فهرست مطالب

علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی) - سال بیست و دوم شماره 4 (پیاپی 86، زمستان 1397)

نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)
سال بیست و دوم شماره 4 (پیاپی 86، زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/12/22
  • تعداد عناوین: 30
|
  • محمد آقاپورصباغی * صفحات 1-13
    با توجه به وجود بحران منابع آبی در داخل کشور، اضافه برداشت از منابع آب زیرزمینی، وضعیت نامناسبی را برای اغلب دشت های کشور موجب شده است. از سویی لازم است برای پایداری این منابع همواره در استفاده از این منابع، نیاز نسل های آینده نیز مدنظر قرار گیرند. در این راستا در مطالعه حاضر تدوین یک الگوی کشت با هدف تامین پایداری منابع آب زیرزمینی در دشت باغ ملک مدنظر قرارگرفته است. در این مطالعه از تکنیک سری های زمانی برای پیش بینی مقادیر آتی متغیرها استفاده شده است. همچنین الگوی برنامه ریزی پویا، برای تعیین الگوی کشت شده است. اطلاعات مورد نیاز این تحقیق به دو صورت پرسش نامه ای و استفاده از منابع آماری سایت جهاد کشاورزی و سازمان آب و برق استان خوزستان در سال 1392 جمع آوری شد. نتایج نشان می دهد که نهاده آب، محدودکننده ترین عامل تولید در بخش کشاورزی منطقه محسوب می شود، همچنین استفاده از الگوی بالا تغییرات اساسی در الگوی کشت منطقه را موجب خواهد شد. بهره گیری از روش های آبیاری مدرن می تواند ظرفیت تولیدات زراعی منطقه را تا دو برابر افزایش دهد. پیشنهاد اصلی مطالعه حاضر بر انتخاب الگوهایی است که پایداری بین نسلی را در مورد نهاده های کمیابی مانند آب مدنظر قرار می دهند.
    کلیدواژگان: پایداری بین نسلی، آب، برنامه ریزی پویا، باغ ملک
  • مهرداد کاظمی، حمیدرضا کریم زاده*، مصطفی ترکش اصفهانی، حسین بشری صفحات 15-27
    بررسی روابط بین پوشش گیاهی و عوامل محیطی به شناخت عوامل موثر بر رشد و استقرار گونه های گیاهی و همچنین شناسایی رویشگاه ها کمک می کند. هدف از این پژوهش، بررسی اثرات قرق 33 ساله و چرای مدیریت شده (سیستم چرای تناوبی- استراحتی) بر توزیع پوشش گیاهی و برخی خصوصیات خاک، در ایستگاه شهید حمزوی حنا در منطقه سمیرم استان اصفهان است. در این مطالعه تعداد شش ترانسکت (سه ترانسکت موازی و سه ترانسکت عمود بر شیب عمومی منطقه) به طول 100 متر در هر منطقه مستقر و در راستای هر ترانسکت 10 پلات دو متر مربعی مستقر و میزان تاج پوشش، تولید، تراکم و فهرست گونه های گیاهی موجود ثبت شد. در هر منطقه مدیریتی (قرق و چرای مدیریت شده)، 18 پلات به طور تصادفی - سیستماتیک انتخاب و در هر پلات پنج نمونه خاک از عمق صفر تا30 سانتی متری برداشت شد و سپس نمونه ها مخلوط و یک نمونه مرکب به عنوان شاهد پلات، انتخاب شد. عوامل اسیدیته، قابلیت هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم، ماده آلی، فسفر قابل استفاده، نیتروژن کل، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، درصد رطوبت اشباع، ظرفیت تبادل کاتیونی، درصد ذرات رس، سیلت، شن و شن خیلی ریز در آزمایشگاه تعیین شد. شاخص های پوشش گیاهی در دو منطقه با استفاده از آزمون تی مستقل مقایسه شدند. آنالیز تطبیقی متعارفی و آنالیز خوشه اینشان داد که مهم ترین خصوصیات موثر در تفکیک گروه های گیاهی، ظرفیت تبادل کاتیونی، آهک، درصد سنگریزه، فسفر قابل استفاده و عامل مدیریت است. چرای مدیریت شده باعث افزایش معنی دار تولید (352 در مقابل 2/184 کیلوگرم در هکتار) و درصد تاج پوشش گیاهی (46/25 در مقابل 37/18) و تغییر برخی از خصوصیات خاک شده است (5% = α). همچنین قرق باعث افزایش تراکم گونه های گیاهی (03/3 در مقابل 02/2 بوته در مترمربع) به صورت معنی داری شده است. این مطالعه نشان داد که چرای مدیریت شده در مراتع نیمه خشک بهتر از قرق بلندمدت، بر بهبود و توسعه برخی خصوصیات خاک و توزیع پوشش گیاهی تاثیر می گذارد. بنابراین توصیه می شود، از قرق بلندمدت در مراتع نیمه خشک جلوگیری شود.
    کلیدواژگان: آنالیز تطبیقی متعارفی، پوشش گیاهی، چرای مدیریت شده، خاک، تحلیل خوشه ای، قرق
  • سعید شیوخی سوغانلو، سحر گلشن، مجتبی خوش روش * صفحات 29-39
    اثرات ناشی از تغییر اقلیم می تواند با انتشار از سطح زمین به سوی ژرفای خاک، رژیم گرمایی خاک را تحت تاثیر قرار دهد. از طرفی، انرژی گرمایی نهفته در خاک، نقش بسیار مهمی را در تغییرات دمای خاک ایفا می کند. از این رو، در این پژوهش به منظور تشخیص روند تغییرات دمای ژرفاهای خاک، از داده های اندازه گیری شده روزانه دمای هوا در ارتفاع دو متری (اسکرین) در طول سال های 2014-1951 میلادی و دمای روزانه ژرفاهای خاک (5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتی متری)، برای ساعت های 3، 9 و 15 در طول دوره آماری سال های 2014-1992 در ایستگاه هواشناسی شاهرود استفاده شد. برای تشخیص روند در سری های زمانی ماهانه، فصلی و سالانه دمای ژرفاهای خاک، روش های پارامتری (تحلیل رگرسیونی و پیرسون) و ناپارامتری (من- کندال و اسپیرمن) به کار برده شد. بر اساس نتایج، آزمون تعیین روند نشانگر افزایش دمای خاک در تمامی ماه ها به جز ژانویه، فوریه و مارس بود. دمای خاک در فصل های بهار، تابستان و پاییز افزایش یافته است (P ≤ 0/05). در ادامه نیز تعیین روند سالانه دمای خاک نشان داد که به غیر از روش پارامتری ضریب همبستگی پیرسون، دمای خاک در تمامی ژرفاها دارای روند افزایشی بود (P ≤ 0/05). بر پایه این یافته ها، می توان این گونه اظهار داشت که در طول دوره بررسی، دمای ژرفاهای خاک طی سال های اخیر افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: انرژی گرمایی، دمای روزانه، میانگین دمای سالانه، سری های زمانی
  • زهره دهقان*، سید سعید اسلامیان، رضا مدرس صفحات 41-58
    ناحیه بندی یکی از ابزارهای مفید برای انجام تحلیل های موثر در مناطق فاقد داده، یا دارای داده های ناقص است. یکی از روش های ناحیه بندی که در مطالعات هیدرولوژیک بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، خوشه بندی است. یکی از عوامل تاثیرگذار بر خوشه بندی، درجه اهمیت و میزان مشارکتی است که هر یک از این ویژگی ها می توانند داشته باشند. در این پژوهش، سعی شد از یک مجموعه گسترده ای از ویژگی ها برای مقایسه عملکرد آنها در ناحیه بندی استفاده شود. سپس، با توجه به درجه اهمیت و نقشی که هر ویژگی در ناحیه بندی دارد، وزن مناسب برای هر یک از گروه ویژگی ها با استفاده از خروجی روش تحلیل مولفه های اصلی تعیین و تاثیر وزن دهی در تشکیل ناحیه های همگن با استفاده از روش خوشه بندی وارد بررسی شد. بدین منظور، در این پژوهش از داده های حداکثر بارش 24 ساعته 63 ایستگاه باران سنجی واقع در حوضه دریاچه ارومیه که دارای طول دوره آماری 30 سال (1387-1358) هستند، استفاده شد. علاوه بر این، هفت دسته ویژگی به منظور ناحیه بندی بارش تعریف شدند. نتایج نشان داد که با درنظر گرفتن ویژگی های مختلف و ترکیب آنها با یکدیگر، ناحیه بندی متفاوتی در تعداد نواحی تشکیل شده است و نیز تعداد ایستگاه های متفاوتی در هر ناحیه وجود خواهد داشت. از میان هفت گروه ویژگی مشخص شد که دسته ویژگی های جغرافیایی و اقلیمی- جغرافیایی خوشه بندی مناسب تری را در سطح حوضه نشان داده اند. همچنین، وزن دادن به ویژگی ها در بیشتر موارد می تواند تاثیر مثبتی در بهبود اندازه همگنی و تشکیل نواحی مستقل از لحاظ پراکندگی ایستگاه ها و چگونگی قرارگیری آنها در سطح حوضه داشته باشد.
    کلیدواژگان: تتحلیل مولفه های اصلی، حوضه دریاچه ارومیه، روش خوشه بندی وارد، وزن دهی ویژگی ها
  • کورش شیرانی *، ستار چاوشی صفحات 59-72
    اولویت بندی زیرحوضه ها از لحاظ شدت بلایای طبیعی و لزوم برنامه های اجرایی پیشگیری و درمان آن جایگاه ویژه ای در مدیریت منابع طبیعی و به ویژه مدیریت حوضه های آبخیردارد. در این پژوهش به اولویت بندی 24 زیرحوضه آبخیز زهره- جراحی با استفاده از پارامترهای مورفومتریک و مدل ترکیبی نوین تاپسیس- رگرسیون چند متغیره خطی پرداخته شده است. تعداد 12 عامل مورفومتریکی شامل ثابت نگهداشت، تراکم زهکشی، عدد ناهمواری، ضریب نفوذ، شاخص توان آبراهه، فراوانی آبراهه، شیب، بافت زهکشی، نسبت ناهمواری، ضریب فرم، نسبت انشعاب و شاخص رطوبت توپوگرافی به همراه عامل اقلیمی بارندگی مورد مطالعه قرارگرفته است. به منظور تعیین وزن عوامل از مدل رگرسیون چندمتغیره و آمار پراکنش مکانی سیلاب های رخ داده در منطقه استفاده شد و روش تصمیم گیری تاپسیس به منظور اولویت بندی زیرحوضه ها به کار گرفته شد. نتایج وزن دهی نشان داد که عوامل عدد ناهمواری، شیب و مقدار متوسط بارندگی به ترتیب با کسب مقادیر 068/0، 024/0 و 016/0 بیشترین تاثیر را در رخداد سیلاب در منطقه مورد مطالعه داشته اند. طبق نتایج اولویت بندی، زیرحوضه های آبخیز صیدون، امام زاده جعفر و تخت دراز به ترتیب با کسب کمترین فاصله از ایده آل مثبت (0028/0، 0029/0 و 0029/0) و بیشترین فاصله از ایده آل منفی (0097/0، 0098/0 و 0095/0) و در نتیجه کسب بیشترین امتیازات (7745/0، 7690/0 و 7625/0) در رتبه های اول تا سوم قرار گرفته اند. به منظور اعتبارسنجی مدل از آمار تعداد سیلاب های رخ داده در این زیرحوضه ها استفاده شد و نتایج اولویت بندی زیرحوضه ها با تعداد رخداد سیلاب در هر زیرحوضه مقایسه شد. نتایج اعتبارسنجی نشان داد که مدل ترکیبی دارای دقت بالایی در شناسایی زیرحوضه های با پتانسیل سیل خیزی بالا است، به طوری که در زیرحوضه های صیدون، امام زاده جعفر و تخت دراز بیشترین تعداد سیلاب رخ داده است که این موضوع بیانگر کارایی بالای مدل و همچنین تاثیر زیاد وضعیت مورفومتریک زیرحوضه ها روی پتانسیل سیل خیزی آنها است.
