فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال بیست و دوم شماره 5 (آذر و دی 1394)

نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال بیست و دوم شماره 5 (آذر و دی 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/10/28
  • تعداد عناوین: 21
|
  • سمانه پورمحمدی*، محمد تقی دستورانی، علیرضا مساح بوانی، هادی جعفری صفحات 1-21
    کاهش منابع آب نه تنها بر بخش کشاورزی و منابع طبیعی تاثرات منفی نهاده است بلکه اثرات اقتصادی و اجتماعی زیادی را در حوزه های آبخیز ایجاد نموده است. در این میان مدیریت مناسب منابع آب حوزه های آبخیز امری حیاتی و مهم می باشد. از آنجایی که مهمترین و بیشترین هدررفت آب در حوزه های آبخیز تبخیر و تعرق واقعی می باشد لذا در تحقیق حاضر به بررسی تبخیر و تعرق واقعی حوزه نیمه خشک تویسرکان پرداخته شده است. به این منظور از 27 تصویر ماهواره ای مودیس و 3 تصویر ماهواره ای لندست و تکنیک سنجش از دور جهت برآورد تبخیر و تعرق واقعی حوزه آبخیز تویسرکان استفاده شد. نتایج تبخیر و تعرق واقعی ارائه شده توسط مدل سبال کوهستانی با نیاز آبی ارائه شده توسط سند ملی آبیاری مقایسه و ارزیابی گردید. سپس نقشه های تهیه شده توسط تصاویر ماهوراه ای سنجنده مودیس به کمک تصاویر لندست ریزمقیاس نمایی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که نسخه کوهستانی الگوریتم توزان انرژی سبال با دقت بسیار بالاتر و صحت بیشتری می تواند تبخیر و تعرق واقعی حوزه های آبخیز را نشان دهد، همچنین در صورت در دسترس نبودن داده های لایسیمتری یا نمونه گیری های صحرایی میتوان از نیاز آبی ارائه شده در سند ملی آبیاری برای گیاهان دشتهای مختلف جهت ارزیابی نتایج الگوریتم سبال جهت تخمین تبخیر و تعرق واقعی استفاده نمود. در نهایت در این تحقیق الگوریتم توزان انرژی سبال کوهستانی تبخیر و تعرق واقعی حوزه آبخیز تویسرکان را با دقت 82% برآورد نمود.
    کلیدواژگان: تصاویر مودیس، کوچک مقیاس کردن، سنجش از دور، حوزه آبخیز تویسرکان
  • جواد بذرافشان*، سمیرا شهبازی، پرویز ایران نژاد، تیمور سهرابی صفحات 23-44
    امروزه شاخص های خشکسالی به عنوان ابزار مناسب برای اقدامات مدیریتی و مقابله با پدیده خشکسالی، به طور وسیعی در دنیا مورد استفاده قرار می گیرند. کاربرد برخی شاخص ها، بویژه شاخص های فیزیکی خشکسالی نظیر شاخص شدت خشکسالی پالمر (PDSI)، در یک منطقه جدید ممکن است در ابتدا به واسنجی نیاز داشته باشد. هدف از این مطالعه، واسنجی شاخص شدت خشکسالی پالمر (PDSI) تحت شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک نواحی غرب و جنوب غرب ایران و مقایسه شاخص واسنجی شده با نسخه اولیه شاخص پالمر است. داده های ورودی مورد نیاز شاخص عبارتند از مقادیر میانگین ماهانه دمای هوا و مجموع ماهانه بارندگی که از نه ایستگاه سینوپتیک مستقر در غرب و جنوب غرب ایران گردآوری شد. داده های قابل دسترس ایستگاه ها، فاصله سال های 1966 تا 2005 را پوشش می دهند. نتایج نشان داد اگرچه اختلاف چندانی بین ضرایب اصلی شاخص پالمر واسنجی شده و نسخه اولیه آن وجود ندارد ولی به علت تفاوت زیاد آن دو در فاکتورهای وزنی ماهانه، بین سری های حاصل از نسخه واسنجی شده و اولیه اختلاف معنی داری وجود دارد. علاوه بر این، مشخص شد که از نظر معادلات شدت-تداوم پدیده های خشکسالی و فراوانی وقوع طبقات مختلف خشکسالی و غیرخشکسالی تفاوت بارزی بین نسخه های واسنجی شده و اولیه در ایستگاه های منتخب وجود دارد.
    کلیدواژگان: شاخص شدت خشکسالی پالمر(PDSI)، واسنجی، اقلیم خشک و نیمه خشک، مشخصه های خشکسالی
  • فرشاد احمدی*، رضا زمانی احمد محمودی، فریدون رادمنش، علیرضا امیر رضاییه صفحات 45-61
    در این مطالعه سعی گردید تا با استفاده از تحلیل روند و ایستایی، ارتباط بین تغییرات زمانی پارامترهای هیدرولوژیکی و تغییرات اقلیمی بررسی شود. بدین منظور از داده های بارش و دمای (بیشینه، کمینه و متوسط) ایستگاه سینوپتیک شهرکرد، و آبسنجی حوضه آبریز ارمند در دوره آماری 1360-1390 استفاده گردید. نتایج حاصله نشان داد که دمای کمینه در ماه های اردیبهشت، مرداد، خرداد و فصل بهار روند کاهشی معنی دار داشته است. دمای بیشینه نیز در ماه های مهر، اسفند و فصل پاییز روند افزایشی معنی دار را نشان می دهد. روند تغییرات متوسط دما در اسفند ماه افزایشی معنی دار به دست آمد. روند تغییرات بارش نیز در ماه اسفند و فصل زمستان کاهشی معنی دار می باشد. همچنین جریان رودخانه ارمند روند نزولی شدیدی داشته و با کاهشی معادل ( )57/51 در سی سال گذشته مواجه بوده است. دلیل اصلی این امر از نقطه نظر هیدرولوژیکی، روند افزایشی درجه حرارت بیشینه در فصل پاییز و کاهش بارندگی در فصل زمستان (فصل-هایی که اکثر بارش ها دریافت می شود) می باشد. به منظور ارزیابی اثر روند بر روی جریانات رودخانه ارمند که خود دلیلی بر وجود تغییرات اقلیمی در منطقه است، از آزمون های ایستایی ADF، DFGLS وKPSS نیز استفاده شد. سری های جریانات رودخانه در دوحالت نرمال و استاندارد مورد آزمون قرار گرفتند. نتایج حاصله ناایستایی جریان رودخانه ارمند را در سطح اطمینان 5 درصد تایید کردند که نشان دهنده وجود تغییرات در میانگین و واریانس سری های جریان رودخانه می باشد.
    کلیدواژگان: آزمون های ایستایی، آزمون روند، ارمند، تغییرات اقلیمی
  • سجاد میرزایی*، مجید رئوف، علی رسول زاده، ساناز پور اسکندر صفحات 63-80
    در این پژوهش هفت الگوی توزیع زمانی بارش (SCS، WMO، Huff1st، Huff2nd، Huff3rd، Huff4th و منطقه ای) به منظور شبیه سازی دبی حداکثر لحظه ای با مدل های بارش-رواناب SCS، CLARK و SNYDER در حوضه آتشگاه استان اردبیل ارزیابی گردید. هدف از این مطالعه شبیه سازی هیدروگراف سیلاب با استفاده از سیستم مدل سازی حوضه با بهره گیری از الگوی بارش برای منطقه مورد مطالعه می باشد. نقشه حداکثر بارش روزانه با مدل-های درون یابی کریجینگ و کوکریجینگ جهانی هر دو با مدل برازش دایره ای، کروی، نمایی، گوسی و نرمال و همچنین روش عکس فاصله وزنی، روش تابع شعاع محور، تخمین گرعام و تخمینگر موضعی درون یابی گردید. روش کوکریجینگ جهانی با مدل برازش نرمال، با حداقل خطا نسبت به سایر روش ها مناسب ترین مدل برای درون یابی بارش روزانه انتخاب گردید. الگوی توزیع زمانی بارش 6 ساعته منطقه ای از 7 واقعه بارش با زمان تداوم 5/4-5/6 ساعت تهیه گردید. برای حوضه متوسط شماره منحنی 5/76 به دست آمد. نتایج حاکی از آن بود که الگوی بارش Huff4th با داشتن حداکثر بارش در چارک چهارم دارای بیشترین دبی می باشد. بررسی دبی شبیه سازی شده با الگوهای متفاوت نشان داد در مدل بارش-رواناب SCS، الگوی بارش WMO و در مدل های SNYDER و CLARK الگوی Huff2nd نتایج مطوب تری را ارایه می دهند. الگوی بارش WMO با مدل بارش-رواناب SCS با داشتن حداقل مقادیر درصد خطای نسبی و ریشه میانگین مربعات خطا در برآورد حداکثر دبی لحظه ای به ترتیب برابر 7 درصد و 57/1 متر مکعب بر ثانیه، به عنوان مدل پیشنهادی برای حوضه آتشگاه انتخاب گردید.
