فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال بیست و دوم شماره 6 (بهمن و اسفند 1394)

نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال بیست و دوم شماره 6 (بهمن و اسفند 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/12/12
  • تعداد عناوین: 21
|
  • مهدی رحمتی*، محمدرضا نیشابوری، مجید محمدی اسکویی، احمد فاخری فرد، عباس احمدی، سید بهمن موسوی صفحات 1-20
    تحقیق حاضر در حوضه آبخیز لیقوان واقع در استان آذربایجان شرقی به منظور بهینه سازی پارامترهای معادلات مختلف نفوذ و ارزیابی دقت آنها در برآورد نفوذ تجمعی انجام شد. از مدل های نفوذ استفاده شده در این تحقیق می توان به مدل گرین و امپ، کوستیاکف و کوستیاکف اصلاح شده، فیلیپ، هورتون و کوتیلیک و کرجا اشاره کرد. به منظور انجام این تحقیق، نمونه برداری های خاک و اندازه گیری های مزرعه ای در اواخر بهار سال 1391 صورت گرفت. در همین راستا، نفوذ تجمعی خاک در 135 مکان از منطقه مورد مطالعه به وسیله نفوذسنج دیسکی اندازه گیری شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که به ترتیب مدل های کوتیلیک و کرجا، کوستیاکف، کوستیاکف اصلاح شده، هورتون، گرین و امپ و فیلیپ با مقادیر خطای برازش برابر با 4، 8، 10، 13، 36 و 37 درصد با بالاترین دقت به داده های اندازه گیری شده نفوذ برازش پیدا کردند. نتایج فوق نشان داد که مدل کوستیاکف و کوستیاکف اصلاح شده مناسب برای کاربردهای آتی می باشند.
    کلیدواژگان: حوضه آبخیز لیقوان، مدل فیلیپ، مدل گرین و امپ، نفوذ سنج دیسکی، نفوذ پذیری خاک
  • علی افشاری*، حسین خادمی، سعید حجتی صفحات 21-40
    مطالعه حاضر با هدف تعیین غلظت زمینه ای فلزات سنگین و آلودگی حاصل از آنها با استفاده از شاخص های آلودگی در منطقه ای به وسعت 2000 کیلومتر مربع در اراضی مرکزی استان زنجان انجام گرفت. نمونه برداری خاک سطحی بر اساس روش شبکه بندی و کاملا تصادفی (241 نمونه از عمق 0 تا 10 سانتی متر) انجام پذیرفت. برای تعیین مقدار زمینه ای فلزات، از میانگین هندسی نمونه خاک های مناطق طبیعی و بکر استفاده گردید (53=N) و مقدار آن برای آهن، منگنز، کبالت، کروم، نیکل، مس، روی، سرب و کادمیم به ترتیب16509،4/628، 2/24، 0/20، 7/40، 0/27، 8/91، 8/57 و 25/0 میلی گرم برکیلوگرم بدست آمد. میانگین فاکتور غنی شدگی برای کادمیم، روی، سرب، مس، نیکل، کروم، کبالت و منگنز به ترتیب 20/4، 16/2، 69/1، 64/1، 19/1، 17/1، 04/1 و 02/1 محاسبه گردید که بالاترین مقادیر آن برای کادمیم، روی، سرب و مس به ترتیب با میانگین 07/12، 26/5، 82/4 و 47/3 در کاربری شهری اتفاق افتاده است. شاخص زمین-انباشتگی برای عناصر مختلف در تمام نمونه ها مقادیر منفی بدست آمد. البته در کاربری شهری شاخص زمین انباشتگی سرب، روی، کادمیم و مس بیشتر از صفر بود. بالاترین شاخص آلودگی مربوط به کادمیم و روی در کاربری های اراضی کشاورزی، مرتع و شهری به ترتیب 01/3 و 83/1، 33/3 و 60/1 و 86/9 و 35/4 بود. همچنین کمترین مقدار شاخص آلودگی در تمام کاربری ها برای آهن، منگنز، کبالت و کروم مشاهده شد. میانگین پتانسیل خطر زیست محیطی در کاربری کشاورزی 09/114، مرتع 08/122 و شهری 62/339 می باشد که با توجه به آن، کاربری شهری پتانسیل خطر زیست-محیطی بالایی برای ساکنان دارد.