    کلیدواژگان: روش تاپسیس، ژئومورفومتری، سیل خیزی
  • الهام چاوشی *، شهرزاد اعرابی صفحات 73-83
    این پژوهش با هدف تعیین غلظت سرب و کادمیوم در محصولات کشاورزی اطراف معدن ایرانکوه و ارزیابی پتانسیل خطر آنها بر سلامت انسان در استان اصفهان انجام شد. نمونه برداری به صورت تصادفی و مرکب از خاک (عمق صفر تا 20 سانتی متری) و محصولات عمده زراعی (برنج و گندم) انجام شد. غلظت کل سرب و کادمیوم در خاک به ترتیب 18/71 و 57/1 میلی گرم بر کیلوگرم به دست آمد. میانگین غلظت سرب در برنج و گندم به ترتیب 81/7 و 31/2 میلی گرم بر کیلوگرم و برای کادمیوم به ترتیب 15/0 و124/0 میلی گرم بر کیلوگرم به دست آمد. میزان جذب روزانه سرب به بدن انسان از طریق خوردن برنج و گندم بیشتر از حد مجاز جذب (6/3 میکروگرم بر کیلوگرم وزن بدن در روز) به دست آمد، اما جذب روزانه کادمیوم کمتر از حد مجاز جذب برآورد شد. میانگین شاخص تجمعی خطر سرب و کادمیوم نیز برای کودکان و افراد بالغ به ترتیب 60/4 و 64/4 محاسبه شد. این نتیجه نشان می دهد که در صورت مصرف محصولات مورد مطالعه، احتمال ابتلا به بیماری های غیر سرطانی در مصرف کنندگان و همچنین احتمال ابتلا به بیماری های سرطانی ناشی از فلز سرب وجود دارد.
    کلیدواژگان: سرب، کادمیوم، شاخص خطرپذیری، گندم، برنج
  • روزبه امیرجانی، امیرعباس کمان بدست*، محمد حیدرنژاد، امین بردبار، علیرضا مسجدی صفحات 85-98
    در روش رسوب شویی تحت فشار، زمانی که آب از میان تخلیه کننده های تحتانی خارج می شود، پس از گذشت مدت زمانی از انجام رسوب شویی، حفره ای از آبشستگی به شکل مخروط در جلوی دریچه تحتانی به وجود خواهد آمد که ابعاد این مخروط به پارامترهای مختلفی همچون دبی جریان خروجی، عمق آب داخل مخزن و نوع رسوبات تجمع یافته در درون مخزن بستگی دارد. در این پژوهش برای بررسی اثر رسوبات چسبنده و غیرچسبنده بر تشکیل مخروط رسوب شویی، از یک مدل فیزیکی با ابعاد مشخص استفاده شد و به منظور توسعه روش تخلیه رسوبات، یک سازه نیم استوانه در جلوی تخلیه کننده تحتانی مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایش ها در دانشگاه شهید چمران اهواز در دو حالت استفاده از نیم استوانه و بدون نیم استوانه و همچنین رسوبات چسبنده و غیرچسبنده با دبی های مختلف و در مجموع به تعداد 90 آزمایش انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که با افزایش دبی، به طور متوسط در دو حالت بدون نیم استوانه و با نیم استوانه افزایش حجم مخروط رسوب شویی را همراه دارد. با کاهش ارتفاع آب، جریان از حالت مستغرق خارج شده و به سمت فلاشینگ آزاد می رفت که در نتیجه افزایش حجم و طول مخروط را شاهد بودیم. استفاده از نیم استوانه به طور متوسط باعث افزایش رسوب شویی شده است که این افزایش رسوب شویی به علت به وجود آمدن یک جفت گرداب چرخشی در داخل سازه نیم استوانه در دو طرف محور مرکزی دریچه است.
    کلیدواژگان: رسوبات چسبنده و غیرچسبنده، رسوب شویی تحت فشار، سازه نیم استوانه، حفره رسوب شویی، جریان چرخشی
  • زهرا عباسی *، حمیدرضا عظیم زاده، علی طالبی، احد ستوده صفحات 99-108
    ارزیابی کیفی منابع آب زیرزمینی از نظر تامین آب شرب، اهمیت شایانی دارد. منابع آب زیرزمینی دشت عجب شیر واقع در حاشیه دریاچه ارومیه به دلیل برداشت بی رویه با افت سطح آب و نفوذ آب شور به سفره آب شیرین مواجه شده است. هدف این مطالعه، پهنه بندی کیفیت آب زیرزمینی دشت با استفاده از شاخص کیفی آب زیرزمینی و سامانه اطلاعات جغرافیایی است. در این مطالعه، از نتایج آنالیز 10 پارامتر شیمیایی کلسیم، سدیم، منیزیم، پتاسیم، سولفات، بی کربنات، کلراید، هدایت الکتریکی، کل جامدات محلول و سختی کل در 15 حلقه چاه استفاده شد. ابتدا نقشه غلظت مولفه ها به روش کریجینگ ترسیم شد. سپس بر اساس استاندارد شرب سازمان بهداشت جهانی، نقشه نرمال و رتبه تهیه و با استخراج وزن هر مولفه از نقشه رتبه، نقشه شاخص کیفی تهیه شد. نتایج نشان داد که مقدار شاخص کیفی بین 61 تا 81 در رده های متوسط تا قابل قبول است. تحلیل حساسیت مدل به روش حدف تک نقشه نشان داد که شاخص کیفی نسبت به پتاسیم حساس‏تر است. به طورکلی، شاخص کیفیت آب در شمال شرقی به جنوب غربی دشت و سایر مناطق آن به ترتیب در رده قابل قبول و رده متوسط قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: آبخوان عجب شیر، آنالیز حساسیت، سامانه اطلاعات جغرافیایی، شاخص کیفی آب زیرزمینی
  • سید احمد خاتون آبادی *، عنایت پرویزی، مریم عطایی صفحات 109-127
    سال هاست که احداث سدها به عنوان مانعی در برابر حرکت آب و یکی از راهکارهای اساسی حفظ منابع آب به شمار می رود. از طرفی، سدها اثرات متفاوت اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی فراوانی را از خود برجای می گذارند که این تحقیق با هدف بررسی اثرات ناشی از سدسازی از دیدگاه روستاییان بهره بردار از آب سد شاه قاسم در یاسوج انجام شد. روش تحقیق توصیفی- پیمایشی و ابزار گردآوری داده ها به شیوه میدانی بوده است. جامعه آماری متشکل از روستاییان چهار روستا در دهستان سررود جنوبی بوده است. حجم نمونه از فرمول کوکران، 192 نفر تعیین و با استفاده از روش تخصیص متناسب سهم هر روستا از حجم نمونه مشخص شد. نتایج حاصل از تحلیل داده ها از دیدگاه روستاییان نشان داد که بیشترین تاثیرات سد در بخش اقتصادی با میانگینی از 37/2 تا 7/3 وکمترین تاثیرات در بخش زیست محیطی با میانگینی از 81/1 تا 54/3 بوده است. همچنین نتایج آزمون فرض ها با دو روش ویلکاکسون و کای دو شامل: تاثیر سد بر بهبود درآمد روستاییان، افزایش سطح زیرکشت منطقه، بهبود وضعیت اشتغال، تنوع در محصولات کشاورزی، افزایش تولیدات در منطقه، بهبود وضعیت توریستی منطقه، نادیده گرفتن نقش مشارکتی مردم در احداث سد و عدم تغییر گونه های گیاهی از دیدگاه روستاییان می شود. کنکاش دلیل این موضوع نشان می دهد که روستاییان به موضوعاتی همچون تفکر غلط فراوانی آب و اثرات کوتاه مدت احداث سد بیشتر توجه می کنند؛ درحالی که سدها در بلندمدت، دارای اثرات منفی بسیاری هستند.
    کلیدواژگان: اثرات اجتماعی، اثرات اقتصادی، اثرات زیست محیطی، توسعه پایدار، سد
  • محمدرضا میرزایی*، استفان قوی صفحات 129-142
    جریان ترجیحی هم از لحاظ محیطی و هم از لحاظ سلامت انسان دارای اهمیت به سزایی است. به طوری که انتقال سریع آب و در نتیجه آلوده کننده ها و سموم کشاورزی از این طریق وارد خاک و آب های زیرزمینی خواهند شد. درحالی که اندازه گیری و کمی سازی آن بسیار مشکل است. در این تحقیق، با استفاده از نمونه های خاک و انجام بارش مصنوعی به وسیله یک شبیه ساز کوچک باران، سعی در کمی سازی میزان جریان ماکروپورها و مدل سازی جریان ترجیحی گردید. در این راستا از دو مدل استفاده شد: 1) مدل موج سینماتیکی ارائه شده توسط جرمان در سال 1984 و 2) مدل توسعه داده شده آن به نام مدل موج سینماتیکی- پخشی ارائه شده در سال 2003 توسط دیپیترو و همکاران. نتایج نشان داد که مدل ارائه شده توسط دی پینترو و همکاران دارای دقت بیشتری نسبت به مدل جرمان است. سپس، یک روش ابتکاری جهت محاسبه مقدار ماکروپورها به کار گرفته شد. نتایج رگرسیون نشان داد که مقدار آب ترجیحی رابطه معنی داری با کل میزان تخلخل خاک ندارد (36/0= R2)، و در مقابل با مقدار ماکروپورها با ضریب تبیین 76/0 R2= (001/0> α) دارای یک رابطه معنی دار است.
    کلیدواژگان: جریان ترجیحی، مدل موج سینماتیک، ماکروپور، محیط متخلخل، شبیه ساز باران
  • سعید صالحی، شهرام اسمعیل زاده، قاسم پناهی، کاظم اسماعیلی * صفحات 143-154
    نیروی زیرفشار یکی از عوامل ناپایداری در سازه های آبی است. به همین علت تعیین و کنترل آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. استفاده از چاله های زهکشی یکی راه های کاهش این نیرو است که به صورت قائم با لوله هایی با قطر های مختلف در پی سازه های آبی ساخته می شوند. برای بررسی عملکرد این چاهک ها یک مدل آزمایشگاهی از پی سدهای بتنی در فلوم اختصاصی ساخته شد. طول پی مدل سد به پنج قسمت تقسیم بندی و تعداد چهار چاله زهکشی با ارتفاع معادل ضخامت پی سد در مدل نفوذناپذیر ایجاد شد. تغییرات فشار در پی سد با تغییر ارتفاع آب بالادست سد انجام و توسط لوله های پیزومتر نصب شده در پی و تغییر موقعیت چاله اندازه گیری شد. با استفاده از پتانسیل هیدرولیکی محاسبه شده از زهکش های تعبیه شده، نیروی زیرفشار محاسبه شد. سپس بهترین حالت که کمینه نیرو بالادهنده به ازای موقعیت زهکش در پی سد بود، مشخص شد. نتایج نشان داد در حالتی که a/L=0/4 باشد، بهترین وضعیت برای قرار دادن زهکش های قائم برای کاهش نیروی زیرفشار است (a فاصله زهکش از پاشنه سد و L طول سد در پی است) که علت آن ایجاد فشار اتمسفریک در زیر پی سد است که خود سبب کاهش نیروی زیرفشار به مقدار چشمگیری می شود.
    کلیدواژگان: حفره زهکشی، نیروی زیرفشار، پتانسیل هیدرولیکی، سازه های آبی
  • فرزین سلماسی، حسین حکیمی خانسر*، بهرام نورانی صفحات 155-171
    در مدل سازی سد کبودوال با استفاده از نرم افزار پلاکسیس، از مدل رفتاری موهر- کلمب استفاده شده است و تاثیر دو عامل استمرار عملیات خاکریزی و آبگیری هم زمان روی نشست، مورد بررسی شده است. نشست بدنه سد از سمت جناحین به سمت مقاطع میانی افزایش یافته و بیشترین نشست در مقطع 25-25 و حدود 2200 میلی متر ثبت شده است. با بررسی در مقاطع مختلف، بیشترین نشست در حد فاصل تراز 180 تا 185 روی داده است، یعنی تراز خاکریزی در این اعداد بحرانی بوده است. بیشتر نگرانی ها در بخش میانی سد است که وضعیت ضعیف تری نیز دارد. باتوجه به آنالیز نشست در بخش های مختلف سد کبودوال، مصالح تشکیل دهنده پی در جناح راست سد از جناح میانی و چپ سد وضعیت بهتری دارد. در مورد مقطع 19 علاوه بر مدل موهر کلمب، سد با مدل های نرم شونده و سخت شونده مدل شده است. در اینجا مدل سخت شونده برازش بهتری را ایجاد می کند. مدل سخت شونده چون داده های بیشتری از خاک را دارا است، رفتار سدهای خاکی را بهتر می تواند مدل سازی کند. با توجه به اینکه در طول ساخت معمولا نشست های اولیه اتفاق می افتد، مدل سخت شونده کارایی بهتری می تواند داشته باشد.