    کلیدواژگان: سیستم مدل سازی حوضه، زمین آمار، SCS، توزیع بارش
  • بهروز پورمحمدعلی*، حسین خادمی صفحات 81-98
    خصوصیات فیزیکوشیمیایی و مدیریت خاک از جمله مهمترین عوامل موثر بر مقادیر اشکال مختلف پتاسیم و تعادل بین آنها درخاک میباشند. این پژوهش با هدف مقایسه تاثیر کاربری های مختلف بر توزیع مکانی پتاسیم کل و قابل جذب در خاک و شناخت روابط بین مقادیر کل و قابل جذب آن با برخی خصوصیات خاک، در مهمترین اراضی استان مازندران صورت پذیرفت. تعداد 258 نمونه خاک از عمق 10-0 سانتیمتری به روش نظامدار آشیانه ای در منطقه ای با 6 کاربری مختلف و مساحتی بالغ بر 550هزار هکتار جمع آوری شد. همچنین 5 خاکرخ واقع در کاربری های مختلف انتخاب گردید. غلظت پتاسیم کل و پتاسیم قابل جذب و همچنین تعدادی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری شد. نتایج حاکی از این است که تنوع در عوامل موثر بر قابلیت جذب پتاسیم که متاثر از مدیریت و کاربری اراضی میباشند، عمده تغییرات سطحی و عمقی پتاسیم قابل جذب را کنترل میکند. درحالی که پتاسیم کل تحت تاثیر عوامل ذاتی نظیر ماده مادری قرار دارد.کاربری مرتع که ازمواد مادری پتاسیم دار تشکیل شده و همچنین ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی بالایی نیزدارد، بیشترین و شالیزارهای تحت کشت متراکم برنج کمترین میزان پتاسیم قابلجذب را به خود اختصاص داده اند. به منظور تخمین نواحی دچار کمبود پتاسیم، از تخمینگر کریجینگ شاخص استفاده گردید. نقشه احتمال حاصل، نشان میدهد که مساحتی نزدیک به 700 کیلومتر مریع از منطقه مطالعاتی که اغلب تحت کاربری شالیزاری قرار دارد، با احتمال بیش از 60 درصد دارای پتاسیم قابل جذب زیر سطح بحرانی برای کشت برنج میباشد.
    کلیدواژگان: پتاسیم قابل جذب، پتاسیم کل، تغییرات سطحی، تغییرات عمقی، کاربری اراضی
  • طاهر رجایی*، هادی ابراهیمی صفحات 99-115
    سفره های آب زیرزمینی غالبا به عنوان سیستم هایی با ویژگی های غیرایستا و غیرخطی شناخته می شوند. مدل سازی این سیستم ها و پیش بینی حالت های آینده آن ها نیازمند تشخیص این ویژگی های بنیادی است. اخیرا، آنالیز موجک به دلیل توانایی آن در رمزگشایی ویژگی های اشاره شده، به طور گسترده ای در زمینه پیش بینی سری های زمانی هیدرولوژیکی مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله توانایی مدل ترکیبی شبکه عصبی- موجک که از روش جمع زیرسری ها استفاده می کند، در پیش بینی تراز آب زیرزمینی ارزیابی شده است. داده های استفاده شده برای تشکیل مدل شامل تراز آب زیرزمینی ماهانه و بارندگی ماهانه دو پیزومتر واقع در دشت قم به مدت 20 سال است. پیش بینی 12 ماه آینده با مدل ترکیبی شبکه عصبی- موجک نشان داد خطای این مدل در مقایسه با مدل شبکه عصبی به میزان 30 و 23 درصد و در مقایسه با مدل رگرسیون خطی چندمتغیره 37 و 51 درصد به ترتیب برای پیزومترهای 1 و 2 کمتر است. همچنین نتایج نشان داد بارندگی اثر قابل توجهی روی تغییرات تراز آب زیرزمینی دو پیزومتر مطالعاتی ندارد؛ اگرچه در زیرسری های جزئیات حاصل از تجزیه موجکی، استفاده از بارندگی باعث بهبود نتایج شد.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی موجکی، سطح ایستابی، رگرسیون خطی چندمتغیره، دشت قم
  • ثمین جباری قره باغ، حسین رضایی*، بایرامعلی محمدنژاد صفحات 135-151
    مطالعه ی رفتار جریان رودخانه یکی از نیازهای اساسی در برنامه ریزی منابع آب می باشد. اهمیت شناخت فرایند رودخانه با استفاده از نظریه ی آشوب در مقیاس های زمانی مختلف، جهت پیش بینی جریان رودخانه و انتخاب چارچوب مدل مناسب است. جریان رودخانه ماهیت دینامیکی و غیر خطی دارد. در سیستم های دینامیکی به فضایی که شامل تمامی حالات ممکن برای توصیف یک سیستم دینامیکی باشد، فضای حالت گفته می شود. به دلیل عدم دسترسی به معادلات دقیق ریاضی حاکم بر سیستم، دستیابی به فضای حالت دشوار بوده و تمام اطلاعات در دسترس تنها یک سری زمانی اسکالر می باشد. لذا از روش محاط سازی با برقراری زمان های تاخیر بر روی سری زمانی دبی رودخانه برای بازسازی فضای حالت استفاده می گردد. در این تحقیق دبی های اندازه گیری شده ی روزانه، هفتگی و ماهانه رودخانه ی نازلوچای از مهر سال 69 تا شهریور سال 90 برای بازسازی فضای حالت مورد استفاده قرار گرفت. زمان تاخیر از روش میانگین اطلاعات متقابل در مقیاس روزانه 39، هفتگی 18 و ماهانه 9 محاسبه شد. بعد محاط به عنوان حداقل بعد بازسازی برای توصیف سیستم های دینامیکی، از روش شمارش نزدیکترین همسایه های کاذب به ترتیب روزانه، هفتگی و ماهانه برابر 26، 8 و 4 محاسبه گردید. آشوبناکی جریان رودخانه در مقیاس های زمانی روزانه، هفتگی و ماهانه با استفاده از روش بعد همبستگی و نمای هرست مورد ارزیابی قرار گرفت. بعد همبستگی برای سری روزانه 2.8، هفتگی 3.62 و ماهانه 5.52 محاسبه گردید. نمای هرست به ترتیب مقیاس روزانه، هفتگی و ماهانه برابر با 0.84، 0.77 و 0.76 بدست آمده است. نتایج دلالت بر آشوبناکی جریان رودخانه ی نازلوچای دارد.
    کلیدواژگان: نظریه ی آشوب، بعد محاط، بعد همبستگی، نمای هرست
  • سمیرا حسین پور*، امیراحمد دهقانی، عبدالرضا ظهیری، مجتبی شوریان، مهدی مفتاح هلقی صفحات 153-169
    سابقه و هدف
    نیاز روزافزون به آب نتیجه رشد جمعیت و توسعه شهری است که برنامه ریزی همه جانبه برای تامین آب به مقدار کافی و کیفیت مناسبی را ضروری می سازد. مدل سازی یکی از ضروریات مدیریت و برنامه ریزی برای منابع و مصارف آب است. مدل های ریاضی جامع کمی- کیفی آب، غربالگری مناسب برای تحلیل گزینه های متعدد مدیریت منابع آب بشمار می-روند. MODSIM یک سیستم پشتیبانی تصمیم مدیریت منابع برای تحلیل برنامه ریزی بلندمدت، مدیریت میان مدت و عملکردهای کوتاه مدت می باشد. که در بخش های حوضه ای، بین حوضه ای و آب شرب و... مورد استفاده قرار گرفته است. مهم ترین مشکلات تامین آب شرب شهری گرگان، عدم بهره برداری از منابع آب، محدودیت آب زیرزمینی تامین کننده آب گرگان، افزایش برداشت و اثرات آن بر کاهش منابع آب و همچنین کاهش کیفیت آب سفره ها و احتمال شوری برخی از چاه ها می باشد. ارائه راهکارهای مناسب برای افق های بعدی و بررسی همه جانبه منابع تامین و درصد خسارات وارده در افق مورد نظر ضروری می باشد. هدف از این تحقیق تجزیه و تحلیل منابع آب موجود، مدیریت آب شرب شهر گرگان با مدل MODSIM و تجزیه و تحلیل سناریوهای مختلف مدیریتی می باشد.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق، با استفاده از مدل MODSIM مدیریت آب شرب شهر گرگان در یک دوره کوتاه مدت، میان-مدت و بلندمدت موردبررسی قرارگرفته است و به منظور تامین فشار مجاز در شبکه و جلوگیری از نشت شبکه، شهر منطقه-بندی شده است. کالیبراسیون مدل برای سال 1391 تا 1392 و در مقیاس روزانه انجام شده و نهایتا قابلیت مدل بر اساس معیارهایی همچون: اعتمادپذیری و آسیب پذیری با استفاده از قابلیت کدنویسی در مدل MODSIM انجام و مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس با سناریوهای مختلف، مدیریت آب شرب در دوره های آتی موردبررسی قرار گرفت.
    یافته ها
    نتایج نشان می دهد که در تمامی سناریوهای مدیریتی، منطقه 1 زون فشاری (شمالی ترین قسمت گرگان) و مناطق 8 تا 10 (جنوبی ترین قسمت گرگان) شاخص اعتمادپذیری زیاد و شاخص آسیب پذیری کمتری داشتند. همچنین اگر شرایط تامین آب به صورت فعلی باشد (سناریوی مرجع) در افق زمانی 1400 با 7/2 درصد افزایش جمعیت نسبت به سال 1391، شاخص اعتمادپذیری 7/2% و شاخص آسیب پذیری 50 هزار مترمکعب بر روز خواهد بود.
    نتیجه گیری
    استفاده از مدل MODSIM در شبیه سازی و مدیریت آب شرب موفق بوده و به همین دلیل استفاده از این مدل و همچنین لینک کردن این نرم افزار با نرم افزارهای دیگر، ازجمله آب زیرزمینی، کیفیت آب و... توصیه می گردد؛ و بر اساس نتایج این مدل و سناریوها، می توان شرایط تامین آب در آینده را بررسی کرده و راهکارهای مدیریتی ارائه نمود.