    کلیدواژگان: کاربری اراضی، فاکتور غنی شدگی، شاخص زمین انباشتگی، فاکتور آلودگی، پتانسیل خطر زیست محیطی
  • محمد نورالهی*، علی نقی ضیایی، علی اصغر بهشتی صفحات 41-59
    دریچه ها از جمله پرکابردترین سازه ها برای کنترل سطح آب و دبی جریان در کانال های روباز هستند. با این وجود دریچه-های کشویی لبه تیز، دارای ضریب فشردگی پایین و در نتیجه ظرفیت عبوری کمی می باشند. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی عملکرد هیدرولیکی دریچه تلفیقی هندسی از دریچه کشویی و دریچه طبلی پرداخته شده است. رابطه بی بعد دبی-اشل با استفاده از روش آنالیز ابعادی و تئوری خودمانایی ناقص ارائه شده است. این رابطه دبی جریان عبوری را به بار آبی بالادست دریچه، بازشدگی دریچه و قطر استوانه انتهایی دریچه ربط می دهد. از مزایای این رابطه می توان به عدم نیاز به تعیین ضریب دبی اشاره کرد. نتایج نشان داد که روابط پیشنهاد شده برای تخمین دبی، تطابق بالایی با داده های آزمایشگاهی دارند. به طوری که میانگین خطای نسبی تخمین دبی برای هر رابطه پیشنهادی در هر دریچه در حالت آزاد کمتر از 2 درصد و در حالت مستغرق کمتر از 5 درصد بدست آمد. در نتیجه از رابطه ارائه شده می توان برای طراحی اینگونه دریچه ها بهره برد.
    کلیدواژگان: تئوری خودمانایی ناقص، دریچه کشویی لبه تیز، ضریب فشردگی
  • بهاره سادات همراز، ابولفضل اکبرپور، محسن پوررضا بیلندی* صفحات 61-79
    سابقه و هدف
    مدل سازی آب های زیرزمینی اغلب با عدم قطعیت های بوجود آمده به دلیل آگاهی ناقص از سیستم زیرسطحی یا عدم قطعیت های نشات گرفته از تغییرپذیری های طبیعی در فرآیندهای سیستم مدل و شرایط میدانی، همراه است. بررسی عدم قطعیت در مدل سازی آب های زیرزمینی توسط محققین در سه منبع اصلی آن، یعنی عدم قطعیت پارامتری، عدم قطعیت مدل مفهومی و عدم قطعیت داده های مشاهده ای صورت پذیرفته است. تا کنون پژوهش های کمی در زمینه بررسی عدم قطعیت در مدل جریان آب های زیرزمینی در کشور انجام گرفته و مطالعات در این زمینه مختص به روش های آماری بوده است. با توجه به اهمیت منابع آبی در کشور و ضرورت بررسی عدم قطعیت به منظور دستیابی به نتایج قابل اعتماد در مدل سازی، در این تحقیق عدم قطعیت پارامترها در مدل جریان آب های زیرزمینی با استفاده از یک روش شبیه سازی مبتنی بر مونت کارلو، در منطقه ای خشک بررسی گردید.
    مواد و روش ها
    ابتدا مدل مفهومی سیستم آب های زیرزمینی دشت بیرجند واقع در خراسان جنوبی، با استفاده از اطلاعات و داده-هایی مانند توپوگرافی، داده های چاه های مشاهده ای و بهره برداری، تغذیه، ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان، ارتفاع سنگ کف تهیه گردید. سپس مدلMODFLOW کدنویسی شده درMatlab برای شبیه سازی جریان آب های زیرزمینی دشت، اجرا گردید. پس از واسنجی اولیه مدل در حالت ماندگار، به منظور بررسی عدم قطعیت پارامترهای مدل در حالت غیر ماندگار، دو سناریو تعریف گردید. تحلیل عدم قطعیت در سناریو اول، با در نظرگرفتن هدایت هیدرولیکی به عنوان یکی از مهمترین منابع اصلی عدم قطعیت صورت پذیرفت. بدین منظور با توجه به نتایج واسنجی اولیه این پارامتر، سطح آبخوان به 17 ناحیه همگن مطالعاتی تقسیم گردید و عدم قطعیت پارامتر هدایت هیدرولیکی در مدل MODFLOW توسط روش GLUE ارزیابی شد. در سناریو دوم با در نظرگرفتن جبهه-های ورودی به آبخوان، تاثیر پارامتر تغذیه به عنوان پارامتر دوم بر عدم قطعیت پارامتر هدایت هیدرولیکی و عدم قطعیت کل مدل، توسط روش GLUE برآورد گردید.