    کلیدواژگان: سد خاکی، سد کبودوال، پلاکسیس، نشست
  • سیروس شاکری *، سیدعلی ابطحی صفحات 173-188
    هدف از انجام این پژوهش، بررسی منشا، ویژگی های کانی های رسی و ارتباط آنها با شکل های مختلف پتاسیم در خاک های آهکی دشت کاکان استان کهگیلویه و بویراحمد، با شرایط اقلیمی مرطوب بود. برای انجام این مطالعه، ابتدا بر اساس اطلاعات به دست آمده از عکس های هوایی و نقشه های توپوگرافی، اقدام به تفکیک واحدهای فیزیوگرافی شد و در هر واحد، یک خاکرخ حفر و از افق‏ های مختلف نمونه برداری شد. نتایج نشان داد که کانی اسمکتایت مهم ترین و فراوان ترین کانی موجود در خاک های منطقه است. در خاکرخ های بخش های با زهکشی مناسب، تبدیل پالیگورسکیت به اسمکتایت و همچنین تبدیل میکا به اسمکتایت از دلایل اصلی فراوانی کانی اسمکتایت است. بررسی شکل های مختلف پتاسیم نشان داد که پتاسیم تبادلی در افق های سطحی بیشتر از افق های زیرین است. دلیل بیشتر بودن پتاسیم تبادلی در سطح نسبت به عمق، بیشتر بودن اسمکتایت و مواد آلی در سطح خاک است. برخلاف شکل های تبادلی و غیرتبادلی، به دلیل شرایط رطوبتی و حرارتی سطح خاک، مقدار نسبی پتاسیم ساختمانی در سطح خاک کمتر از لایه های پایینی بود. همچنین به دلیل اثر رقت، با افزایش مقدار کربنات کلسیم خاک ها، مقدار پتاسیم تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی خاک ها کاهش یافت.
    کلیدواژگان: کانی های رسی، شکل های مختلف پتاسیم، کربنات کلسیم، کاکان
  • الهام یباره پور *، محمود شفاعی بجستان، سیدمحمود کاشفی پور صفحات 189-198
    کانال ها و آب های سطحی راهی برای انتقال آلاینده ها به محیط زیست و انسان هستند. هنگامی که آلاینده ای به کانال وارد می شود غلظت آلاینده پس از طی مسافتی کاهش می یابد. کاهش این مسافت یک مصلحت مهندسی است و برای کاهش این مسافت باید اختلاط در آب را افزایش داد. بنابراین در این مطالعه هدف این است که تاثیر نصب صفحه مثلثی، از سازه های کنترل فرسایش سواحل رودخانه، بر ضریب اختلاط مواد ردیاب را بررسی کرد. برای انجام آزمایش های این تحقیق از یک فلوم به عرض 80 سانتی متر استفاده شد. صفحه مثلثی از جنس پلکسی گلاس با طول موثر 30 درصد عرض فلوم و ارتفاع 15 سانتی متر در فاصله 5/0 متری محل تزریق محلول نمک (که به عنوان ردیاب استفاده شد)، نصب شد. برای نشان دادن اثر سازه، آزمایش های مختلفی در دو حالت بدون و با حضور صفحه مثلثی در شرایط مختلف جریان انجام شد و برای اندازه گیری غلظت ردیاب در چهار مقطع پایین دست محل تزریق از حسگرهای شوری سنج استفاده شد. تغییرات طول اختلاط و ضرایب اختلاط عرضی محاسبه شد و مبین این است که نصب صفحه مثلثی باعث کاهش طول اختلاط به میزان حدود30 درصد و افزایش ضریب اختلاط عرضی به میزان بیش از 43/1 برابر نسبت به حالت بدون حضور صفحه می شود.
    کلیدواژگان: طول اختلاط، اختلاط عرضی، سرعت برشی، صفحه مثلثی
  • اکبر همتی*، هادی اسدی رحمانی صفحات 199-209
    به منظور تعیین اثرات باکتری های ریزوبیوم و قارچ میکوریزا آربسکولار در کارایی مصرف آب و عملکرد لوبیا در شرایط تنش خشکی، اقدام به اجرای آزمایش به صورت کرت های خرد شده در طرح بلوک های کامل تصادفی در مزرعه مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی فارس طی سال های 1394 و 1395 شد. در سطوح اصلی، تیمارهای تنش خشکی شامل آبیاری در 80،60 و 100 درصد آب قابل استفاده (AW) و در سطوح فرعی پنج تیمار مجزا و ترکیبی باکتری ریزوبیوم سویه های 160 و 177 و قارچ میکوریزا آربسکولار همراه با تیمار شاهد قرار داشت. نتایج نشان داد که اثرات تیمارهای تنش خشکی و کود های زیستی بر عملکرد، اجزای عملکرد و کارایی مصرف آب اثر معنی داری در سطح پنج درصد داشتند. بیشترین مقدار عملکرد دانه برابر 2371 کیلوگرم در هکتار همراه با بیشترین کارایی مصرف آب (522 گرم دانه در متر مکعب آب)، در شرایط تنش خشکی با مصرف سویه های باکتری ریزوبیوم 160 و 177 و قارچ میکوریزا آربسکولار به دست آمد. نتایج این آزمایش نشان داد، کاربرد زادمایه باکتری های ریزوبیوم و قارچ میکوریزا در شرایط تنش خشکی باعث افزایش عملکرد و کارایی مصرف آب در لوبیا شده است.
    کلیدواژگان: آبیاری، ریزوبیوم، لوبیا، مایکوریزا
  • محمدرضا ریگی * صفحات 211-221
    اثرات ماده آلی محلول به دست آمده از کمپوست بر جذب سیمازین در چند خاک مختلف با استفاده از روش تعادلی مورد مطالعه قرار گرفت. در این تحقیق شش خاک با مقادیر مختلف کربن آلی انتخاب شدند. هم دماهای جذب سیمازین در خاک ها با استفاده از مدل خطی به دست آمد و مقادیر ضریب توزیع در شرایط بدون حضور (Kd) و با حضور (Kd*) ماده آلی محلول محاسبه شدند. با افزایش غلظت ماده آلی محلول در دامنه 65-0 میلی گرم ماده آلی محلول در لیتر در سیستم خاک- محلول، مقدار Kd*/Kd ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. غلظت های بحرانی ماده آلی محلول (DOMnp) در خاک های مختلف به دست آمد که در این نقطه غلظتی، مقدار Kd* برابر با Kd می شود. در شرایط حضور ماده آلی محلول با غلظت های کمتر از غلظت بحرانی ماده آلی محلول، جذب سیمازین در خاک ها افزایش یافته (Kd* > Kd)، درحالی که در غلظت های بیشتر از غلظت بحرانی ماده آلی محلول، جذب سیمازین در خاک ها کاهش نشان داد (Kd* < Kd). غلظت بحرانی ماده آلی محلول با مقدار کربن آلی خاک همبستگی منفی داشت و حداکثر مقدار Kd*/Kd یعنی (Kmax) با حداکثر جذب ماده آلی محلول در خاک (Xmax) همبستگی مثبت نشان داد. علاوه بر این، نتایج نشان داد که حضور جزء آب گریز ماده آلی محلول به طور کاملا مشهود جذب سیمازین در خاک ها را افزایش داد درحالی که حضور جزء آب دوست ماده آلی محلول سبب کاهش جذب سیمازین شد.
    کلیدواژگان: آفت کش، سیمازین، ماده آلی محلول، جذب، خاک
  • زهره طالبی *، هادی ارونقی صفحات 223-233
    الگوی جریان اطراف پایه شامل پروفیل سطح آب، پروفیل سرعت، سرعت برشی، تنش برشی و... است. در این تحقیق به بررسی تاثیر شکل پایه و اثرات مقیاس بر الگوی جریان در اطراف پایه پل مستطیلی به صورت عددی با استفاده از نرم افزار فلوئنت و با معیار توزیع افقی سرعت (Vx) و توزیع قائم سرعت (Vy) پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که در بررسی مولفه افقی سرعت برای پایه با مقطع مستطیلی شعاع فعالیت گرداب ها 8 برابر طول پایه، حداقل عرض کانال برای فعالیت گرداب ها 16 برابر طول پایه، حداقل طول کانال در جلوی پایه 4 برابر طول پایه و در پشت پایه 25 برابر طول پایه و طول حداقل کانال برای فعالیت گرداب ها 29 برابر طول پایه پل برآورد شد و نیز مولفه قائم سرعت، الگوی جریان در اطراف پایه پل را بررسی کرده ولی پارامتر مناسبی برای بررسی تاثیر طول و عرض کانال نیست.
    کلیدواژگان: آبشستگی، الگوی جریان، پروفیل سطح آب، مولفه افقی سرعت، مولفه قائم سرعت
  • فرشید جهانبخشی، محمدرضا اختصاصی * صفحات 235-247
    نقشه های کاربری/ پوشش اراضی ورودی پایه برای بسیاری از مدل های شبیه سازی محیط طبیعی است؛ بنابراین، صحت نقشه های حاصل از طبقه بندی تصاویر ماهواره ای، عدم قطعیت را در مدل سازی کاهش می دهد. .این مطالعه با هدف ارزیابی صحت نقشه های کاربری اراضی تولید شده توسط روش های طبقه بندی مبتنی بر یادگیری ماشین (الگوریتم جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان) و مقایسه آن با روش متداول بیشترین شباهت انجام شد. بدین منظور تصویر سنجنده OLI ماهواره لندست 8، مربوط به منطقه مورد مطالعه (حوضه سد ستارخان در آذربایجان شرقی)، پس از انجام تصحیحات اولیه، مورد استفاده قرار گرفت. پنج کاربری شهر، کشاورزی آبی، کشاورزی دیم، مرتع و پهنه آبی مورد توجه قرار گرفت. داده های واقعیت زمینی در قالب دو مجموعه داده های تعلیمی (70 درصد از نمونه ها) و داده های آزمون (30 درصد) برای انجام طبقه بندی نظارت شده استفاده شد. صحت نقشه های حاصل از سه الگوریتم، با استفاده از شاخص های ارزیابی صحت مورد مقایسه قرار گرفت. همچنین به منظور بررسی اختلاف معنادار آماری میان نتایج طبقه بندی از آزمون مک- نمار استفاده شد. نتایج نشان داد، صحت کل برای روش ماشین بردار پشتیبان، جنگل تصادفی و بیشترین شباهت به ترتیب برابر با 6/96، 8/90 و 8/90 درصد و ضریب کاپا به ترتیب 934/0، 813/0 و 834/0 بوده است. نتایج آزمون مک- نمار نیز معناداری اختلاف عملکرد در سطح پنج درصد آماری روش ماشین بردار پشتیبان با دو روش دیگر را تایید کرد.
    کلیدواژگان: یادگیری ماشین، طبقه بند ناپارامتری، آزمون مک- نمار، الگوریتم جنگل تصادفی
  • بنفشه رضایی نیکو، نعیمه عنایتی ضمیر*، مجتبی نوروزی مصیر صفحات 249-260
    روی یک عنصر ضروری برای گیاهان است. این عنصر در گیاه موجب بهبود رشد و عملکرد شده و در متابولیسم کربوهیدرات ها نقش دارد. کمبود روی در خاک ها و گیاهان زراعی ایران به دلایل متعددی از جمله آهکی بودن خاک های زراعی، مصرف بی رویه کودهای فسفره و مصرف نامتعادل کودها محتمل است. در پژوهش حاضر تاثیر باکتری های انحلال کننده عنصر روی بر برخی ویژگی های گیاه گندم به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی شد. تیمارهای آزمایش شامل باکتری در چهار سطح 1B (شاهد)،2B (Bacillus megaterium)، 3B(Enterobacter cloacae)، 4B(ترکیب دو باکتری مذکور) و کود سولفات روی در سه سطح Zn0 (شاهد)، Zn20 (20 کیلوگرم بر هکتار) و Zn40 (40 کیلوگرم بر هکتار) بودند. طی دوره آزمایش ارتفاع گیاه و شاخص کلروفیل اندازه گیری شد. در پایان دوره کشت مقدار روی تبادلی خاک، وزن خشک ریشه و اندام هوایی و مقدار روی در ریشه، ساقه و دانه اندازه گیری و عملکرد دانه و مقدار جذب روی در دانه نیز محاسبه شد. نتایج نشان داد مقدار روی تبادلی خاک با کاربرد هر یک از تیمارهای باکتری نسبت به تیمار شاهد، افزایش معنی داری در سطح یک درصد داشت. بیشترین مقدار روی تبادلی، عملکرد دانه، غلظت و جذب روی در دانه در تیمار دارای دو باکتری و با کاربرد 40 کیلوگرم بر هکتار سولفات روی و پس از آن در حضور Enterobacter cloacae با کاربرد 40 کیلوگرم در هکتار سولفات روی مشاهده شد. بیشینه تمام ویژگی های اندازه گیری شده در تیمار دارای دو باکتری Enterobacter cloacae و Bacillus megaterium نشان دهنده امکان استفاده از این باکتری ها در راستای غنی سازی روی در گندم، تولید بهینه محصول و کشاورزی پایدار است.