    کلیدواژگان: مدیریت آب شرب، شاخص اعتمادپذیری، شاخص آسیب پذیری، MODSIM، شهر گرگان
  • مجتبی محمدی*، واحدبردی شیخ، امیر سعدالدین صفحات 171-185
    سابقه و هدف
    کاربری اراضی و پوشش زمین یکی از عوامل اصلی در مطالعات منابع آب و فرسایش و رسوب حوزه آبخیز می باشند (32)شبیه سازی کامپیوتری اثرات تغییر کاربری اراضی بر روی فرآیند های حوزه آبخیز در نیم قرن اخیر مورد مطالعه و توجه قرار گرفته است (2، 13، 16، 24، 25). در دهه های اخیر مدلسازی اثرات تغییر کاربری اراضی بر روی سیلاب ها بارها مورد مطالعه قرار گرفته است (2). بهره مند (2006) با استفاده از مدل توزیعی WetSpa به بررسی اثر جنگل کاری بر روی ویژگی های هیدروگراف سیل در یکی از حوزه های اسلوکی پرداخت. نتایج نشان داد که افزایش 51 درصدی جنگل باعث کاهش 12 درصدی دبی پیک، و افزایش 9 ساعتی زمان تا اوج هیدروگراف می شود (2). باناسیک و فام (2010) به بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل در یکی از حوزه های هلند با استفاده از روش شماره منحنی و مدل ناش پرداختند. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی در دوره 2007 تا 2009 باعث افزایش دبی پیک از 1/1 مترمکعب بر ثانیه به 92/8 مترمکعب بر ثانیه شده است (3) لذا با توجه به اهمیت و نقش تغییرات کاربری اراضی و با توجه به اینکه هیدروگراف سیل پاسخ هیدرولوژیکی آبخیر به تغییرات کاربری اراضی می باشد، در این مطالعه به بررسی و ارزیابی اثرات تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل حوزه آبخیز جعفرآباد در استان گلستان با استفاده از مدل هیدرولوژیکی توزیعی GFHM (21) پرداخته شده است
    مواد و روش ها
    در این مطالعه اثر تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل حوزه جعفرآباد با استفاده از مدل GFHM مورد بررسی قرار گرفت. مدل GFHM (21) یک مدل هیدرولوژیکی توزیعی مکانی و زمانی می باشد. نقشه های DEM، کاربری اراضی، تیپ خاک و همچنین داده های بارش حوزه آبخیز، داده های اصلی مورد نیاز مدل می باشند. این مدل جهت محاسبه بارش مازاد از روش شماره منحنی سازمان حفاظت منابع ملی (NRCS) و جهت روند یابی از روش موج سینماتیکی استفاده می نماید. با توجه به شرایط حوزه مورد مطالعه چهار سناریوی مدیریتی با رویکرد اثرات تخریب و احیای کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل تدوین گردید.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که افزایش 2/4 درصدی جنگل (سناریو4)، باعث کاهش 55/0 درصدی دبی اوج سیل و 6/2 درصدی حجم سیل می شود. تبدیل 9/3 درصد از اراضی جنگل به اراضی دیم (سناریو2) باعث افزایش 85/0 درصدی دبی اوج سیل و 83/1 درصدی حجم سیل می شود. همچنین تبدیل 8/17 درصد از اراضی جنگلی نیمه متراکم به اراضی دیم (سناریو1) باعث افزایش 84/7 درصدی دبی اوج و افزایش 08/6 درصدی حجم سیل می شود. نتایج همچنین نشان داد که تغییر کاربری اراضی در رگبارهایی با دبی های کم، اثرات بیشتری بر روی دبی اوج و حجم سیل می گذارد.
    نتیجه گیری
    نتایج نشان داد که برای مدیریت و کاهش سیلاب در منطقه از طریق روش غیر سازه ای مدیریت اراضی می توان دبی اوج و حجم سیل را کاهش داد. بنابراین طرح اصلاح کاربری اراضی حوزه در قالب احیاء جنگل ها و تغییر کاربری اراضی کشاورزی به آگروفارستری به ویژه از نوع باغات زیتون (که در بیشتر مناطق مشابه در استان گلستان به اجرا در آمده است) مقدار ربایش و تلفات اولیه را بطور موثری افزایش خواهد داد.
    کلیدواژگان: تغییر کاربری، GFHM، هیدروگراف سیل، مدل سازی هیدرولوژی
  • مهرناز بذرافشان *، مهدی مفتاح هلقی، خلیل قربانی، نوذر قهرمان صفحات 187-202
    سابقه و هدف
    اقلیم شرایط متوسط آب و هوایی است که در سال های اخیر با افزایش گازهای گلخانه ای در جو و بر هم خوردن توازن تابشی در حال تغییر است و پدیده ای با عنوان تغییر اقلیم را شکل می دهد. تغییر اقلیم یکی از مهمترین چالش هایی است که بخش های مختلف زندگی انسان را در روی زمین تحت تاثیر قرار خواهد داد. برای شناسائی اقلیم، از مجموعه قواعدی استفاده می شود که پارامترهای اقلیمی را طبقه بندی و به آن ها طبقه بندی های اقلیمی گفته می شود. در پهنه-بندی اقلیمی لازم است تا داده های هواشناسی که در مقیاس ایستگاهی ثبت شده اند درون یابی شوند، این عمل با روش های مختلفی امکان پذیر است. استان گلستان با برخورداری از اقلیم های متنوع، به عنوان منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شد که از قطب های مهم کشاورزی در ایران است که شناخت پهنه های اقلیمی آن اهمیت زیادی دارد. با توجه به تنوع اقلیمی استان گلستان، هدف از این پژوهش بررسی تغییرات پهنه های اقلیمی استان تحت تاثیر پدیده تغییر اقلیم است که بر اساس روش طبقه بندی اقلیمی دمارتن ترسیم شده و با نقشه اقلیمی ترسیم شده بر اساس داده های مشاهداتی مقایسه و تغییرات اقلیمی در استان بررسی شد.
    مواد و روش ها
    منطقه مورد مطالعه در بخش جنوب شرقی دریای خزر قرار دارد. و بین 36 درجه و 24 دقیقه تا 38 درجه عرض شمالی و 53 درجه و 51 دقیقه تا 56 درجه و 14 دقیقه طول شرقی از نصف النهار گرینویچ واقع شده که از تنوع اقلیمی خوبی برخوردار است. در ابتدا پس از تولید داده های اقلیمی تحت سناریوهای مختلف توسط مولد داده LARS ، پهنه های اقلیمی استان بر اساس داده های مشاهداتی دما و بارش طی دوره آماری 2011-1982 ، (1390-1360) به روش دمارتن کلاسیک ترسیم و با پهنه های اقلیمی ترسیم شده بر اساس خروجی مدل LARS طی سه دوره از خروجی های مدل اقلیمی HADCM3 ( 2030-2011، 2065-2046 و 2100-2080) و تحت سه سناریوی انتشار گاز گلخانه ای A1B ،A2 وB1 مقایسه شدند. داده های بارش با استفاده از روش کریجینگ، و داده های دما بر اساس روش رگرسیون وزن دار جغرافیایی درون یابی شدند و پهنه های اقلیمی نیز بر حسب درصد مساحت آنها در هر یک از سناریوها با یکدیگر مقایسه شدند.
    یافته ها
    نتایج خروجی مدل LARS نشان داد که میانگین دمای هوا در استان گلستان تا سال 2100، حدود 3/4 درجه سانتی گراد افزایش می یابد و در بین سناریوهای مختلف، سناریوی A2 در دوره ی 2070-2100 افزایش دمای بیشتری را نشان می دهد. میانگین ماهانه بارش در برخی از ماه ها کاهش و در برخی ماه های دیگر افزایش، اما در مجموع میانگین سالانه بارش افزایش را نشان می دهد. در ارزیابی روش های مختلف درون یابی بارش، نتایج نشان داد که روش کریجینگ نسبت به روش های عکس وزن فاصله و اسپیلاین با دقت بالاتری می تواند بارش را درون یابی کند.
    نتیجه گیری
    خروجی های مدل LARS موید روند افزایشی دما و بارش است اما افزایش دما در مقایسه با افزایش بارش شدت بیشتری را نشان می دهد و این باعث تغییراتی در پهنه های اقلیمی استان خواهد شد و در مجموع استان در دوره های اقلیمی آتی در اثر پدیده تغییر اقلیم به سمت اقلیم های خشک تر پیش خواهد رفت. در این میان، سناریوی A2 شرایط خشک تری را برای استان گلستان تا پایان قرن حاضر پیش بینی می کند.
    کلیدواژگان: درون یابی، دمارتن، پهنه بندی اقلیمی، LARS
  • احمد احمدی نیک *، علی رحیمی خوب صفحات 203-217
    نمک زدایی توسط تابش خورشیدی یکی از راهکارهای مناسب جهت تصفیه آب شور می باشد که با توجه به کاربرد انرژی تجدیدپذیر تابش خورشیدی، بعنوان روشی جهت تامین آب شیرین در راستای توسعه پایدار و سازگار با محیط زیست بشمار می آید. سیستم آبیاری تراکمی، ایده توسعه یافته نوینی است که همگام با استفاده از انرژی های تجدید پذیر، مسائل زیست محیطی را نیز با کاربرد آب های شور مد نظر قرار می دهد. این سیستم جهت تامین آب آشامیدن و نیاز آبی گیاهان مورد استفاده قرار می گیرد. اصلی ترین جزء این سیستم که نقش تامین آب شیرین را بر عهده دارد، مخزن خورشیدی می-باشد. مخازن خورشیدی از انرژی تابشی خورشید جهت نمک زدایی آب شور استفاده می کنند. در این مطالعه به بررسی تاثیر عوامل جوی و پارامتر سطح پایه مخزن بر پتانسیل تبخیری مخازن خورشیدی در یک دوره آماری یکساله پرداخته شده است که هدف از این تحقیق، تلاش در جهت تعیین و توصیه استفاده از مخازنی با توان تبخیری بالا می باشد. نتایج این تحقیق گویای درجه وابستگی بالای پتانسیل تبخیری مخازن به عوامل جوی بود که شدت وابستگی این پارامتر به عوامل جوی شامل رابطه مثبت دمای هوای محیط(95/0R=)، رابطه مثبت تعداد ساعات آفتابی در روز (73/0R=) و رابطه منفی رطوبت نسبی محیط (72/0-R=) می باشد. همچنین مشاهدات نشان داد که با کاهش سطح مخازن خورشیدی، پتانسیل تبخیری مخازن افزایش خواهد یافت و نتایج بررسی تاثیر سطح پایه مخازن با آنالیز واریانس، بیانگر وجود اختلاف در سطح معنی داری یک درصد بین تبخیر از مخازن خورشیدی بود.
