fertilizer greater than 210 kg/ha increased the overall nitrogen losses and reduced the nitrogen use efficiency. Meanwhile, this model can be used for managing the fertilizer and controlling the nitrate and ammonium concentrations in the drainage water to prevent the environmental pollution. Also, the system dynamics approach was found as an effective technique for simulating the complex water-soil-plant-drainage system.
    Keywords: Fertilization management modeling, Nitrogen use efficiency, Spilt, fertilizer application, Subsurface drainage system, Sugarcane, System dynamics approach
  • L. Kashi Zenouzi, Sh. Banej Shafiee, A. A. Jafari Pages 207-218
    In this study the effect of temperature, evaporation or evapotranspiration, precipitation, hillside direction and altitudinal classes, texture and acidity of soil on organic carbon content in the depths of 15 and 45 cm were evaluated. Paired t-test results showed that there is a significant difference between measured parameters in two soil depths. After preparing required data and processing them, outlier's data were removed. Then, base maps for each of the information layers were prepared by Arc GIS9.3 software and all relatd information fit together by overlapping them. Pearson correlation between environmental factors and soil organic carbon values were calculated and it was found that in the depth of 15 cm, the correlation between soil organic carbon values and two environmental factors including temperature and altitude were significant at the level 0.01. As well the results of statistical analysis by using principal component analysis (PCA) method showed that the factors temperature, evaporation (1%), and silt and clay (5%) have had a significant effect on the amount of soil organic carbon. The first, second, and third axes with eigenvalues of 98/4, 78/3 and 92/1, respectively, explained the values 0.33, 0.25, and 0.13 % of correlation between organic carbon and environmental data.
    Keywords: correlation coefficient, Principal component analysis, Zilberchay