    کلیدواژگان: سولفات روی، عملکرد، کلروفیل، گندم
  • میرحسن رسولی صدقیانی *، حسن کریمی، ساناز اشرفی سعیدلو، حبیب خداوردیلو صفحات 261-278
    با توجه به اثرات نامطلوب سرب بر ویژگی های خاک و سلامت انسان، بررسی روش های اصلاح و پاک سازی این آلاینده ضروری به نظر می رسد. به منظور ارزیابی تاثیر اسید هیومیک در اصلاح خاک های آلوده به سرب، در حضور گیاه افسنتین، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار انجام گرفت. فاکتورهای آزمایش شامل غلظت های مختلف سرب (منبع نمک نیترات سرب به شکل جامد) (0، 250، 500 و 1000 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) و سطوح متفاوت اسید هیومیک (0، 100 و 200 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) بودند. در پایان دوره رشد برخی از خصوصیات خاک و گیاه اندازه گیری شدند. بر اساس نتایج به دست آمده، با افزایش غلظت سرب در خاک، مقدار تنفس پایه خاک، کربن زیست توده میکروبی خاک، وزن خشک ریشه و شاخسار، محتوای نسبی آب برگ و غلظت آهن و روی در شاخسار کاهش یافت. به طوری که میانگین تنفس پایه خاک و کربن زیست توده میکروبی خاک در تیمار 1000Pb به ترتیب 60 و 1/51 درصد نسبت به تیمار 0Pb کمتر بود. مقدار تجمع سرب در ریشه و شاخسار به دنبال افزایش غلظت این عنصر در خاک به طور معنی دار افزایش یافت. به گونه ای که بیشترین غلظت سرب شاخسار (10/37 میلی گرم بر کیلوگرم) و ریشه (1/38 میلی گرم بر کیلوگرم) در تیمار 1000Pb مشاهده شد. همچنین نتایج حاکی از تاثیر مثبت اسید هیومیک بر غلظت آهن، روی و سرب شاخسار بود، به نحوی که غلظت این عناصر در 200HA به ترتیب 25/1، 64/1و 66/1 برابر در مقایسه با 0HA افزایش نشان دادند. مقدار پرولین برگ بر اثر افزایش غلظت سرب در خاک به طور معنی دار افزایش یافت، لیکن کاربرد 200 میلی گرم بر کیلوگرم اسید هیومیک، منجر به کاهش 5/54 درصدی مقدار پرولین نسبت به تیمار شاهد شد. به طورکلی تاثیر اسید هیومیک بر افزایش جذب سرب توسط گیاه و بهبود خواص بیولوژیک خاک و افزایش فراهمی و حلالیت سرب، نشان دهنده توانایی بالای آن در ارتقای کارایی پالایش سبز است. همچنین با توجه به نتایج به دست آمده در این مطالعه، افسنتین، گیاهی غیرانباشتگر بوده لذا نمی توان از این گیاه برای اهداف گیاه پالایی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، سرب، استخراج سبز، اسید هیومیک، تجمع زیستی
  • مهدی ماجدی اصل *، مهدی فولادی پناه صفحات 279-290
    سرریزهای کنگره ای جزء سرریزهای غیرخطی هستند که می توانند دبی را برای یک عرض مشخص و بدون افزایش بار آبی، افزایش دهند. امروزه سرریزهای کنگره ای به عنوان گزینه ای مناسب برای اصلاح سرریزهایی که برای عبور حداکثر سیل محتمل با مشکل روبه رو هستند، مطرح می شوند. الگوی سه بعدی جریان و نامحدود بودن تغییرات پارامترهای هندسی در سرریزهای کنگر های، چالش بزرگی را برای طراحان این سرریز ایجاد کرده است. در این تحقیق عملکرد ماشین بردار پشتیبان (SVM) در برآورد ضریب دبی سرریزهای کنگره ای مثلثی لبه تیز بررسی و با دا ه های آزمایشگاهی مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور تعداد 123 سری داده آزمایشگاهی که شامل پارامترهای هندسی و هیدرولیکی از جمله زاویه راس (θ)، نسبت بزرگنمایی (L/B)، نسبت بار آبی (h/w) ، عدد فرود (Fr) ، عدد وبر (We) و عدد رینولدز (Re) هستند، مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در ماشین بردار پشتیبان، ترکیب ورودی که فقط شامل پارامترهای هندسی (, h/w, L/Bθ) است، دارای بهترین نتایج با 974/0R2=، 0118/0RMSE=، 0112/0MAE= و 0170/0= MNE در مرحله آزمون داده ها است. همچنین برای این سرریزها معادلات رگرسیون غیرخطی و خطی چند جمله ای ارائه شده است. در پایان ضریب دبی سرریزهای کنگره ای لبه تیز براساس معادله ریبوک، با روش های SVM، رگرسیون غیرخطی و خطی، محاسبه و مقایسه شدند.
    کلیدواژگان: سرریز کنگره ای مثلثی، ماشین بردار پشتیبان، معادله Rehbock، زاویه راس سرریز
  • احمد کوچک زاده *، حمید هویزه، عبدالرحمن یزدی پور صفحات 291-299
    از سال 1380 آب زهکش اصلی واحدهای کشت و صنعت نیشکر و صنایع جانبی که در شرق رودخانه کارون قرار دارند، به طرف تالاب شادگان منحرف شد. با توجه به متوسط دبی و شوری زهاب این شرکت ها در بهار و تابستان که به ترتیب برابر 20 و 5/20 متر مکعب در ثانیه و 1/17 و 3/13 دسی زیمنس بر متر برآورد شد، تغییرات قابل ملاحظه ای در کیفیت آب تالاب نسبت به زمان قبل از ورود زهاب رخ داد. بر همین اساس طی آزمایشی اقدام به بررسی اثر زهاب تولیدی نیشکر بر کیفیت آب تالاب شد. نتایج نشان داد که میانگین شوری در طی زمان های قبل و بعد از ورود زهاب در نقاط مختلف تفاوت معنی داری داشت. میانگین شوری نقطه دو (در امتداد محل ورود زهاب) در تابستان از 7/17 به 5/51 دسی زیمنس بر متر رسید. مشخص شد که پس از ورود زهاب به تالاب، میزان شوری آب و املاح آن در تابستان، در تمامی نقاط به جز نقاط یک (در حاشیه شمالی تالاب) و سه (تحت تاثیر رودخانه جراحی) افزایش یافت. میزان یون فسفات نیز در تمامی نقاط روند صعودی را نشان داد اما بیشترین افزایش میزان فسفات آب در فصل تابستان در نقاط یک و دو مشاهده شد. با توجه به اهمیت این تالاب در حفظ گونه های متعدد گیاهی و جانوری، ضروری است تا شرکت های کشت و صنعت نیشکر و صنایع جانبی نسبت به این امر حساسیت ویژه ای را نشان دهند.
    کلیدواژگان: شوری، کود شیمیایی، نیتروژن، فسفات، سولفات
  • افشین خورسند، محمد بزانه، سینا بشارت*، کامران زینال زاده صفحات 301-316
    سیستم های آبیاری قطره ای زیر سطحی، بیشترین تحویل آب و مواد غذایی به منطقه ریشه را در مقایسه با سیستم های آبیاری دیگر (کرتی و جویچه ای) دارا هستند. اهداف این پژوهش، ارزیابی پیشروی جبهه رطوبتی شبیه سازی شده آبیاری قطره ای زیر سطحی توسط مدل HYDRUS 2D با داده های اندازه گیری شده در مزرعه است. در این پژوهش، آبیاری قطره ای با روش T-Tape در مزرعه ای با خاک لوم شنی توسط دو قطره چکان در زمان های مختلف انجام گرفت. برای تعیین میزان رطوبت خاک از دستگاه رطوبت سنج Wet استفاده شد. ارزیابی مقادیر شبیه سازی با مقادیر اندازه گیری شده رطوبت حجمی خاک با استفاده از ضریب تعیین و پارامتر های خطای نسبی و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده انجام گرفت. بر اساس نتایج، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده پیش بینی رطوبت حجمی خاک برای قطره چکان های عمق 20 و 40 سانتی متری به ترتیب در محدوده 10 تا 19 و 10 تا 13 درصد محاسبه شد. همچنین متوسط خطای نسبی برای قطره چکان های عمق 20 و 40 سانتی متری به ترتیب در محدوده 16- تا 5- و 8 تا 11 درصد محاسبه شد. مقدار متوسط ضریب تعیین برای قطره چکان های عمق 20 و 40 سانتی متری به ترتیب، 87/0 و 98/0 به دست آمد. همچنین پنج سناریو (F1، F2، T1، T2 و S1) برای بررسی مقدار عمق آب ذخیره شده در پروفیل خاک و بیلان حجمی آب مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل در پیش بینی رطوبت حجمی خاک، دارای دقت قابل قبول است.
    کلیدواژگان: بیلان آب، سناریو، عمق آب ذخیره شده، مدل روزتا، مدل هایدروس
  • روح الله ضیایی، مه نوش مقدسی*، شهلا پایمزد، محمدحسین باقری صفحات 317-329
    تبخیر یکی از پارامترهای مهم در مدیریت پیکره های آبی، تغییرات تراز آب در آنها و محاسبه بیلان آب است که برآورد دقیق آن با مشکلات و پیچیدگی های خاصی روبه رو است. فناوری سنجش از دور به دلیل امکان برآورد مکانی اطلاعات و همچنین حداقل کردن استفاده از داده های هواشناسی می تواند کاربرد وسیعی در محاسبه تبخیر داشته باشد. در این تحقیق دو الگوریتم سنجش از دور SEBS و SEBAL با لحاظ فاکتور شوری در برآورد تبخیر ماهانه از سطح آزاد آب دریاچه ارومیه مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت که بدین منظور برای ارزیابی تاثیر شوری آب بر میزان تبخیر، از دریاچه آب شیرین زریوار واقع در مریوان استفاده شد. تصاویر سنجنده MODIS برای ماه های خرداد، تیر، مرداد و شهریور طی سال های 1385 تا 1388 استفاده شده است. ارزیابی الگوریتم های مذکور با مقایسه داده های تشتک تبخیر حاکی از دقت قابل قبول هر دو الگوریتم در برآورد تبخیر ماهانه هستند ولی الگوریتم SEBS (با اعمال فاکتور شوری)، با وجود سادگی در پیاده سازی آن، از دقت بالاتری نسبت به الگوریتم SEBAL برخوردار است.
    کلیدواژگان: تبخیر، سطوح آزاد آب، سنجش از دور، الگوریتم های شار انرژی، سنجنده مودیس
  • علی چراغی تبار، ابراهیم ادهمی *، حمیدرضا اولیایی صفحات 331-342
    پژوهش حاضر برای بررسی وضعیت قابلیت جذب و توزیع شکل های شیمیایی روی و ارتباط آنها با خصوصیات خاک در سی نمونه خاک آهکی استان های کرمانشاه و ایلام انجام شد. عصاره گیری پی در پی با نیترات منیزیم (شکل محلول + تبادلی)، استات سدیم با pH=5 (شکل کربناتی)، هیپوکلرید سدیم با 5/8 pH= (شکل آلی)، هیدروکسیل آمین هیدروکلرید pH=2 (شکل متصل به اکسیدهای منگنز)، هیدروکسیل آمین هیدروکلرید 25/0 مولار (شکل متصل به اکسیدهای آهن بی شکل)، اگزالات آمونیوم 2/0 مولار (شکل متصل به اکسیدهای آهن متبلور) و اسید نیتریک 7 مولار (شکل باقیمانده) در دو تکرار انجام شد. مقدار DTPA-Zn در محدوده 34/0 تا 7/3 میلی گرم در کیلوگرم خاک بود. روی محلول + تبادلی، متصل به اکسیدهای منگنز و روی متصل به اکسیدهای آهن متبلور در حد تشخیص دستگاه جذب اتمی نبودند. فراوانی شکل های شیمیایی روی به صورت شکل آلی< کربناتی < متصل با اکسیدهای آهن بی شکل < باقیمانده بود. شکل آلی روی، شکل متصل به اکسیدهای آهن بی شکل و روی باقیمانده با کربنات کلسیم معادل همبستگی منفی و معنی داری نشان دادند. چنین به نظر می رسد که عامل اصلی کنترل کننده محتوای روی خاک های مورد مطالعه، کربنات کلسیم است.