    کلیدواژگان: دما، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی، سطح پایه مخازن خورشیدی، سیستم آبیاری تراکمی
  • معصومه ساسانی، شهرزاد خرم نژادیان*، رضا صفری صفحات 219-231
    سابقه و هدف
    یکی از مهم ترین آلاینده های زیست محیطی ترکیبات نفتی بوده که باعث آلودگی اکوسیستم های آبی می شوند. آلاینده های نفتی بر محیط های آبی و خاک اثر گذاشته و سبب تغییراتی نامطلوب در آنها می گردند.آلاینده های نفتی حاوی فلزات سنگین و ترکیبات خطرناک می باشند و اثرات زیانباری بر سلامت اکوسیستم ها و موجودات زنده خواهند داشت. هیدروکربن های چند حلقه ای آروماتیک (PAHs) از مهمترین مشتقات نفتی بوده که عموما در اثر فعالیت های انسانی ایجاد شده و دارای پایداری بسیار بالایی بوده و دارای عوارض جانبی متعدد (سرطان زا و جهش زا ) می باشند. آنتراسن یک ترکیب سه حلقه ای آروماتیک بوده که در مناطق آلوده به ترکیبات نفتی وجود دارد. آنتراسن در بین 100 ترکیب آروماتیک جزء سمی ترین ترکیبات آروماتیک بوده و کاهش آن از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. برخی از باکتری های محیطی از ترکیبات آروماتیک به عنوان منبع کربن و انرژی استفاده کرده و آن را به ترکیبات دیگر تبدیل کرده و محصول نهایی تجزیه نیز دی اکسید کربن و آب می باشد. آنتراسن به علت حلالیت پائین در آب کمتر تحت تاثیر مستقیم تجزیه میکروبی قرار گرفته و بایستی شرایط زیستی و غیرزیستی جهت تجزیه را بهینه کرده تا تجزیه میکروبی بیشترین راندمان را داشته باشد. باکتری های جنس باسیلوس به علت داشتن اسپور، قادر به رشد در شرایط نامناسب زیست محیطی بوده و از گونه های مختلف باسیلوس بطور گسترده در تحقیقات زیست فناوری از جمله تولید فرآورده های زیستی و کاهش آلاینده های زیست محیطی استفاده می گردد. یکی دیگر از مزایای باسیلوس ها، توانایی رشد در محیط های ساده و دارای حداقل ماده مغذی بوده و از این رو جزء باکتری های شاخص جهت کاهش آلاینده های زیست محیطی می باشند. هدف از این مطالعه جداسازی باکتری های تجزیه کننده (باسیلوس) از مصب رودخانه بابلرود و استفاده از آنها جهت تجزیه زیستی آنتراسن در مقیاس آزمایشگاهی بوده است.
    مواد و روش ها
    نمونه ها از رسوبات مصب رودخانه اخذ و پس ار انتقال به آزمایشگاه، در محیط کشت حداقل MSM (Minimal Salt Medium) کشت داده شدند. یکی از باکتری های تجزیه کننده آنتراسن جنس باسیلوس بوده که با استفاده از کشت های متوالی جداسازی و از طریق روش های مولکولی شناسایی گردید. جهت ارزیابی تجزیه زیستی آنتراسن توسط باسیلوس، از فاکتورهایی نظیر pH ، دما و غلظت آنتراسن استفاده گردید.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که شرایط بهینه جهت تجزیه آنتراسن شامل 5/7 pH=، دمای 35 درجه سانتی گراد و غلظت 150 میلی گرم در لیتر از آنتراسن بوده و با افزایش زمان انگوباسیون، روند تجزیه آنتراسن نیز سریع تر صورت گرفت. بازده تجزیه زیستی آنتراسن درحضور باسیلوس، بیش از 40 درصد در طول 2 بوده که نشان دهنده توانایی بالای آنزیمی این باکتری بوده است.
    نتیجه گیری
    با توجه به رشد باسیلوس در شرایط نامناسب ( به دلیل اسپور دار بودن) می توان از آن به عنوان ابزار زیستی جهت حذف آنتراسن استفاده نمود. این روش یک راهکار دوستدار محیط زیست برای حذف آلاینده های پایه نفتی بوده و به دلیل استفاده از عوامل زیستی اثر منفی بر محیط نخواهد داشت. پیشنهاد می گردد از این روش در پاکسازی محیط های آلوده استفاده گردد.
    کلیدواژگان: آنتراسن، باسیلوس، رودخانه بابلرود، هیدروکربن های چند حلقه ای آروماتیک
  • نرگس جاویدان*، عبدالرضا بهره مند صفحات 233-246
    به منظور تفکیک هیدروگراف جریان روش های گوناگون وجود دارد. جریان پایه که شامل جریان زیر قشری و جریان آب زیرزمینی می باشد جزئی از جریان رودخانه بوده که نسبت به بارش واکنش نشان می دهد. مدل هیدرولوژیکی – توزیعی WetSpaعلاوه بر محاسبه دبی و هیدروگراف جریان در هر نقطه از حوزه، تفکیک مولفه ها را به سه بخش رواناب مستقیم، جریان زیرقشری و جریان آب زیرزمینی نیز انجام می دهد در این تحقیق با استفاده از مدل WetSpa، شبیه سازی جریان و تفکیک مولفه های جریان در حوزه آبخیز زیارت صورت گرفت. جهت اجرای مدل از داده های هیدرومتئورولوژی ساعتی از سال 1386 تا 1390 شامل داده های بارش، تبخیر و تعرق و دما به عنوان داده ورودی مدل استفاده شد. همچنین سه نقشه اصلی مدل رقومی ارتفاعی، بافت خاک و کاربری اراضی در محیط GIS آماده شدند. نتایج شبیه سازی انطباق خوبی بین هیدروگراف شبیه-سازی شده و هیدروگراف مشاهداتی نشان داد. در این مطالعه سهم مولفه های جریان در بیلان آبی برای کل دوره شبیه سازی به خوبی برآورد شد. تفکیک مولفه های جریان در این حوزه، که بیشتر آن را جنگل تشکیل می دهد نشان داد که در یک واقعه سیل، 97 درصد سیل را آب پایه تشکیل داده است. تاثیر جنگل و پوشش گیاهی بر هریک از این سه مولفه متفاوت است .
    کلیدواژگان: مدل هیدرولوژیکی - توزیعی WetSpa، تفکیک مولفه های جریان، جریان پایه، جریان زیرقشری، رواناب سطحی
  • رضا گرمه ای*، علیرضا فریدحسینی، سیدمجید هاشمی نیا، علی حجتی صفحات 247-260
    با توجه به زمان بر بودن واسنجی دستی به ویژه در شرایط داده های کم و پارامترهای زیاد، روش های واسنجی خودکار مبتنی بر استفاده از روش های جستجوی سیستماتیک در فضای چند بعدی با استفاده از یک تابع هدف بسیار سودمند می باشند. در این مطالعه مدل شبیه ساز HEC-HMS و الگوریتم هوش جمعیPSO به عنوان مدل بهینه ساز عمل می کنند. مدل تلفیقی بدست آمده در حوضه سد کارده مورد بررسی قرار گرفته است. واسنجی مدل با استفاده از دو تابع هدف NASH و RMSE انجام شد که منجر نیل به دسته پارامترهای مختلف گردید. برای ارزیابی توانایی الگوریتم PSO در نیل به جواب های مطلوب، نتایج رویکرد واسنجی تک رخداده با نتایج واسنجی شبه خودکار مبتنی بر الگوریتم جستجوی Nelder&Mead موجود درHEC-HMS توسط توابع PBIAS و RMSE مقایسه شد که نشان دهنده کارایی الگوریتم PSO در اتصال به مدل هیدرولوژیکی بود. نتایج دو تابع نشان داد که مقدار تابع هدف به دست آمده در مدل شبه خودکار به مراتب بیشتر از مدل معرفی شده است. هم چنین هیدروگراف های شبیه سازی شده حاصل از مدل PSO-HMS به مراتب بهتر می باشد. در خاتمه دسته پارامترهای حاصل از رویکرد تک رخداده در رخداد صحت سنجی ارزیابی شد. نتایج نشان داد این روش با توجه به مشکل غیرمنفرد بودن مجموعه جواب های مساله واسنجی به عنوان یک مساله معکوس می تواند در محدود نمودن تعداد جواب های کاندید موثر باشد.
    کلیدواژگان: واسنجی خودکار، مدل مفهومی HEC، HMS، الگوریتم بهینه سازی PSO، سدکارده
  • مریم علیزاده، پیمان افراسیاب* صفحات 261-274
    محدودیت منابع آبی مناسب، از عمده ترین مشکلات کشاورزی در ایران می باشد. با توجه به کاربرد وسیع مدیریت آبیاری تناوبی، بروز ترک در شالیزارها در اثر ازدیاد فاصله آبیاری اجتناب ناپذیر می باشد. به منظور بررسی اثر سطوح ایستابی کم عمق بر وضعیت رطوبتی و خواص فیزیکی خاک های شالیزاری، آزمایشی شامل تیمار بافت خاک در سه منطقه (موسسه، شاندرمن و آستانه) و تیمار سطح ایستابی در سه سطح (صفر، 5/7 و 15 سانتی متر) و در سه تکرار به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی به صورت گلدانی در موسسه تحقیقات برنج کشور به اجرا درآمد. درصد رطوبت وزنی، عرض ترک، مقاومت به نفوذ پنترومتر در خاک، ارتفاع ستون خاک، عملکرد و اجزای عملکرد برنج اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تاثیر سطوح ایستابی کم عمق بر ارتفاع ستون خاک، عرض ترک، درصد رطوبت وزنی و مقاومت به نفوذ پنترومتر در سطح آماری 1% معنی دار است. در هر سه بافت خاک در سطح ایستابی 15 سانتی متر، درصد رطوبت وزنی کمتر از میزان رطوبت در حد ظرفیت زراعی شد. میزان مقاومت به نفوذ پنترومتر در سطح ایستابی 15 سانتی متر برای خاک منطقه موسسه و شاندرمن به ترتیب به 29/52 و 44/11 کیلوپاسکال رسید. ماکزیمم عرض ترک در سطح ایستابی 15 سانتی متر مشاهده شد که مقدار آن بین 5/1- 2/1 سانتی متر متغیر بود و در سطح ایستابی 5/7 سانتی متر تنها ترک موئین دیده شد، همچنین تأثیر سطح ایستابی بر عملکرد و اجزای عملکرد برنج معنی دار نشد. در نهایت می توان بیان نمود مدیریت سطوح ایستابی در مقیاس گلدانی در جلوگیری از بروز درز و ترک موثر واقع شده است.