    کلیدواژگان: خاک های آهکی، توزیع شکل، روی
  • علی داد کرمی، مهدی همایی * صفحات 343-356
    بیان کمی تغییرپذیری مکانی ویژگی های هیدرولیکی خاک برای برنامه ریزی، مدیریت و بهره برداری بهینه از آن اهمیت فراوان دارد. اندازه گیری نفوذ آب به خاک بسیار پرهزینه و زمان بر است. ساختمان خاک نیز اهمیت زیادی در نفوذ آب به خاک دارد. هدف از این پژوهش، تعیین تغییرپذیری مکانی نفوذ آب به خاک، انتخاب مدل مناسب نفوذ و محاسبه پارامترهای مدل های مربوطه، کمی سازی ساختمان خاک با استفاده از هندسه فرکتالی و تخمین پارامترهای نفوذ آب به خاک با استفاده از ویژگی های خاک و پارامترهای فرکتالی بود. بدین منظور، نفوذ آب به خاک در 161 مکان و در یک شبکه منظم 500 ×500 متری، با استفاده از استوانه های دوگانه با بار ثابت اندازه گیری شد. تمام داده های به دست آمده، به سه مدل انتخابی نفوذ آب به خاک برازش داده شدند. جرم ویژه ظاهری، مقدار رطوبت خاک، توزیع اندازه ذرات خاک، توزیع اندازه خاکدانه ها، مقدار کربن آلی، رطوبت اشباع خاک، قابلیت هدایت الکتریکی و pH خاک نیز اندازه گیری شدند. برای بیان کمی ساختمان خاک، پارامترهای فرکتالی با استفاده از مدل فرکتالی ریو و اسپوزیتو و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و میانگین هندسی قطر خاکدانه ها محاسبه شد. نتایج نشان داد که سرعت نفوذ پایه در بیشتر ایستگاه ها کم (11/31-11/1) و میانگین آنها 69/6 سانتی متر بر ساعت بود. با استفاده از روش حداقل مجموع مربعات، مدل فیلیپ با بیشترین ضریب تبیین به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. توزیع اندازه خاکدانه ها رفتاری فرکتالی داشت و همبستگی معنی داری بین پارامترهای نفوذ آب به خاک با پارامترهای فرکتالی و دیگر ویژگی های خاک وجود داشت.
    کلیدواژگان: تغییرپذیری مکانی، مدل سازی، نفوذ آب به خاک، هندسه فرکتالی
  • سیدمحسن سیدان *، رضا بهراملو صفحات 357-370
    در سال های اخیر به دلیل برداشت بی رویه منابع آب زیرزمینی در دشت ملایر، سطح آب به شدت کاهش یافته و منابع آب زیر زمینی به عنوان مهم ترین منبع تامین کننده آب مورد نیاز بخش کشاورزی و شرب شهری با خطر جدی تخلیه روبه رو شده است. در این راستا هدف این پژوهش تحلیل رفاه کشاورزان در اثر بهره برداری بیش از حد مجاز از منابع آب زیرزمینی است. ضمنا با در نظر گرفتن این مسئله که مزارع با سایر مزارع کشاورزی اطراف خود از نظر منابع آب زیرزمینی ارتباط دارد، در این تحقیق تلاش شد به این سوال پاسخ داده شود که عامل مجاورت تا چه حد رفاه کشاورزان را تحت تاثیر قرار می دهد. لذا استفاده از رهیافت اقتصادسنجی فضایی در این زمینه می تواند مفید باشد. برای این منظور با تشکیل تابع رفاه اجتماعی، اثر تغییر در سطح آب زیرزمینی بر میزان رفاه اجتماعی تولیدکنندگان بررسی شده است. اطلاعات لازم از طریق تکمیل 119 پرسشنامه در سال زراعی 1396 جمع آوری شده است. آماره I موران نشان می دهد که کاربرد رگرسیون فضایی نتایج بهتری را نسبت به روش کلاسیک دارا است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که کاهش رفاه ناشی از افت سطح آب های زیرزمینی چشمگیر بوده و ادامه روند برداشت از این منبع، کاهش دسترسی به آب و در نتیجه کاهش تولید را به دنبال خواهد داشت. میزان تغییر رفاه به ازای تغییر هر متر کاهش سطح آب زیرزمینی در کشت گندم و سیب ‎زمینی به ترتیب برابر 6983 و 7634 میلیون ریال است.
    کلیدواژگان: اقتصادسنجی فضایی، دشت ملایر، رفاه کشاورزان، منابع آب زیرزمینی
  • ستار چاوشی * صفحات 371-383
    نخستین گام در مطالعات منطقه ای سیلاب یافتن حوضه های آبخیز همگن از لحاظ رفتار هیدرولوژیکی است. این تحقیق برمبنای مفهوم ناحیه اثر بوده و با هدف یافتن گروه های همگن حوضه های آبخیز در محدوده حاشیه جنوبی دریای خزر انجام گرفته است. روش تحقیق مبتنی بر چارچوبی است که بر مبنای بهینه سازی شبکه های فازی با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات شکل گرفته است. پس از تعیین متغیرهای اصلی مرتبط با سیلاب با روش آزمون تحلیل مولفه های اصلی، از آنها به عنوان ورودی سیستم فازی استفاده شد. گروه بندی حوضه ها در فضای فازی این متغیرها و طی یک فرایند تکراری انجام گرفت. تعیین بهینه گروه های همگن توسط الگوریتم ازدحام ذرات انجام شد، به نحوی که از آماره گشتاور خطی ناهمگنی به عنوان معیار ارزیابی صحت و دقت گروه های همگن استفاده شد. تعداد 61 ایستگاه هیدرومتری واقع در این منطقه درنظر گرفته شده و مشخصات فیزیکی، اقلیمی و هیدرولوژیک آنها به عنوان متغیرهای مرتبط با سیلاب بررسی شده است. آزمون تحلیل مولفه های اصلی با روش چرخشی قائم و چرخش عامل واریوماکس روی داده های حوضه منتهی به چهار عامل اصلی مساحت، ارتفاع متوسط، ضریب گراولیوس و ضریب شکل شد که در مجموع 84 درصد واریانس تجمعی را پوشش داده و لذا از آنها برای مراحل بعدی همگنی استفاده شده است. عملکرد الگوریتم ازدحام ذرات در تکرار نهم موجب کسب بهترین نتیجه، یعنی حداقل میانگین و بهینه تابع شد که به ترتیب 26 و 22 است. مشخصات توپولوژی PSO به دست آمده در این مطالعه شامل وزن اینرسی، شتاب محلی، شتاب اجتماعی، تعداد نسل و اندازه جمعیت به ترتیب 7298/0، 4692/1، 4692/1، 10 و 5 است. نتایج حاصل از این تحقیق تعداد 61 ناحیه اثر (متعلق به 61 ایستگاه مورد مطالعه) است. با توجه به موقعیت جغرافیایی ایستگاه های واقع در نواحی همگن می توان نتیجه گرفت که فاصله جغرافیایی حوضه ها الزاما دلالت بر همگنی یا عدم همگنی آنها ندارد. نتایج این مطالعه بیانگر کارایی روش تحقیق مورد استفاده در تعیین مناطق همگن حوضه های آبخیز دریای خزر دارد.
    کلیدواژگان: سیل، الگوریتم ازدحام ذرات، منطق فازی، حوضه های همگن، دریای خزر
  • نسیم ذوق، مهران شیروانی * صفحات 385-397
    پلیمر زیستی آلژینات به دلیل دارا بودن تمایل و ظرفیت زیاد برای جذب فلزات سنگین، ماده مناسبی برای حذف این فلزات از آب های آلوده به شمار می رود، اما ساختار فیزیکی ضعیف ژل تولید شده از آلژینات عامل محدود کننده استفاده عملی از این ترکیب است. در این مطالعه، از کانی رسی سپیولیت به عنوان استحکام دهنده ژل آلژینات استفاده و ترکیبات هیبرید حاصل از اختلاط نسبت های مختلف آلژینات: سپیولیت (1:2، 1:4 و 1:8) تهیه شد. قابلیت جذب سرب در غلظت های متفاوت (25 تا 2000 میلی گرم بر لیتر) در چهار دمای 15، 25، 35 و 45 درجه سلسیوس برای تعیین ثابت های هم دما و ترمودینامیکی جذب سرب به وسیله پلیمر آلژینات، رس سپیولیت و ترکیبات هیبریدی آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل های لانگمویر و فروندلیچ هم دماهای جذب سرب توسط جاذب های مورد مطالعه را به خوبی توصیف می کنند. بر اساس پیش بینی مدل لانگمویر، آلژینات بیشترین و سپیولیت کمترین ظرفیت جذب سرب را نشان دادند و جاذب های هیبرید از این نظر حد واسط بودند. با افزایش دما از 15 تا 45 درجه سانتی گراد ظرفیت و قدرت جذب سرب توسط تمامی جاذب ها افزایش یافت. مقادیر منفی محاسبه شده برای تغییرات انرژی آزاد گیبس، برخود به خودی بودن و مقادیر مثبت تغییرات انتالپی به ماهیت گرماگیر جذب سرب توسط جاذ ب های مذکور دلالت دارند. همچنین مقادیر مثبت تغییرات انتروپی جذب سرب نشانگر افزایش بی نظمی در نتیجه تغییرات ساختاری اجزای سیستم است. به طورکلی می توان نتیجه گرفت باوجود اینکه پایدارسازی آلژینیات با سپیولیت موجب کاهش ظرفیت جذب سرب توسط این پلیمر زیستی می شود، هیبریدهای حاصل نیز ظرفیت قابل توجهی در حذف سرب از محلو ل های آبی دارند.
    کلیدواژگان: فلزات سنگین، آب آلوده، هم دما، اثر دما
  • پگاه هدی پور نیک تراش، حسام قدوسی، کیومرث ابراهیمی * صفحات 399-410
    یکی از عوامل اصلی که موجب آلودگی منابع آبی می شود تخلیه مواد زاید ناشی از فعالیت های انسانی در این منابع است. در این تحقیق به منظور بررسی آثار تخلیه آلودگی های در رودخانه طالقان از مدل Qual2kw برای شبیه سازی و بررسی تغییرات فصلی کیفیت آب رودخانه استفاده شد و داده های کیفی جمع آوری شده از این رودخانه در دو ماه شهریور و بهمن به عنوان ماه های کم آب و پرآب مدل شد. نتایج بررسی ها نشان داد که مقدار اکسیژن محلول در شهریور از 5/4 تا 52/6 میلی گرم بر لیتر تغییر می کند و در بهمن ماه مقدار آن از 8/4 تا 3/5 تغییر می کند که میزان کاهش اکسیژن در فصل پرآبی به علت تخلیه زهاب ناشی از شسته شدن زمین های کشاورزی اطراف رودخانه بوده است، همچنین مقادیر BOD در فصل پرآبی از 6 تا 31 میلی گرم بر لیتر و در فصل کم آبی از 10 تا 26 میلی گرم بر لیتر تغییر می کند که این تغییرات به دلیل رقیق شدن جریان رودخانه در فصل پرآبی است. بررسی مقادیر pH در فصول کم آبی و پرآبی نیز نشان می دهد که آب رودخانه طالقان در فصول پرآب قلیایی تر از فصول کم آب است که این به دلیل وجود آلودگی های غیرنقطه ای یا همان وارد شدن کودهای شیمیایی ناشی از شست و شوی زمین های کشاورزی در اثر بارندگی است. بررسی تغییرات EC رودخانه طالقان نشان داد که تغییرات این پارامتر در فصول پرآب و کم آب قابل توجه نیست. همچنین دمای آب در بهمن ماه بین 3 تا 10 درجه و در شهریورماه بین 19 تا 25 درجه متغیر است.
    کلیدواژگان: کیفیت آب، شبیه سازی، رودخانه طالقان
|
  • M. Aghapour Sabbaghi * Pages 1-13
    With regard to the crisis of water resources in the country, overdraft of groundwater resources has caused undesirable situation for most of the plains. On the one hand it is necessary for the stability of the resources are constantly using these resources, future generations need to be considered. In this regard, in this study make a cropping pattern with aims to develop a sustainable supply of groundwater resources in the Baghmalek plain has been considered. In this study, time series variables technique are used for predicting future values of variables. Also, the dynamic programming model, is used to determine the cultural pattern. Information needed for this research in two ways questionnaire and the use of statistics resource of agri-jahad and Khuzestan province`s water and power organization in 2013, has been collected. The results show that water input is considering as a limited production factor in the agricultural sector of the region. In addition, using of above pattern, will make fundamental changes in the region`s cropping pattern. The use of modern irrigation methods can increase the agricultural production capacity to double size. The main proposed of study is choosing the patterns that consider intergenerational sustainability about scares inputs such as water.
    Keywords: Groundwater Resources, Stability, Dynamic Programming, Baghmalek
  • M. Kazemi, H. Karimzadeh *, M. Tarkesh Esfahani, H. Bashari Pages 15-27
    Evaluating the possible relationships between vegetation and environmental characteristics can assist managers to identify effective factors influencing plants establishment and to characterize various vegetation communities. This study was aimed to evaluate the effects of long term grazing exclusion ( more than 33 years) and the controlled grazing system (resting – rotation grazing system) on the vegetation distribution and some soil properties in the Hamzavi research station in Hanna area-Semirom, Isfahan. Six transects (three parallel transects and three transects perpendicular to the general slope of the area) were established in each area and 10 square plots with the size of 2m2 were placed along each transect; then, the cover percentage, production and list of all plant species were recorded. In each area, eighteen plots were collected randomly and in each plot, five soil samples were collected from 0-30 cm of the soil and then the samples were mixed and one sample of the compound was selected as an evidence plot. Soil properties such as pH, EC, CaCO3, organic carbon, absorbable phosphor, total nitrogen, K, Ca, Mg, soil saturated percentage, cation exchange capacity, soil clay, silt, sand and fine sand contents were measured in the soil laboratory. The independent t test was used to compare the vegetation characteristics in two areas. Cation exchange capacity, CaCO3, gravel percentage, soil phosphor content and grazing management were identified as the most discriminative factors in separating vegetation communities based on Canonical correspondence analysis (CCA) and cluster analysis. Controlled grazing management significantly modified some soil characteristics and increased the production (352 versus 184.2 kg/ha) and vegetation cover percentage (25.46 versus 18.37), as compared to the exclusion area (α= 5%). The vegetation density was increased significantly in the exclusion rather than controlled grazing area (3.03 versus 2.02 plant/m2). This study, therefore, revealed that controlled grazing management was more effective on improving some soil quality and vegetation characteristics rather than p long term grazing exclusion in the semi-arid ecosystems. So, avoiding long term grazing exclusion in semi-arid rangelands is suggested.