    کلیدواژگان: سطح ایستابی کمعمق، خاک شالیزاری، عرض ترک، مقاومت به نفوذ پنترومتر
  • پرویز فتحی*، چنور عبدی صفحات 275-286
    آبیاری قطره ای یکی از روش های کارای آبیاری است که در سال های اخیر کاربرد وسیعی در بخش کشاورزی ایران پیدا نموده است. استفاده از آب های با کیفیت پایین باعث ایجاد مشکلاتی در این سیستم-ها می گردد. گرفتگی فیزیکی قطره چکان ها از جمله مهم ترین این مشکلات می باشد. گرفتگی قطره چکان ها راندمان آبیاری و طول عمر سیستم آبیاری قطره ای را کاهش می دهد. ورود مواد معلق و فیزیکی به قطره چکان ها مهمترین عامل گرفتگی قطره چکان ها و کاهش آبدهی آنها می باشد. از سوی دیگر، عوامل مختلفی نظیر دمای آب آبیاری بر آبدهی و گرفتگی قطره چکان ها تاثیر گذار می باشد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر دما بر عملکرد عدم گرفتگی قطره چکان های طولانی مسیر می باشد. برای این منظور با ساخت یک مدل فیزیکی آزمایشگاهی و استفاده از ذرات شن با اندازه ها و غلظت های مختلف ، مقاومت به گرفتگی نوارهای آبیاری پلاک دار، درزدار و لوله قطره چکان دار در دماهای 13، 23، 33 و 43 درجه سانتی گراد مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دما تاثیر مثبتی بر کاهش گرفتگی قطره چکان ها دارد. نتایج همچنین نشان داد که لوله قطره چکان دار و نوار آبیاری درزدار به ترتیب دارای کمترین و بیشترین نرخ گرفتگی می باشد. همچنین ضریب یکنواختی لوله قطره چکان دار و نوار آبیاری پلاک دار در تمامی شرایط بیشتر از 90 درصد بود. نتایج تحلیل آمار نشان داد که اثر دما بر میزان گرفتگی قطره چکانها در سطح آماری یک درصد معنی دار می باشد.
    کلیدواژگان: گرفتگی فیزیکی، دما، نوار آبیاری قطره ای، لوله قطره چکان دار
  • جواد بهمنش*، مجتبی مروج، کیوان خلیلی صفحات 287-296
    مدل سازی و پیش بینی تراز سطح آب دریاچه ارومیه در بررسی های مرتبط با ریسک پذیری تاسیسات و سازه های وابسته، تغییرات ذخیره آبی دریاچه، ساخت و سازهای ساحلی و مسائل محیط زیست دریاچه اهمیت دارد. هدف اصلی از این تحقیق مدل سازی و پیش بینی تراز دریاچه ارومیه با استفاده از مدل سری های زمانی است. در این تحقیق از داده های تراز سطح آب دریاچه ارومیه در بازه زمانی 1345 تا 1387 استفاده، و تا سال 1395 پیش بینی صورت گرفته است. به منظور مدل سازی مولفه های مختلف سری های زمانی از جمله روند، تناوب و مولفه ی استوکاستیک تراز دریاچه تفکیک، و سپس جداگانه مدل سازی شدند. نتایج نشان دهنده ی توانایی بالای این روش در مدل کردن تراز دریاچه ارومیه است. تناوب های ماهانه، 3، 4، 20، 35 و 47 ساله، تناوب ها بارز و شاخص در دریاچه هستند. نتایج حاصل از پیش بینی نشان دهنده ی ادامه روند نزولی تراز دریاچه ارومیه است. به طوریکه تراز سطح آب دریاچه ارومیه از 1272 متر در سال 1388 تا 1270 متر در سال 1395 افت خواهد کرد. نتایج این تحقیق بر لزوم اتخاذ تصمیمات اساسی جهت حفظ دریاچه ارومیه تاکید دارد.
    کلیدواژگان: مدل سری های زمانی، دریاچه ارومیه، سری فوریه، روند، پیش بینی
  • حسین بیات*، شیما صاحبی صفحات 297-305
    ویژگی های گرمایی خاک در حوزه های مختلف کشاورزی، مهندسی و علوم خاک اهمیت بالایی دارند. با این وجود اندازه گیری مستقیم این ویژگی ها امری دشوار، هزینه بر و وقت گیر می باشد. از این رو در این پژوهش سعی شد هدایت گرمایی به عنوان یکی از مهم ترین ویژگی های گرمایی خاک با استفاده از توابع انتقالی برآورد گردد. لذا هدایت گرمایی با استفاده از 156 داده مربوط به دشت بزرگ جنوبی آمریکا در 12 مرحله، با استفاده از روش رگرسیونی برآورد شد. به طوری که در مرحله اول فقط از اجزای بافت خاک و در مراحل بعدی از سایر خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک به عنوان متغیرهای ورودی برای برآورد هدایت گرمایی استفاده شد. دقیق ترین مدل ها برای تخمین هدایت گرمایی مدل های 2 با ورودی های رس، نسبت سیلت به شن و جرم مخصوص ظاهری با مقدار RMSE و R2 به ترتیب برابر 186/0 و 628/0 و 12 با ورودی های رطوبت اشباع و باقیمانده، ضرایب n و آلفا مدل ون گنوختن با مقدار RMSE و R2 به ترتیب برابر 235/0 و 319/0 در مرحله ارزیابی بودند. نتایج بدست آمده نشان داد هدایت گرمایی به طور موفقیت آمیزی با استفاده از خصوصیات هیدرولیکی و سایر خصوصیات فیزیکی قابل تخمین می باشد.
    کلیدواژگان: توابع انتقالی، خصوصیات هیدرولیکی، روش رگرسیونی، هدایت گرمایی
  • ام البنی محمدرضاپور *، امین امینی، فاطمه کاراندیش صفحات 307-313
    تبخیر- تعرق یکی از پارامترهایی اساسی در حوزه های مختلف کشاورزی و مدیریت منابع آبی بوده و پیش بینی آن در تعیین سیاست های آینده این بخش ها جزو ملزومات می باشد. لذا، در این پژوهش،با استفاده از روش برنامه ریزی ژنتیک، مدلی برای بررسی روند تغییرات میزان تبخیر-تعرق در استان سیستان و بلوچستان از روش برنامه ریزی ژنتیک تدوین گردید. بدین منظور، میزان تبخیر-تعرق مرجع در مقیاس ماهانه با استفاده از روش پنمن-مانتیث و بر اساس داده های هواشناسی در ایستگاه های زابل، ایرانشهر، چابهار و زاهدان محاسبه شده و در 16 الگوی زمانی تاخیری جداگانه مرتب شد. نتایج مدل سازی نشان دهنده این است که روش برنامه ریزی ژنتیک روش مناسبی برای مدل سازی تبخیر-تعرق می باشد. 80 درصد داده ها در بخش آموزش برای تدوین مدل ها و20 درصد در بخش آزمون برای صحت سنجی مدل ها و برآورد میزان دقت آنها مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس آماره های ضریب تبیین و جذر مربعات خطا، بهترین مدل ها برای ایستگاه های زاهدان، زابل، ایرانشهر و چابهار به ترتیب در الگوهای 13، 10، 12 و 13 بدست آمد. همچنین بهترین مدل برای ایستگاه زابل با خطای 03/1 میلی متردر روز و ضریب تبیین 96/0 بدست آمد.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی ژنتیک، تبخیر و تعرق، سیستان و بلوچستان، مدل سازی
  • ابراهیم کریمی سنگچینی*، مجید اونق صفحات 315-319
    در این تحقیق کارایی روش های آماری چندمتغیره گام به گام و آماری چندمتغیره لجیستیک در پهنه بندی خطر فرسایش خندقی در میان حوضه ناغان به منظور تعیین مدل برتر جهت مدیریت خطر مورد مقایسه قرار گرفتند. از طریق انجام بازدید میدانی در کل حوضه و استفاده از اطلاعات محلی، و دستگاه GPS، فهرست برداری و نقشه پراکنش خندق ها تهیه گردید. با مرور منابع قبلی و بررسی میان حوضه آبخیز ناغان 15 عامل ارتفاع، شیب، جهت، سنگ شناسی، دما، فاصله از جاده، کاربری اراضی، میزان بارش و خاک شناسی شامل بافت خاک، عمق خاک، کربن آلی، EC، pH، آهک Caco3، گروه هیدرولوژیکی، به عنوان عوامل موثر بر فرسایش خندقی انتخاب و نقشه خطر نسبی فرسایش خندقی براساس2 روش تهیه گردید. برای ارزیابی صحت مدل ها از شاخص های ROC و Qs استفاده گردید. مدل آماری رگرسیون چندمتغیره گام به گام با ROC برابر 876/0 به عنوان مدل مناسب تر برای حوضه انتخاب گردید. نتایج نشان داد که در حدود 31 درصد از مساحت حوضه در کلاس های خطر زیاد و خیلی زیاد واقع شدند.
    کلیدواژگان: خطر فرسایش خندقی، مدل های آماری، ROC و Qs، میان حوضه آبخیز ناغان
|
  • Samaneh Poormohammadi Pages 1-21
    Reduction of surface and ground water resources in country¡ have been caused environmental and ecological hazardsin catchments.Inadequate of water resources affected not only agriculture and natural resources but also society and economic of thecatchments. In such a condition appropriate of water resources management is important and asactual evapotranspiration is the main way ofwasting water in catchments, there for this research¡has focused on evaluation and estimation of actual evapotranspiration in Tuyserkan catchment was investigated.Therefore was used 27 MODIS images¡ 3 LANDSAT images and remote sensing technique was employed to estimated actual evapotranspiration in Tuyserkan catchment. Actual evapotranspiration maps yielded by mountain SEBAL algorithm was comparednational water requirement document. Finally mapsproduced by Modis images wasdownscaled and control using Ladnsat images. Result showed thatmountain SEBALalgorithmis able to estimate actual evapotranspiration with accuracy of 82%.
    Keywords: Mountain SEBAL, Actual evapotranspiration, Downscaling, Remote sensing, Tuyserkancatchment
  • Javad Bazrafshan Pages 23-44
    Today, drought indices as the appropriate tools for management actions and exposure to drought, has been widely used around the world. Application of some indicators, particularly the physical-based indicators such as Palmer drought severity index (PDSI) in a new area may need to be calibrated first. The aim of this study is to calibrate Palmer Drought Severity Index (PDSI) under the climatic conditions of arid and semiarid regions of West and South West of Iran and to compare that with the original version of the Palmer Index. Required input data are values of the monthly mean temperature and monthly total precipitation from nine synoptic stations in West and South-West of Iran were collected for the period 1966-2005. The results showed although does not have much difference between the main coefficients of calibrated Palmer index and the original version of that, but due to the large difference between the monthly weighting factors between the calibrated version of the main series of calibrated version and initial, there are significant differences. In addition, it was found that the equations of severity - duration of drought phenomena and frequency of different classes of drought and non-drought, there are significant difference between the initial version and calibrated versions in the selected stations.
    Keywords: Palmer Drought Severity Index (PDSI), Calibration, Arid, semi, Arid Climate, Drought characteristics
  • Farshad Ahmadi Pages 45-61
    In this study, the relationship between temporal variation of hydrological parameters and climate change was investigated using stationary and trend analysis. For this purpose, the precipitation and temperature (maximum, minimum and average) data of Shahrekord synoptic station and hydrometric data of Armand watershed in the period of 1971-2011 were used. Results showed that the minimum temperature of May, August, June and spring season had a significant decreasing trend. Also, a significant increasing trend was observed in the maximum temperature of September, March and autumn season time series. The average temperature of March has significant increasing trend. In the case of precipitation, the March and winter season experienced a decreasing significant trend. The stream flow time series of Armand River showed a strong decreasing trend and experienced a decline equal to 51.57 (m3/s)in the three past decades. In the hydrological point of view, the main reason is the increasing trend in maximum temperature of the autumn season and reduction of precipitation in winter season (the season with maximum precipitation). In order to evaluate the effect of trend on the stream flow of Armand River that is a reason of existence of climate change in this watershed, three stationary tests including ADF, DFGLS and KPSS were used. The stream flow time series were tested in Normal and standard forms. The results confirmed stationary in stream flow of Armand River at a 95% confidence level that indicating existence of variations in average and variance of stream flow time series.
    Keywords: Stationary tests, Trend test, Armand River, Climate change
  • Sajad Mirzaei Pages 63-80
    In the present study, seven temporal rainfall distribution patterns (i.e. SCS, WMO, Huff 1st, Huff 2nd, Huff 3rd, Huff 4th, and regional) were evaluated in order to simulate maximum flood flow using SCS, CLARK, and SNYDER, runoff rainfall models in Atashgah basin of Ardebil Province. The aim of this study is simulation of flood hydrograph using watershed modeling system and selection suitable rainfall pattern of study area. Daily maximum rainfall map was obtained by Kriging and Cokriging interpolation models using circular, globular, exponential, gaussian, and normal fitting models as well as reversed Weighted distance, function-radius-axis, general estimator, and local estimator methods. Universal cokriging model with normal method was selected as the best model. Temporal 6-h rainfall distribution pattern was obtained from 7 rainfall events with durations of 4.5-6.5 hours. The average of curve number was calculated to be 76.5 for the study area. the results obtained from the present study showed that Huff 4th rainfall pattern with the maximum rainfall in the 4th quarter simulat the highest flow. The simulated flow with different patterns indicated that in SCS model, WMO rainfall and in SNYDER and CLARK models, Huff 2nd pattern had the most realistic results compared to observed flow. SCS rainfall-runoff model using WMO rainfall pattern with minimum RE and RMSE equal to 7% and 1.57 m3/s respectively was selected as the best model for Atashgah basin.
    Keywords: Watershed modeling system, geostatistics, SCS, Rainfall Distribation
  • Behrooz Pourmohamadali*, Hossein Khademi Pages 81-98
    Soil physico-chemical properties and management practices are important to balance different forms of potassium. This study was carried out to compare different land use effects on spatial variability of available and total potassium and to investigate the relationships between available and total potassium with soil characteristics in selected soils of Mazandaran province. A total of 258 composite surface soil samples (0-10 cm) were taken from an area of about 5500 km2 using a systematic sampling scheme. Also 5 profiles located in different land uses were studied. The amounts of available and total potassium in each soil sample were determined. Some soil properties including pH, calcium carbonate equivalent, organic matter, cation exchange capacity and particle size distribution were also measured. The results showed that surface and profile distribution of available potassium is controlled by factors affecting the potassium availability and subsequently, management and land use. Total potassium is affected by inherent factors such as parent materials. The concentration of available potassium was higher in pasture soil samples with high potassium-bearing primary minerals, organic matter and cation exchange capacity. Indicator kriging was used to estimate the potassium deficient areas. Probability map showed that soil available potassium is below the critical limit for rice cropping in an area of about 700 km2, with a probability of more than 60 percent. The low values of available potassium can be attributed to long term intensive rice cropping without K-fertilization.
    Keywords: Available potassium, Land use, profile distribution, spatial distribution, Total potassium
  • Taher Rajaee*, Hadi Ebrahimi Pages 99-115
    Aquifer systems are often characterized by non-stationary and nonlinear features. Modelling of these systems and forecasting their future conditions requires identification of these fundamental features. Recently, wavelet analysis have been used widely in hydrological time series forecasting owing to its ability to decode aforementioned features. In this paper, a hybrid model based on coupling wavelet and artificial neural networks (WANN) that use sum of sub-series method, is tested for its ability to yield forecasts of groundwater level. The model results are compared with the results from artificial neural networks (ANN) and multi linear regression (MLR) models. The variables used to develop the models were monthly groundwater level at two piezometers and monthly total precipitation data recorded for 20 years in the Qom plain, Iran. Twelve-month-ahead prediction with the WANN model show that the error of this model is 30 and 23 percent less than ANN model and 37 and 51 percent less than MLR model for piezometers 1 and 2 respectively. The results show that precipitation has no significant effect on groundwater level variations of the two study piezometers; Although for the detail sub-series, use of precipitation improved the results.
    Keywords: wavelet neural network, water table, multi linear regression, Qom plain
  • M. Jovzi, H. Zare Abyaneh* Pages 117-133
    Background And Objectives
    Considering limited water resources in arid and semi-arid climate of Iran, deficit irrigation is one of the strategies for efficient use of water, increasing water productivity and water use efficiency in agricultural district. Regulated Deficit Irrigation (RDI) and Partial Root Drying (PRD) are among deficit irrigation methods aiming to limit using of irrigation water. PRD is a new approach for irrigation management due to increasing water use efficiency and non-significant decreasing yield. The objective of this study was to investigate the effect of different levels of irrigation water and nitrogen fertilizer on water productivity and water use efficiency of Sugar beet.
    Materials And Methods
    This research was conducted in the agricultural land of Karafs plain on Hamadan province, at latitude 35° 18̍ N, longitude 49° 20̍ E and altitude 1915 m above sea level. This study was conducted in a split block with a randomized complete block design. In the main blocks Irrigation levels included: Conventional irrigation (CI), three levels of partial root drying: 85 (PRD85), 75 (PRD75) and 65 percent (PRD65) and regulated deficit irrigation at three levels: 85 (RDI85), 75 (RDI75) and 65 percent of the crop water requirement (RD 65). Also, in the sub blocks two fertilizer levels were applied: 100 (f100) and 75 percent of fertilizer requirement (f75).
    Results
    The results showed that the impact of irrigation treatments on water productivity and water use efficiency of all studied traits were significant at one percent level (P
    Conclusion
    The results showed that water productivity and water use efficiency indexes of root and sugar yield of PRD85 irrigation treatment was more than other irrigation treatments. Due to the non- significant differences between the PRD85 with CI treatment in terms of root and sugar yield and also saving 15 percent of water irrigation in PRD85 treatment, under such study conditions, applying PRD85 treatment is recommended. Also, f100 fertilizer treatment was root yield, sugar yield, water productivity and water use efficiency indexes of biomass, root and sugar yield more than f75 treatment. Therefore, PRD85 and f100 were selected as the best treatments.
    Keywords: Biomass, Partial root drying, Regulated deficit irrigation, Root yield, Sugar percentage
  • Samin Jabbari Gharabgh, Hosein Rezaei* Pages 135-151
    The study of the behavior of river flow is the basic demand in water resources planning. The importance of identifying the river flow process at different temporal scales, by using chaos theory is to predict the river flow and select the proper model framework. River flow has dynamic and nonlinear nature. In dynamical systems, phase space is the space which includes all the possible conditions that are need to describe a system. Because of inaccessibility of exact mathematical equations of system, it is difficult to achieve the phase space. And all the available information is a scalar time series. Therefore, embedding method is used for reconstruction of phase space. In this study the daily, weekly and monthly measured discharges of Nazloochay river from 1990 to 2011 were used for reconstruction of phase space. Time delay was calculated by AMI method and it is 39 for daily, 18 for weekly and 9 for monthly scale. Embedding dimension as a minimum dimension for reconstruction of phase space for description of dynamical system was calculated by using FNN method for daily, weekly and monthly scale and that is 26, 8 and 4 respectively. Chaotic behavior of river flow for daily, weekly and monthly scale was evaluated by using correlation dimension and Hurst exponent methods. Correlation dimension is 2.8 for daily, 3.62 for weekly and 5.52 for monthly scale. Hurst exponent for daily, weekly and monthly scale is obtained 0.84, 0.77 and 0.76 respectively. The results imply that Nazluchay's river flow is chaotic.