    Keywords: Canonical correspondence analysis, Vegetation, Grazing management, Soil, Cluster analysis, Exclusion
  • S. Shiukhy Soqanloo, S. Golshan, M. Khoshravesh * Pages 29-39
    The effects of climate change can be released from the surface to the soil depth, thereby affecting soil thermal regime. Thermal energy in the soil plays a very important role in causing climate changes. In this study, for the assessment and detection of the climate changes, soil depths temperature, the measured data related to the daily air temperature at a height of 2 meters (screen) during the years (1951-2014), and the soil depths daily temperature (5-10-20-30-50 to 100 cm), for 3, 9 and 15 hours, were obtained during a period (1992-2014) in Shahrud station. The climate change detection was employed to compare the treatment mean. As well, for detection of trends related to the annual, seasonal and monthly time series and their relation to the soil depths temperature, parametric methods (regression analysis and Pearson) and nonparametric (Mann-Kendall, Spearman) were applied. The results showed that the soil temperature was increased in all months except January, February and March. Also, in the seasonal time series, the soil depths temperature was increased in all seasons except winter. In fact, based on the results, the soil temperature in spring, summer and autumn was increased. Detection trends of the annual soil depths temperature showed that, except for the Pearson correlation coefficient method, soil temperature was increased at all soil depths.
    Keywords: Average of annual temperature, Daily temperature, Time series, Thermal energy
  • Z. Dehghan *, S. S. Eslamian, R. Modarres Pages 41-58
    Regionalization is one of the useful tools for carrying out effective analyses in regions lacking data or with having only incomplete data. One of the regionalization methods widely used in the hydrological studies is the clustering approach. Moreover, another effective factor on clustering is the degree of importance and participation level for each of these attributes. In this study, it was tried to use a broad range of attributes to compare their performance in regionalization. Then, according to the importance and role of each attribute in regionalization, the appropriate weight for each of the attributes in each category was determined using the principal component analysis (PCA) method, and the effect of this weighting in forming the homogenous regions was investigated by the Ward's clustering method. In this regard, the maximum 24-hour rainfall data of 63 meteorological stations located in Urmia Lake Basin (ULB) was used in this study during a time period of 30 years (1979-2008). Furthermore, seven categories of attributes were defined in order to regionalize the rainfall. The results showed that by considering different attributes and combining them with each other, a different clustering is obtained in each category in terms of the number of clusters and stations. Among seven categories of attributes, it was found that the geographical and climatic-geographical categories of attributes showed a more appropriate clustering over the ULB. Additionally, the weighting of attributes could have more effect on improving homogeneity and forming the independent clusters in most cases in terms of the scattering of station and how to locate over the basin.
    Keywords: Principle component analysis, Urmia Lake basin, Ward’s clustering method, Attributes’ weighting
  • K. Shirani *, S. Chavoshi Pages 59-72
    Catchment prioritization in terms of natural disaster intensity as well as prevention and control practices plays a main role in the natural resources and watershed management. In this study, a total of 24 sub-catchments in the Zohreh-Jarrahi basin were prioritized according to their morphometric parameters and using the mixed model of TOPSIS-Multivariate regression. A total of 12 morphometric parameters including constant component of channel maintenance, drainage density, ruggedness number, infiltration index, stream power index, stream frequency, slope, drainage texture rate, relief rate, form factor, bifurcation ratio and topography wetness index, in addition to rainfall, were studied and scored. Parameters were weighted by using multivariate regression and the spatial distribution of the observed flood events. TOPSIS model was used for the prioritization process. The results obtained from the weighting analysis showed that the ruggedness number, slope and rainfall had the highest effect on flooding in the study area with the score of 0.068, 0.024, and 0.016, respectively. According to the prioritization results, sub-catchments of Seidoon, Emamzadeh Jafar, and Takht Deraz, which had the minimum distance to the positive optimum (0.0028, 0.0029, and 0.0029, respectively) and the maximum distance to the negative optimum (0.0097, 0.0098 and 0.0095, respectively), showed the highest flooding intensity with the score of 0.7745, 0.7690 and 0.7625, respectively. In order to validate the results, prioritization results were compared to the observed flood events. Validation results also indicated the efficiency of the mixed model in delineation of catchments prone to flooding. Three sub-catchments of Seidoon, Emamzadeh Jafar and Takht Deraz were observed to have the highest number of observed flood events, thereby showing the high effectiveness of the model and also, the role of the morphometric parameters in flooding.
    Keywords: Flooding, Morphometry, TOPSIS
  • E. Chavoshi *, Sh. Arabi Pages 73-83
    The objectives of this study were to estimate the concentration of lead (Pb) and cadmium (Cd) in agricultural products and the health risks of them on the human healths around the Irankooh Mine in Isfahan Province. The soil samples (0-20 cm of surface layer) and crop samples (rice and wheat) were collected using the composite and random sampling method. The total concentrations of Pb and Cd in soil were found to be 71.18 and 1.57 mg kg-1. The mean Pb concentrations in rice and wheat were 7.81 and 2.31 mg kg-1, respectively. These values for Cd were 0.15 and 0.124 mg kg-1, respectively. The mean daily intake of Pb through the consumption of cereals was more than the dietary reference intake (3.6 μg kg−1 day−1), but the daily intake of Cd was less than the dietary reference intake. The hazard index (HI) mean value for Pb and Cd for children and adults was 4.60 and 4.64, respectively. It showed that the consumption of the entire foodstuff could lead to potential health risks for consumers. There is also the cancer risk associated with exposure to lead.
    Keywords: Lead, Cadmium, Hazard index, Wheat, Rice
  • R. Amirjani, A. Kamanbedast *, M. Heydarnejad, A. Bordbar, A. Masjedi Pages 85-98
    In a pressure flushing method, when the water is discharged from the bottom outlet, after a period of flushing, a flushing cone will be formed at the front of the bottom outlet; the dimension of this cone is affected by several parameters such as outlet discharge flow, water depth of reservoir, and the kind of sediments accumulated in the reservoir. In this study, for the effect of cohesive & non-cohesive sediments, a physical model using specific dimensions was employed in order to develop the sediment evacuation method, and them a Semi-Cylinder structure in front of the lower drain was tested. The experiments were carried out using cohesive & non-cohesive sediments under two conditions: with the semi-cylinder and without it, at 90 experiments. The results indicated that the with discharge was increased, on i average, under both conditions and the volume of the score cone was increased. With decreasing the water depth, the flow mood was changed to free flushing, increasing the length and volume of the score cone. Semi-Cylinder form, on average, increased the volume of sedimentation and the length of sedimentation; this increase could be due to the formation of a pair of rotating Vortexes inside the Semi-Cylinder structure on both sides of the central axis of the valve.
    Keywords: Cohesive, non-cohesive sediments, Pressure flushing, Semi-Cylinder structure, Flushing cone, Rotating Vortexes
  • Z. Abbasi *, H. Azimzadeh, A. Talebi, A. Sotoudeh Pages 99-108
    Groundwater quality evaluation is very necessary to provide drinking water. Groundwater excessive consumption can cause subsidence and penetration of saline groundwater into freshwater aquifers in Ajabshir Plain, on the Urmia lake margin. The main goal of the current project was to evaluate the groundwater quality by employing the qualitative indices of groundwater and GIS. Ten parameters of 15 wells including EC, TDS, total hardness as well as the concentration of Ca++, Na+, Mg++, K+, SO4--, HCO3- and Cl- were analyzed. At first, the maps of parameters concentration were prepared by the kiriging method. Then based on WHO drinking water standards, the maps were standardized and ranked for drawing the maps of quality indices. The results showed that quality index changes were in the range of moderate (61) to acceptable (81). Removing the single map method of sensitivity analysis detected the quality index was more sensitive to the K+ parameter. Finally, the quality index from the eastern north to the western south of Ajabshir Plain and the other areas was ranked in the acceptable and moderate classes, respectively.
    Keywords: Ajabshir aquifer, Sensitivity analysis, GIS, Groundwater quality index
  • A. Khatoon Abadi *, E. Parvizi, M. Ataie Pages 109-127
    In the recent decades, dams have paradoxically been considered as a constraint and or a driving force of surface water conservation. On the other hand, dams have had a number of socio-economic and environmental impacts, the main reason for conducting the current case study on Shah-Qasem Dam in Yasouj, Iran, was to employ the survey field research through a questionnaire to assess the rural peoples’ viewpoint; this was done in four villages of the Southern Sar’roud County. Based on the (Cochran) formula, 192 individuals were relatively selected from each village. According to the findings, the most important impact of the dam was mainly economical (the average impact was between 2.37 and 3.7), whereas the least one was environmental (the average impact was between 1.81 and 3.54). Also, the results of the hypotheses’ analyses by means of 2 and Wilcoxon showed the following results rise of the villages’ income, increase of the cultivated farms, increase in the employed individuals, enhancement of the cultivated crops, the regions production rising, improved tourism, lack of people’s participation in the decision making process, and reaming of the same plant varieties in the area, as compared with the pre-dam era. It is worth considering, however, that based on the statistical population used, this study was concerned mainly with the short benefits of the dam, rather than its long-term destructive ones.
    Keywords: Dam, Economic Impacts, Environmental Impacts, Social Impacts, Sustainable Development
  • M. R. Mirzaei *, S. Ruy Pages 129-142
    Preferential flow is of great importance in the environment and the human health. So, rapid water transportation and consequently, pollutants and pesticides leak out and get into the groundwater, making it very difficult to measure and quantify. To quantify and describe the preferential flow, two gravity-driven models were used: 1) kinematic wave model (KW) introduced by Germann in 1985), and 2) kinematic dispersive wave (KDW) model developed by applying a second-order correction to the Germann’s model by Di Pietro et al. in 2003. So, the experimental data was obtained using the laboratory mini-rainfall-simulator over cylindrical soil samples at the laboratory. Their parameters were obtained using Solver add-ins in the Excel software. Then, the results were compared using the root-mean-square error (RMSE). The results showed that the KDW model could better predict the preferential flow (with lower RMSE). Also, the regression results showed 1) there was no significant relation between the preferential flow and the total porosity, and 2) there is a significant relation between the preferential flow and the macrospores.
    Keywords: Preferential flow, Kinematic-dispersive wave model, Soil drainage hydrographs, Macrospores, Mini rainfall simulator
  • S. Salehi, Sh. Esmael zade, Gh. Panahi, K. Esmaili * Pages 143-154
    The effect of the uplift force in the hydraulics structures is against stability. So, determining and controlling this force can be very important. One of the ways to achieve this purpose is to decrease this force by using the hole drains; in this way, we can build perpendicular pipes with different diameters, leading to the durability of the structure. Therefore, an experimental model of concrete dam was constructed in the hydraulic laboratory. The dam's model was divided into five sections by using 4-hole drains with a thickness equal to the dam's foundation. By running experiments with the maximum water level at the upstream, dam hole drains were opened in their position. Hydraulic potential was estimated by using the Piezometer built in the flume body. Finally, by opening some hole drains, the uplift force was calculated from the equipotential lines. Therefore, the best case (which had the minimum force) was determined, which was a/L=0.4, to create the most proper hole drain in the dam foundation. (a: distance of drain to heel and L: length of the dam's foundation). To place the hole drain in this position, by applying the zero potential in this position, the up lift force was increased
    Keywords: Hole Drain, Uplift force, Hydraulic potential, Dam, hydraulic structure
  • F. Salmasi, H. Hakimi Khansar *, B. Norani Pages 155-171
    Modeling of Kaboodval Dam using Plaxis software has been used for the Mouher-Columb behavior model. The effect of two continuities of embankment and watering operations on the meeting was considered. The body structure of the dam was increased from the side of the faces to the middle sections, and the maximum seating was recorded at 25-25 and at about 2200 mm. By examining at different intervals, the largest meeting was in the range of 180 to 185. That is, the level of the embankment was found to be critical in these numbers. Most concerns were regarding the middle of the dam, which had a weaker position. According to the analysis of different parts of Kaboudvall Dam, the materials forming the right wing of the dam in the middle and left wings of the dam were better. In the case of the 19th Module, besides the Mouher-Columb model, the dam could be modeled with hardening and hardening models. Here, the hardening model created a better fit. The hardening model, as it could get more data from the soil, is likely to better model the behavior of the soil dams. Due to the fact that, during the construction, the first sessions usually occur, the hardening model can have a better performance.