    Keywords: chaos theory, embedding dimension, correlation dimension, Hurst exponent
  • Samira Hosseinpour*, Amirahmad Dehghani, Abdolreza Zahiri, Mojtaba Shoriyan, Mehdi Meftah Halghi Pages 153-169
    Background And Objectives
    Increasing need for water is the result of population growth and urban development, which demands a comprehensive programming for sufficient amount and appropriate quality of water. Modeling is one of the necessary elements of management and planning for water resources and use. Integrated mathematical quality-quantity water models are suitable tool to analysis various water resources management options. MODSIM is a decision support system for the analysis programming of long-term, mid-term and short-term functions that is used in the basin, inter-basin, drinking water and etc The most important urban drinking water supply problems in Gorgan are lack of exploitation of surface and groundwater sources for drinking, groundwater restrictions to supply drinking water of Gorgan, severe drop in groundwater table, increasing trend of drinking water demand, ample water exploitation in agriculture sector in downstream and its effect on declining drinking water and improper recharge aquifers consequently causing disqualification in aquifers and salinity in wells. Offer appropriate solutions is essential for the next horizon, comprehensive study of the sources and the percentage of losses incurred on the desired horizon. The aim of this research is to analysis water resources management of drinking water of Gorgan assessing different managerial scenarios.
    Material and
    Methods
    In this study drinking water of Gorgan city was evaluated in short-term, mid-term and long-term periods by means of MODSIM model and the city's zoning to provide allowable pressure and prevent the leakage in the network. Model calibration was done for 2012 and 2013 on a daily scale and eventually the model was assessed on the basis of criteria’s such as reliability and vulnerability. Hence by using various scenarios the future management of drinking water was evaluated.
    Results
    According to results, in all scenarios the 1st pressure zone (the most northern part of Gorgan) and 8-10 zones (the most southern part of Gorgan) have high reliability and low vulnerability indexes. In addition if the water supply conditions remain same as current (the reference scenario) in 2021 with a population increase of 7.2 percent compared to 2012, the reliability index and vulnerability index would be 7.2 percent and 50000 cubic meters per day.
    Conclusion
    Using MODSIM model has been really successful in simulation and management of drinking water resources hence using this model and linking it to other software’s such as those ones related to groundwater and water quality is suggested. According to the result of model and scenarios, it is possible to inspect future water condition and recommend managerial strategies.
    Keywords: Drinking water management, Reliability index, Vulnerability index, MODSIM, Gorgan city
  • Mojtaba Mohammadi Pages 171-185
    Background And Objectives
    Land-use and land-cover are considered as determining factors in studies of water resources, erosion, and sediment yield watershed (32). Computerized simulation of land-use change effects on the watershed processes have been studied in the last decade (2,13,16,24,25). Modeling the effects of land-use change on flood has been numerously investigated in the last decades (2). Bahremand (2006) has conducted a research on the effect of afforestation on the flood hydrograph features in one of the watersheds in Slovakia. The results revealed that 51 percent increase in jungles led to 12 percent reduction of Debi peak and also causes nine-hour increase up to the hydrograph peak using WetSpa distribution model (2). Banasik and Fam (2010) have investigated the effects of land-use change on flood hydrograph in a watershed in Netherlands using Curve Number method and Nash model. The results indicated that land-use change in 2007-2009 increased Debi peak from 1.1 cubic meters to 8.92 cubic meters (3). Therefore, regarding the significance and the role of land-use change and also considering the fact that flood hydrograph is the hydrological respond of the watershed to land-use change, in this study, land-use change effects have been studied on flood hydrograph in Jafarabad watershed in Golestan province using GFHM (21) distribution model.
    Materials And Methods
    In this study, land-use change effects have been studied on flood hydrograph in Ja’farabad watershed using GFHM (21) distribution model. GFHM (21) model is a hydrological temporal and place distribution model. DEM maps, land-use, soil type, and also precipitation data of the watershed are the main data required by this model. In order to calculate surplus precipitation amount, this model applies Kinematic- wave method using curve number method of Natural resources reservation organization (NRCS) and the kinematic-wave method for routing. Based on the conditions of the watershed, four management scenarios were developed with an approach of the effects of destruction and land-use reclamation on flood hydrograph.
    Results
    The results indicated that 4.2 percent jungle growth (scenario 4), reduces flood Debi peak to 0.55 percent and decreases the flood volume to 2.6 percent. Changing 3.9 percent jungle lands to arid lands (scenario 2) increases flood Debi peak to 0.85 percent and also adds 1.83 percent to flood volume. Also changing 17.8 percent semi-dense lands to water-fed lands (scenario1) can raise flood Debi peak to 7.8 percent and increase flood volume to6.08 percent. The results also depicted that land-use change affects cloudbursts with low Debi, and has more effects on peak Debi and flood volume.
    Conclusion
    The results revealed that flood Debi and volume can be reduced through non-structural land management in order to lower and manage the floods. Hence, land-use reform plan of watersheds with a jungle reclamation pattern and also changing agricultural land-use into agro-forestry lands especially olive orchards (most similar areas are conducted in Golestan Province) significantly increase early casualties and land capture.
    Keywords: Land, use change, GFHM, Flood Hydrograph, Hydrological Modeling
  • Mehdi Meftahhalaghi, Khalil Ghorbani, Mehrnaz Bazrafshan* Pages 187-202
    Background And Objectives
    Climate which is defined as the average weather, has been changed in recent years due to increased greenhouse gasses emission and imbalance of radiation in atmosphere.Climate change is one of the major challenges with affect different aspects of human life on the earth.For recognition of climates a set of rules are employed which are called climatic classification.For performing classification the observed at-stationdata should be interpolated using different methods.Golestan province located in northeast of Iran with diverse climates is chosen for current study. As it is animportantagricultural production region, its climatic classification is ofmainconcern. The aim of this study is to investigate the effects of climate change on climatic zones .
    Materials And Method
    The study area is located in southeastern part of Caspian Sea, between 36˚ 24' to 38˚ N and 53˚ 51' to 56˚ 14' E. The required data of temperature and rainfall for baseline period 1982-2011 were generated using LARS-WG model these generated data along with historical observed dataset were used for calculation of DeMartone classification index. Besides, the index was workedout using the data for baseline and outputs of HADCM3 climate model for three future periods of 2011-2030, 2046-2065 and 2080-2100 under three emission scenario of A2, A1B and B1. The rainfall and temperature data were interpolated using Kriging and Geographically Weighted Regression methods, respectively. The climatic zones were compared based on their coverage percentage in province.
    Results And Discussion
    The outputs of LARS weather generator indicated the increase of mean air temperature in Golestan province for about 4.3°C by 2100. Among different emission scenarios, the A2 scenario at the period of 2070 to 2100 shows the maximum increase in temperature . The average monthly rainfall showed decreasing trend in some months and increasing trend in some others but in general, the total annual rainfall will increase. The evaluation of different interpolation methods revealed that the Kriging method is performing more accurately than IDW and Spline methods atinterpolation of rainfall data.
    Conclusion
    The outputs of LARS weather generator showed an increasing trend in both temperature and rainfall, but the increase would be more significant in case of temperature which in turn, would shift the climatic zones of province. In overall, the province would experience more arid conditions in future periods as a result of climate change. In this manner, the A2 scenario projects morearid conditions for Golestan provinceby the end of this century.
    Keywords: Climatic zoning, de, Martone index, Interpolation, LARS
  • Ahmad Ahmadi Nik* Pages 203-217
    Desalination by solar radiation is one of the efficient ways to filter sea water and regarding the renewable solar radiation energy application as a way to provide sweet water is regarded in line with sustainable development and adaptable to environment. Condensation irrigation system is a developed modern idea which takes into consideration environmental issues together with application of sea water. This system is being used for providing drinking water and plantation. The major part of this system that is responsible for providing sweet water is solar still. Solar stills utilize solar radiation for sea water desalination. In the present research, the effect of atmospheric factors and solar still base surface parameter on the evaporation potentiality in solar stills has been investigated in a one-year statistic period that purpose of this study, is trying to determine and recommend using stills with high evaporation potential. Results of this study indicate high dependency degree of stills evaporation potential to atmospheric factors that the intensity dependency of this parameter is including: positive relationship of ambient air temperature (R=0.95), the positive relationship of the number of sunshine hours per day (R=0.73) and negatively relationship relative humidity (R=-0.72). These observations also showed that by reducing the solar stills surface, evaporation potentiality in solar stills will increase and Investigate the effect of solar still base surface by ANOVA results indicated significant differences at the one percent level between evaporation from Solar Stills.
    Keywords: Relative Humidity, Solar Stills Base Surface, Sunny Hours, Temperature, Condensation Irrigation System
  • Shahrzad Khoramnejadian* Pages 219-231
    Background And Objectives
    One of the most important environmental pollutants is petroleum compounds that contaminate aquatic ecosystems. Petroleum pollutants affect the aquatic and terrestrial ecosystems and caused the adverse change in them. Petroleum pollutants contain heavy metals and hazard compounds and will have harmful effects on the ecosystems and organisms. Aromatic polycyclic hydrocarbons (PAHs) from the oil derivatives, which are generally caused by human activity and high stability, and have multiple side effects (carcinogenic and mutagenic). Anthracene, a combination of tricycles aromatic hydrocarbon and exist in contaminated areas. Anthracene is one among the 100 most toxic aromatic compounds and therefore reducing of Anthracene is important. Some of environmental bacteria are used from PAHs as a source of carbon and energy and convert it to the other compounds and final products of degradation are carbon dioxide and water. Anthracene due to low solubility in water less direct effect of land and microbial degradation of the biotic and abiotic conditions must be optimized for analysis to microbial degradation have the greatest efficiency. Bacillus is belonging to spore forming bacteria and able to grow in improper environmental conditions and different species of Bacillus are extensively used in biotechnology research, including the production of biological products and reduce environmental pollutants. In other hand, bacillus species are capable to grow in simple environments with minimal nutrient and therefore to reduce environmental pollutants.