    Keywords: Dam, Dam Kaboodval, Plaxis, Soil subsidence
  • S. Shakeri *, S. A. Abtahi Pages 173-188
    This research was carried out to assess the origin and clay minerals characteristics and their relationship with potassium forms in the calcareous soil of this region, with the humid climate conditions. Based on aerial photos and topographic maps, physiographic units were separated and soil sampling was done in each diagnostic horizon. The results showed that smectite was the main and dominant clay mineral in the study area. In well-drained pedons, the convincing process for smectite abundance seemed to be mainly the transformation of palygorskite and mica. According to the results, the exchangeable potassium in the surface horizon was higher than that of the subsurface horizons. The main reason for the higher level of exchangeable K in the soil surface, was more smectite and organic carbon. The results revealed that unlike exchangeable and non-exchangeable K, because of the suitable conditions like temperature and humidity in surface horizons, the relative mean of structural K in the surface soils was less than that in the subsurface. Also, since an increase in calcium carbonate resulted in a decrease in amount of clay and the amount of relative clay minerals (dilution effect), the amounts of exchangeable, non- exchangeable and structural K were decreased.
    Keywords: Clay minerals, Potassium forms, Calcium carbonate, Kakan
  • E. Yabbarepour *, M. Shafai Bajestan, S. M. Kashefipour Pages 189-198
    Channels and surface water are ways for the transfer of pollutants to the environment and human. When any pollutant is spilled into the channel, the pollutant concentrations are decreased after the travel. Reducing the distance is an engineering expedient. To reduce the distance, mixing in water should be increased. Thus, the main goal of the present study was to investigate the effect of the triangular vane on transverse mixing used for control bank erosion. Experiments were carried out in an 80cm width flume. The vane, which was triangular, was made of Plexi-glass with a 30% width of the flume length, 15cm height and 50cm far from the tracer injection. Salt solution was used as the soluble tracer. The experiment was carried out to investigate the effect of the triangular vane for two conditions: with and without vane. The transverse mixing (ez) and complete mixing length were estimated for the two conditions of with and without vane. The results showed with installing the triangular vane, the transverse mixing was increased up to 2.5 and the length of mixing was decreased by 60%, as compared with the tests of no vane.
    Keywords: Complete mixing length, transverse mixing, Shear velocity, Triangular vane
  • A. Hemmati *, H. Asadi Rahmani Pages 199-209
    In order to study the effects of rhizobium bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi on water use efficiency and the grain yield of bean, under drought stress conditions, two-year year field experiments were conducted during 2015 and 2016 growing seasons. The experimental design was a split plot arranged in an RCBD with 4 replications. Three irrigations including S1= 95-100% AW (Normal irrigation), S2= 75-80% AW(Moderate drought stress) and S3= 55-60% AW (severe drought stress) were assigned to the main plots and six bio fertilizer treatments including T1=177 rhizobium bacteria strain, T2=160 rhizobium bacteria strain used for seed inoculation, T3= mycorrhizal arboscular fungi used for soil inoculation, T4= T1+T2, T5= T1+T2+T3 and T6= control (no seed and soil inoculation) were randomized to the subplots. Based on the combined analysis of variances for two years, there were significant differences (p˂0.05) in the grain yield, yield components and water use efficiency between the irrigation stress and bio fertilizer treatments. The highest grain yield (2371 kg ha-1) and water use efficiency (522 g m-3) were obtained in the S2T2 treatment. In this treatment, 160 and 177 rhizobium bacteria (T2) in moderate drought stress (S2) were used. These results suggested that inoculation with the rhizobium of seed bean in arid and semi-arid areas could improve yield, water use efficiency and resistance to drought stress by increasing the growth in the root and shoot of the plant.
    Keywords: Bean, Irrigation, Mycorrhizal, Rhizobium
  • M. R. Rigi * Pages 211-221
    The effects of dissolved organic matter (DOM), derived from compost, on the sorption of simazine by soils were studied using a batch equilibrium technique. Six soils with different organic carbon contents were investigated in this study. Simazine sorption isotherms on soils were described by the linear equation, and the distribution coefficients without DOM (Kd) or with DOM (Kd*) were obtained. Generally, the values of Kd*/Kd were initially increased and then decreased with raising DOM concentrations of 0-65 mg DOC·L in the soil-solution system form. Critical concentrations of DOM (DOMnp) were obtained, and the value of Kd* was equal to Kd. The presence of DOM with concentrations lower than DOMnp promoted simazine sorption on the soils (Kd* > Kd), whereas the presence of DOM with concentrations higher than DOMnp tended to inhibit the simazine sorption (Kd* < Kd). Interestingly, DOMnp for the tested soils was negatively correlated to the soil organic carbon content, and the maximum of Kd*/Kd (Kmax) was correlated positively with the maximum of DOM sorption on the soil (Xmax). Further investigations also showed that the presence of the hydrophobic fraction of DOM evidently promoted the simazine sorption on soils, whereas the presence of hydrophilic DOM fraction obviously tended to inhibit the simazine sorption.
    Keywords: Pesticide, Simazine, Dissolved Organic Matter, Sorption, Soil
  • Z. Talebi *, H. Arvanaghi Pages 223-233
    Flow pattern around the bridge piers includes water surface profile, velocity profile, shear velocity, shear stress distribution, etc. In this research, the effects of the base shape along with scale effects on the flow pattern around the rectangular bridge piers were numerically calculated through "Fluent Software", using Horizontal Velocity Distribution (Vx) and Vertical Velocity Distribution (Vy) criteria. The results showed that in studying the horizontal component of velocity (Vx) for the rectangular bridge piers, the vortices activity radius was 8 times of the length of the pier, and the minimum channel width for vortices activity was 16 times of the length of the Bridge pier; also, the minimum channel length in front of the pier was 4 times of the length of the pier and behind which, it was 25 times more than the bridge pier. Finally, the minimum channel length for the vortexes activity was calculated to be 29 times more than the bridge pier length. Furthermore, for the vertical component of velocity, the flow pattern around the base of the bridge cannot be an appropriate parameter for checking the effects of the length and width of the channel.
    Keywords: Flow pattern, Horizontal surface of velocity, Scour, Vertical component of velocity, Water surface profile
  • F. Jahanbakhshi, M. R. Ekhtesasi * Pages 235-247
    Land use/cover maps are the basic inputs for most of the environmental simulation models; hence, the accuracy of the maps derived from the classification of the satellite images reduces the uncertainty in modeling. The aim of this study was to assess the accuracy of the maps produced by machine learning based on classification methods (Random Forest and Support Vector Machine) and to compare them with a common classification method (Maximum Likelihood). For this purpose, the image of the OLI sensor of Landsat 8 for the study area (Sattarkhan Dam’s basin in the Eastern Azerbaijan) was used after the initial corrections. Five land uses including urban, irrigated and rain-fed agriculture, range and water body were considered. For conducting the supervised classification, ground truth data were used in two sets of educational (70% of the total) and test (30%) data. Accuracy indexes were used and the McNemar test was employed to show the significant statistical difference between the performances of the methods. The results indicates that the overall accuracy of Support Vector Machine, Random Forest, and Maximum Likelihood methods was 96.6, 90.8, and 90.8 %, respectively; also the Kappa coefficient for these methods was 0.93, 0.81 and 0.83, respectively. The existence of a significant statistical difference at the 95% confidence between the performances of the Support Vector Machine algorithm and the other two algorithms was confirmed by the McNemar test.
    Keywords: Machine learning, Non-parametric classifier, McNemar test, Random forest algorithm
  • B. Rezaeiniko, N. Enayatizamir *, M. Norouzi Masir Pages 249-260
    Zinc is essential micronutrients for plants. This element improves plant growth and yield and plays a role in the metabolism of carbohydrates. Zinc deficiency in soils and Iranian crops is possible due to numerous reasons such as calcareous soils, excessive use of phosphorus fertilizers and unbalanced fertilizer use. The effect of zinc solubilizing bacteria on some wheat properties was considered as a factorial experiment in greenhouse conditions based on a completely randomized design. Treatments consisted of four levels of bacteria comprising B1 (control), B2 (Bacillus megaterium), B3 (Enterobacter cloacae) and B4 (consortium of both bacterium), and ZnSO4 fertilizer at three levels including Zn0 (control), Zn20 (20 Kg/ha) and Zn40 (40 kg/ha). During the experiment, some parameters such as plant height and chlorophyll index were measured. At the end of the cultivation period, soil available zinc, dry weight of root and aerial part, and the zinc concentration of the root, shoot and grain were determined. Grain yield and zinc uptake in the grain were also calculated. The results indicated soil exchangeable zinc content was increased significantly (P<0.05) in all bacterial treatments, as compared to the control treatment. The maximum amount of soil exchangeable zinc, grain yield, zinc concentration and uptake in grain were observed in the treatment containing bacteria consortium with the application of 40 kg/ha of zinc sulfate fertilizer, which was followed by the treatment containing Enterobacter cloacae with the application of 40 kg/ha of the zinc sulfate fertilizer. The maximum amount of all measured properties in the treatment containing Enterobacter cloacae and Bacillus megaterium indicated the possibility of applying those bacteria for zinc enrichment in wheat, crop optimal production, and the sustainable agriculture.
    Keywords: Chlorophyll, Wheat, Yield, Zinc sulfate
  • M. H. Rasouli, Sadaghiani *, H. Karimi, S. Ashrafi Saeidlou, H. Khodaverdiloo Pages 261-278
    Because of the undesirable effects of lead on soil properties and human health, evaluation of its remediation methods seems to be essential. In order to evaluate the effect of humic acid (HA) on the decontamination of lead (Pb) spiked-soils in the presence of wormwood plant (Artemicia absantium), an experiment was carried out in a completely randomized block design with three replications. Experiment factors including different concentrations of Pb (Pb(NO3)2 in the solid form) (0, 250, 500 and 1000 mg kg-1) and levels of HA (0, 100 and 200 mg kg-1) were considered. At the end of the growing period of plants, some soil and plant properties were measured. According to the results, BR, MBC, root and shoot dry weights, RWC and Fe and Zn concentrations in the shoot were decreased by increasing the soil Pb concentration. So, the mean values of BR and MBC in Pb1000 treatment was 60 and 51.1 percent lower than those of Pb0, respectively. Pb accumulation in the root and shoot was enhanced as a result of the increase in the soil Pb concentration. The maximum Pb concentration of shoot (37.10 mg kg-1) and root (38.1 mg kg-1) was seen in the Pb1000 treatment. Also, the results suggested that humic acid had a positive effect on the shoot of Fe, Zn and Pb concentrations. So, the concentration of these elements in HA200 treatment showed an increase 1.25, 1.64 and 1.66 times more than that of HA0, respectively. Leaf proline amount was increased significantly by elevating the soil Pb concentration; however, application of 200 mg kg-1 humic acid decreased leaf proline by 54.5 percent, as compared to the control (HA0). Therefore, humic acid effect on increasing the plant Pb uptake, improving soil biological properties, and increasing availability and dissolution of Pb showed its ability in promoting the phytoremediation efficiency. According to the obtained results of this study, woodwarm plant (Artemicia absantium) is a non-accumulator that could not be used for phytoremediation purposes.
    Keywords: Soil contamination, Pb, Phytoextraction, Humic acid, Bio-accumulation
  • M. Majedi Asl *, M. Fuladipanah Pages 279-290
    A labyrinth weir is a nonlinear weir folded in the plan-view which increases the crest length and the flow rate for a given channel width and an upstream flow depth. Nowadays, a labyrinth weir is an attractive alternative for those weirs that have a problem in passing the probable maximum flood. The three-dimensional flow pattern and unlimited geometric parameters provide a major challenge to the designers of these weirs. The present study aimed at determining discharge coefficients of sharp-crested triangular labyrinth weirs using the support vector machine (SVM). The results were compared with the experimental data. For this purpose, 123 laboratory test data including geometric and hydraulic parameters such as vertex angle (θ), magnification ratio (L/B), head water ratio (h/w), Froude number (Fr), Weber Number (We) and Reynolds number (Re) were used. The results showed that the SVM-based model produced the most accurate results when only three geometric parameters, e.g. (h/w, θ, L/B), were introduced as the input parameters (R2 = 0.974, Root mean square error [RMSE] = 0.0118, mean absolute error [MAE] =0.0112 and mean normal error [MNE] =0.017 for the test stage). Also, for these weirs, polynomials linear and nonlinear regression equations were presented. Finally, the discharge coefficient of sharp-crested triangular labyrinth weirs based on the Rehbock equation was evaluated and compared with the SVM using nonlinear and linear regression methods.
    Keywords: Triangular Labyrinth Weir, Support Vector Machine, Rehbock Equation, Vortex Angle
  • A. Koochekzadeh *, H. Hoveizeh, A. R. Yazdipour Pages 291-299
    Since 2001, water main drainage of sugarcane farms located in the east side of Karoon River has been deviated to Shadegan lagoon. The average discharge and salinity of the drain water in spring and summer were 20 and 20.5 m3 sec-1 and 17.1 and 13.3 dS m-1, respectively. Therefore, there have been considerable changes in the lagoon water quality when compared to the time before entering the drain water. Therefore, an experiment was performed to investigate the effects of sugarcane waste water on the quality of Lagoon’s water. The results showed that the average salinity was increased significantly before and after the entrance of the drainage into different points. The average salinity in the sample point No.2 (along the entrance of the drainage) in summer was changed from 17.7 to 51.5 dS m-1. The results, therefore, revealed that after the entrance of drainage water to Lagoon, during summer time, water salinity and mineral concentrations were increased for all locations except the points of 1 (on the northern margin of Lagoon) and 3 (influenced by Jarahi River). Phosphate ion concentration was increased at all investigated locations, but the highest phosphate concentrations were observed at the location points of 1 and 2 in summer. Given the important role of this lagoon in the protection of animal and plant spices, it is essentially important for sugarcane production companies to adopt a special measure for the protection of Lagoon from any source of pollution.
    Keywords: Salinity, Chemical fertilizers, Nitrogen, Phosphate, Sulfate
  • A. Khorsand, M. Bazaneh, S. Besharat *, K. Zeynalzadeh Pages 301-316
    Subsurface drip irrigation systems, compared to other irrigation systems (basin and furrow), enhance the delivery of water and nutrients directly into the root zone. The purposes of this study were to determine wetting front advancement in a subsurface drip irrigation and to compare the results with the HYDRUS 2D model simulation. In this study, the irrigation using T-Tape was carried out on a sandy-loam soil by two emitters at different irrigation times. The Wet moisture meter device was used to determine the soil water content. Evaluation of the simulated and measured soil water content was performed by using the adjusted determination coefficient (R2), relative error (RE), and the normalized root mean square error (NRMSE). Based on the results, the NRMSE of soil water content prediction for the emitters at the depths of 20 and 40 cm was calculated to be in the range of 10 to 19 and 10 to 13 percent, respectively. Also, RE for the emitters at depths of 20 and 40 cm was in the range of -16 to -5 and 8 to 11 percent, respectively. The average R2 for the emitters at depths of 20 and 40 cm was calculated to be 0.87 and 0.98, respectively. Also, five scenarios (F1, F2, T1, T2 and S1) were evaluated to assess the amount of water stored in the soil profile and water mass balance. The results indicated that the model could be used to predict the soil water content subsurface drip irrigation.
    Keywords: HYDRUS Model, Rosetta Model, Scenario, Stored water, Water mass balance
  • R. Ziaee, M. Moghaddasi *, S. Paimozd, M. H. Bagher Pages 317-329
    Evaporation is one of the important components in water body’s management, leading to changes in the water level and water balance. Also, its accurate estimation is faced with certain difficulties and complexities. Because of the limitations of physical and empirical methods based on the meteorological data, remote sensing technology can be widely used for evaporation calculation due to its capabilities for spatial data estimation and minimization of the meteorological data application. Many models have been developed to estimate evapotranspiration using remote sensing technology. Regarding the use of these algorithms for estimating evaporation from water surface, a few studies have been done; however, there is yet no comparison between them to estimate evaporation from the water surface. For this purpose, in this study, the output from two models estimating spatially distributed evaporation of water surfaces from remotely sensed imagery is compared. In order to implement these models, Terra/MODIS Images for four months including June, July, August and September in of 2006, 2007, 2008 and 2009 were prepared. Comparisons were made using pan data from Urmia synoptic station. In general, there was a reasonable agreement between the evaporation outputs from both models versus a pan data observation. The statistical analysis also showed that the SEBS algorithm (by applying the salinity factor), despite being simple in its implementation, has higher accuracy than the SEBAL algorithm.
    Keywords: Evaporation, Remote sensing, Energy balance algorithms, MODIS, Pan Coefficient
  • A. Cheraghi Tabar, E. Adhami *, H. R. Owliaie Pages 331-342
    The present study was conducted to evaluate zinc availability and forms, as well as their relationships with soil properties in some soil samples of Kermanshah and Ilam provinces. Sequential extraction included Mg(NO3)2 (soluble + exchangeable), NaOAc pH = 5 (carbonatic fraction), Na-hypochlorite at pH = 8.5 (organic fraction), hydroxylamine hydrochloride at pH 2 (Mn oxides associated Zn), hydroxylamine hydrochloride (amorphous Fe oxides associated Zn), ammonium oxalate (crystalline Fe oxides associated Zn), and HNO3 (the residual Zn). DTPA-Zn was in the range of 0.34-3.7 mg/kg. The results showed that soluble+ exchangeable, Mn oxides and crystalline Fe oxides associated Zn were not detectable by atomic absorption. Distribution of Zn fractions was in the order of Organic-Zn < Car-Zn < amorphous Fe oxides-Zn < Res-Zn. Organic matter bound Zn and amorphous Fe oxides associated Zn and the residual fractions showed a significant negative correlation with the calcium carbonate equivalent. It seemed s that calcium carbonates were the major factor in controlling the Zn content in the studied soils.
    Keywords: Calcareous soils, Fractions distribution, Zinc
  • A. Karami, M. Homaee * Pages 343-356
    Quantitative description of the spatial variability of soil hydraulic characteristics is crucial for planning, management and the optimum application. Field measurement of infiltration is very expensive, time-consuming and laborious. Soil structure also important effects on water infiltration in the soil. The objectives of this study were to determine the spatial variability of water infiltration, to select the most appropriate infiltration model, to calculate the parameters of relevant models, and to quantify the soil structure by using the fractal geometry. Infiltration parameters were estimated by using some physical soil properties, as well as fractal parameters, in this research. To achieve these purposes, 161 sites were selected and their infiltration was measured by using the constant head double-ring infiltrometers method in a systematic array of 500*500 m. The observed infiltration data from all examined sites were fitted to three selected infiltration models. Soil bulk density (BD), soil water content, soil particle size distribution, soil aggregate size distribution (ASD), organic carbon content (OC), saturation percentage (SP), soil pH and electrical conductivity (EC) were also measured in all 161 sites. For the quantitative assessment of soil structure, the aggregate size distribution, fractal parameters of the Rieu and Sposito model as well as the mean weight diameters (MWD) and geometric mean diameter (GMD) were also obtained. The obtained results indicated that the infiltration rates of the studied areas had generally low basic infiltration rates (1.1-31.1 cm hr-1) for most sites with the average of 6.69 cm hr-1. According to all obtained results and based on the least-square method, the Philip model was selected as the best performing model to account for infiltration. The aggregate size distribution demonstrated a fractal behavior, and the infiltration parameters could be significantly correlated with the fractal parameters and other soil physical properties.
    Keywords: Fractal geometry, Infiltration, Modeling, Spatial variability
  • S. M. Seyedan *, R. Bahramloo Pages 357-370
    In recent years, with the excessive use of underground water resources in the Malayer Plain, the water level has dropped sharply and underground water resources, which serve as the main source of water supply for the agricultural sector and drinking, the city is facing a serious risk. Because of the relevance of each of the fields with other agricultural fields around, this study was done to show the potential effect of this problem on the welfare. So, in this study, the special econometric method was employed. The purpose of this study was to analyze the welfare of farmers and how it is affected by the exploitation of underground water resources. For this purpose, by using social welfare function, the effect of change in the value of groundwater level of social welfare producers was addressed. The necessary information was collected from 119 questionnaires carried out in 2015 .Moran's I statistics showed that the results of special regression method were better than those of Ols. The results of this study indicates a decline in the welfare loss of groundwater level and the continuation of the harvest of underground water resources would lead to a reduction in access to water and reduced production. The rate of change in return for the welfare of the reduction of every meter of underground water level to cultivate wheat and potatoes was 6983 and 7634 million Rials, respectively.
    Keywords: Spatial econometric, Malayer plain, Farmers welfare, Underground water resources
  • S. Chavoshi * Pages 371-383
    Regional flood frequency studies are initialized by the delineation of the homogeneous catchments. This study was based on "Region of Influence" concept, aiming to find the similar catchments in the south of Caspian Sea. The methodology utilized the Particle Swarm Optimization Algorithm, PSO, to optimize the fuzzy system over a dataset of catchment properties. The main catchment variables in relation to flood were determined by the principle component analysis method and employed as the inputs in the fuzzy system. Catchments grouping was performed over these fuzzy input variables by the iterative process. The optimum similar groups were obtained by PSO, and the heterogeneous L-moment index was used as the termination criterion for the optimization process. A total of 61 hydrometric stations located in the study area were selected and their relevant catchments' physical, climatic and hydrologic properties in relation to flood were studied. Principle Component Analysis by Variomax Rotation Factor over the catchments datasets tended to four out of 16 physical variables, including area, mean elevation, Gravelious Factor and Form Factor, as the main parameters in terms of homogeneity with 84 percent of accumulative variance. These variables, as well as mean annual rainfall, were used as the input data to define the fuzzy system. PSO algorithm was then employed to optimize the developed fuzzy system. The developed algorithm tended to yield the best result in the 9th iteration with 26 and 22 for the minimum average and the optimum values of cost function, respectively. The topology of the resulting algorithm included inertia weight, local and acceleration rates, the number of generations and population size, with the values of 0.7298, 1.4962, 1.4962, 10 and 5, respectively. This study tended to a total of 61 regions of influence, proportional to the relevant 61 sites. According to the geographical location of the catchments in the region, it could be concluded that the geographical proximity doesn't necessarily involve homogeneity. The obtained results indicated the efficient potential of PSO-FES in the delineation of the homogenous catchments in the study area.
    Keywords: Particle Swarm Optimization Algorithm, Fuzzy Expert System, Flood Frequency Analysis, Catchment Similarity, Caspian Sea
  • N. Zough, M. Shirvani * Pages 385-397
    Alginate biopolymer, due to possessing a high capacity and affinity for heavy metals, is a suitable material for the removal of metals from polluted waters; however, the weak structural consistency of alginate hydogels limits the practical application of this natural polymer in water purification practices. In this study, sepiolite clay mineral was used as a solidifier of alginate hydrogel to produce hybrid materials with different clay:alginate ratios (1:2, 1:4 and 1:8). Subsequently, the sorption of Pb by the prepared hybrid materials was studied in different Pb concentrations (25 to 2000 mg/L) and temperatures (15, 25, 35 and 45 °C). The results showed that the Langmuir and freundlich equations could significantly describe Pb sorption data on the sorbents. Based on the Langmuir model estimation, alginate showed and sepiolite showed the highest and lowest capacities for Pb sorption, respectively; also, the hybrids were intermediates in this respect. The capacity and affinity of all sorbents were enhanced with increasing the temperature from 15 to 45 °C. Standard enthalpy changes (ΔH°) were found to be positive, confirming that the process of Pb sorption on the sorbents was endothermic. Positive values were also obtained for the standard entropy changes (ΔS°), suggesting increased randomness at the solid-solution interface during the sorption of Pb ions on the sorbents. The values of the standard free energy change (ΔG°) were negative for all different temperatures, thereby indicating that sorption on the sorbents was spontaneous and favorable. Overall, it could be concluded that modification of alginate with sepiolite might cause the decreased sorption capacity of alginate; however, the hybrid materials are good candidates for the Pb removal from aqueous solutions because of their high sorption capacities.
    Keywords: Heavy metals, Polluted water, Isotherm, Temperature effect
  • P. Hadipour Nicktarash, H. Ghodousi, K. Ebrahimi * Pages 399-410
    One of the factors leading to the contamination of water resources is human activity, producing waste materials. In this paper, the effects of contamination on the water quality of Taleghan River, was simulated using of Qual2k model and the seasonal changes were evaluated. The qualified data collected during two months, August (as the dry season) and February (as the wet season), were used in the modelling. The results showed that the dissolved oxygen change was in the range of 4.5-6.52 mg/L in August. However, it changed between 4.8-5.3 mg/l in February and this reduction in the wet season was due to the run off deposition and the seepages of farmland near the river. Furthermore, BOD in the wet season and the dry season changed by 6-31 and 10-26 mg/l, respectively. These changes were due to the sewage dilution in flow during the wet season. Evaluation of the pH values in wet and dry seasons also showed that water of the river was more alkaline in the wet season, which is due to the effect of non-point resources or the fertilizer entrance after farm land bleaching by rain. Evaluation of Taleghan river EC variation also showed these changes were not significant during the wet and dry seasons. Water temperature was altered by 3-100C and 19-250C, respectively, in February and August.
    Keywords: Water quality, Simulation, Taleghan River