    Materials And Methods
    Sampling was done from river estuary sediment and had cultured in Minimal Salt Medium (MSM). Bacillus Spp. was one of the isolated bacteria from river sediment that identified by molecular technique. In next step, influence of pH, temperature and concentration of anthracene were surveyed on anthracene biodegradation by Bacillus spp during zero, 24 and 48 hours.
    Results
    The results showed that the optimized condition for biodegradation included pH= 7.5, 35◦C and 150 ppm of anthracene. Bacterial degradation of anthracene was increased with prolong of incubation time. Efficiency of bacillus sp for decomposition of anthracene was 42% during 48 hours.
    Conclusion
    As regards to high potential of bacillus and also its survival in improper condition (spore – forming bacterium) can be used as biological tools for degradation of anthracene in oil contaminated regions. This method is an eco friendly way for removal of petroleum based pollutants and used the biological factors so it doesn’t have a negative effect on the environment. This method is recommended to remediation of petroleum polluted environment.
    Keywords: Anthracene, Babolrood River, PAHs, Bacillus spp
  • Narges Javidan*, Abdolreza Bahremand Pages 233-246
    There are many ways for flow hydrograph separation. .Base flow as a component of river flow, which reacts to precipitation, includes interflow and ground water flow. The spatially distributed hydrological WetSpa model calculates discharges and hydrograph at any point of the basin and gives 3 components of flow separately i.e. surface runoff, interflow and groundwater. In this study, the WetSpa model has been applied for flow simulation and hydrograph separation in the Ziarat river basin. In order to apply the model, hourly hydrometeorological data for a period of four years (2007-2010) including rainfall, evapotranspiration, temperature and discharge are used as inputs. Additionally, three main maps of the digital elevation model, soil map (texture), and landuse are also applied and converted to digital formats. The result of the simulation shows a good agreement between the simulated hydrograph and the observed one. The water balance components for the entire simulation period is given as well as for a flood event. In this mountainous forested watershed, the basflow forms the major part of the flow. As for the studied flood, it has formed 97% of the flood volume. . Forest and vegetation affect each of these components differently.
    Keywords: distributed hydrological WetSpa model, separation of flow components, base flow, interflow, surface runoff
  • Reza Garmei* Pages 247-260
    Due to the time consuming manual calibration data, especially in low and high parameters automatic calibration methods based on the use of systematic search methods in multi-dimensional space using an objective function is very useful. In this study, the simulation model HEC-HMS and collective intelligence algorithms, PSO as an optimization model act. The integrated model proposed dam basin has been studied Kardh. Model calibration was performed using the objective function NASH and RMSE resulting parameters were used to those achieve. To evaluate the ability of the PSO algorithm to achieve the optimal solution, a single calibration approach results occurred with semi-automatic calibration results based on Nelder & Mead search algorithm in HEC-HMS PBIAS and RMSE were compared by functions that PSO algorithm represents the connection to a hydrological model. The results show that both the objective function values obtained in the semi-automatic model is considerably higher than the model introduced. Also simulated hydrographs obtained from PSO-HMS model is much better. Finally, those parameters were determined from single approach occurred in the event verification. The results showed that the method according to the solution of the calibration problem of Ghyrmnfrd an inverse problem can be effective in limiting the number of candidate solutions.
    Keywords: Automatic Calibration, HEC, HMS model, PSO optimization algorithm, Kardeh Watershed
  • Maryam Alizadeh, Peyman Afrasiab* Pages 261-274
    Limitation of suitable water resources is a major problem of agriculture in Iran. Increase in irrigation interval caused cracks in the intermittent irrigation in paddy fields. To evaluate the effect of shallow water table on humidity conditions and physical properties of paddy soils, soil texture factors at three regions (Moasese (Rasht), Shanderman and Astaneh) and a factor shallow water table at three levels (zero, 7.5 and 15cm) and in three replicates as the factorial based on complete randomized blocks design in Rice Research Institute. The amount of moisture, crack width, soil’s resistance to penetrometer, soil column height, yield and yield components of rice were measured Results showed that the effect of shallow water table levels on soil column height, cracks width, moisture content and resistance to pentrometer penetration has been significant at one percent statistical level. All three soil texture, moisture content in the water table level 15 cm below field capacity moisture content. Resistance to pentrometer penetration at water table 15 cm for the Moasese and Shanderman, respectively reached to 52.29 and 11.44 kPa. The maximum width of the crack in the water table 15cm is between 1.2- 1.5 cm. At water table 7.5cm only been seen capillary crack. Also effect of water table on yield and yield components of rice was not significant. Can be expressed in the shallow water table management in the scale of pot can be effective in preventing leaks and cracks.
    Keywords: Shallow water table, Paddy soil, Crack width, Resistance to pentrometer penetration
  • Patviz Fathi*, Chonoor Abdi Pages 275-286
    Drip irrigation is one of the efficient method, that, in recent years, it is widely used in Iran agriculture. But the use of low quality waters caused problems in this system. Physical clogging of emitters is the most important of these problems. Emitters clogging reduce Irrigation efficiency and drip irrigation system lifetime. Entry of Suspended and physical particles into the emitter is the most important factor of emitters clogging and reducing the discharge rate of there. On the other hand, various factors such as water temperature affect the discharge rate and clogging of emitters. The objective of this study was to investigate the effect of temperature on the anti-clogging performance of the long path emitters. For this purpose by constructing an Experimental physical model and the use of sand grain with different sizes and concentrations, the anti-clogging performance of seamed and seamless irrigation tapes and Emitting pipe was studied at temperatures of 13, 23, 33, and 43 °C. The results show that raising the temperature has a positive effect on reducing of the clogging emitters. The results also showed that the Emitting pipe and seamed irrigation tape have the minimum and maximum clogging rate , respectively. Also, the uniformity coefficient of emitting pipe and seamless irrigation tape was greater than 90 percent in all circumstances. . Statistical analysis showed that the effect of temperature on the clogging rate of emitters is significant at one percent level.
    Keywords: physical Clogging, drip irrigation Tape, Temperature, Emitting pipe
  • Javad Behmanesh* Pages 287-296
    Modeling and predicting Urmia Lake level have the importance in investigating facilities and related structures risk, lake water storage changes, costal constructions and environmental impacts. The main object of the present research is to model and predict Urmia Lake level using time series model. In the present research, Urmia lake level data from 1964 to 2006 were used and the prediction carried out to 2016. In order to model, time series different components such as trend, periodicity and stochastic component of lake level were separated and then these components were modeled. The results showed that the used model had a high ability to model Urmia Lake water level. Monthly periods and 3, 4, 20, 35 and 47 years periods are considerable periods and considering these periods, Urmia Lake water level is modeled. Because by removing these periods, obtained series do not have periodicity property. The results showed that Urmia Lake water level decrease from 1270 (m) in 2009 until 1270 (m) in 2016. The results of the present research emphasize to select the basic decisions for protecting Urmia Lake.
    Keywords: Fourier series, Predicting, Time Series Model, Trend, Urmia Lake
  • Hossein Bayat*, Shima Sahebi Pages 297-305
    Thermal properties of soils are very important in different areas of agriculture, engineering and soil science. Nevertheless their direct measurements are difficult, costly and time-consuming. Thus, in this study thermal conductivity of the soil was estimated using pedotransfer functions. In this regard, 156 data of Great Plains of South America were used to create pedotransfer functions in 12 steps by regression method for the estimation of thermal conductivity. At the first step, only the soil texture fractions were used as input variables. Later in other steps hydraulic and other physical properties were applied to estimate thermal conductivity. The model 2 using clay, silt/sand and bulk density as inputs and model 12 using the residual and saturated moisture contents, n and alpha parameters of van Genuchten model as inputs were the most accurate models. The model 2 showed RMSE and R2 values of 0.186 and 0.628, respectively, and the model 12 showed RMSE and R2 values of 0.235 and 0.319, respectively, in the evaluation step. The results showed that thermal conductivity was satisfactorily estimated using hydraulic and other physical properties as predictors.
    Keywords: Hydraulic properties, Pedotransfer functions, Regression, Thermal conductivity
  • Omolbani Mohammad Reza Pour* Pages 307-313
    Evapotranspiration is one of the parameters that have special importance in various areas of agriculture and water resources management also for definition of future policies estimating of it, is required. In this study for studying evapotranspiration behaviors, Genetic programming is applied. Four synoptic stations in Zahedan, Zabol, Iranshahr and Chabahar for determining structure of models is used. Inputs are the time series of evapotranspiration that calculated from penman- mantis and regulated in 16 individually dilatory patterns. Reason of this research is to determine mathematical models for estimating evapotranspiration and studying assessment of Genetic programming at estimating evapotranspiration. 80% of data are used in train section to develop models and 20% are used for testing and validating models and calculating the accuracy of them. Results showed that Genetic programming is suitable approach for modeling evapotranspiration. Also the best model with 1.03 RMSE and 0.96 R2 in test section is obtained to Zabol station.
    Keywords: evapotranspiration, Genetic programming, modeling, Sistan va baluchestan
  • Ebrahim Karimi Sangchini*, Karimi Sangchini Pages 315-319
    In this paper, compared applicability stepwise and logistic multivariate regression, two hazard statistical analysis methods in order to determine suitable model for gully erosion hazard management of Naghan inter basin. First, Gullies was mapped through field observation, using native and agency watershed management information’s and using GPS set. Through reviewing literature and studying conditions of Naghan inter basin, 15 factors elevation, slope, aspect, lithology, temperature, distance from road, land use, precipitation amount and soil forming factor include soil texture, soil depth, organic carbon, Caco3, EC, pH and hydrological group were chosen as effective factors on gully erosion and relative hazard map was prepared via 2 models. Qs and ROC indexes was used for evaluation of models accuracy. Stepwise multivariate regression model is selected as suitable model for Naghan inter basin with ROC equal to 0.876. Results show that about 31% of the watershed area was located in high and very high hazard classes.
    Keywords: Gully erosion hazard, statistical models, Qs, ROC indexes, Naghan inter basin