    یافته ها
    نمودارهای پسین پارامترهای هدایت هیدرولیکی در 17 منطقه همگن مطالعاتی آبخوان و تغذیه در 9 جبهه ورودی به آبخوان دشت و همچنین محدوده اطمینان 95 درصد عمق سطح ایستابی شبیه سازی شده به عنوان خروجی های اصلی این تحقیق بدست آمد. معیارهای ارزیابی برای کمی سازی میزان کارایی عدم قطعیت محاسبه گردید و با انجام تحلیل حساسیت جامع مدل، مناطق حساس آبخوان به تغییر پارامترهای هدایت هیدرولیکی و تغذیه تعیین گردید.
    نتیجه گیری
    قرارگرفتن حدود 86 درصد مشاهدات در محدوده های اطمینان 95 درصد، موکد کارایی موثر روش GLUE و همچنین تابع درست نمایی استفاده شده، میانگین مجذور مربعات خطای وزن دهی شده، در برآورد عدم قطعیت پارامتری در مدل شبیه سازی سطح آب زیرزمینی می باشد.
    کلیدواژگان: عدم قطعیت، جریان آب های زیرزمینی، دشت بیرجند، مدل MODFLOW، GLUE
  • رسول قبادیان*، زهرا صیدی تبار صفحات 81-98
    رودخانه ها به ندرت دارای مسیر مستقیم می باشد و همواره در یک الگوی سینوسی مسیر خود را طی می کنند. اتصال رودخانه فرعی به رودخانه اصلی در محل قوس، الگوی متعارف جریان در قوس رودخانه را کاملا به هم می ریزد. الگوی اخیر نه تنها تحت تاثیر نیرو های گریز از مرکز و گرادیان های طولی و عرضی فشار قرار دارد بلکه متاثر از مومنتم جریان کانال فرعی نیز می باشد. شناخت دقیق چنین پدیده ای نیار به مطالعات وسیعی دارد. از این رو در این تحقیق اثر موقعیت اتصال کانال فرعی با زاویه اتصال90 درجه به قوس با استفاده از نرم افزار SSIIM1 مطالعه شد و تاثیر سه موقعیت 45، 90و 135 درجه از ابتدای قوس، بر پروفیل قائم سرعت طولی جریان، تغییرات عمق آب در کانال اصلی، توزیع تنش برشی بستر و قدرت جریان ثانویه بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد در ساحل مجاور کانال فرعی افزایش موقعیت اتصال از 45 درجه به 135 درجه مقدار سرعت طولی حداکثر 56 درصد افزایش و در ساحل مقابل حداکثر 8 درصد کاهش می یابد. همچنین در قوس خارجی حداکثر اختلاف رقوم سطح آب بالادست و پایین دست تلاقی در موقعیت اتصال 45 درجه مشاهده شد که حدود 15/6 درصد عمق پایاب کانال است. برای موقعیت اتصال 135 درجه این اختلاف به حدود 4/5 درصد عمق پایاب تقلیل می یابد. علاوه بر این نتایج نشان داد با افزایش موقعیت اتصال از 45 به 135 درجه حداکثر تنش برشی بستر در محل اتصال در حدود 8 درصد کاهش یافته است
    کلیدواژگان: الگوی جریان، موقعیت تلاقی، قوس رودخانه ای 180 درجه، مدل SSIIM1، کانال فرعی
  • مهدی نادی، کامبیز پورطهماسی، جواد بذرافشان*، آخیم براونینگ صفحات 99-116
    در این تحقیق، تاثیر همزمان منابع رطوبتی کوتاه مدت و بلند مدت بر رشد درختان بلوط منطقه کرمانشاه با استفاده از شاخص خشکسالی چند متغیره بارش استاندارد (MSPI) (مبتنی بر شاخص بارندگی استاندارد اصلاح شده: SPImod) مورد بررسی قرار گرفت. اساس شاخص مذکور بر تحلیل مولفه های اصلی (PCA) است. نتایج بررسی همبستگی MSPI با پهنای دوایر سالانه درختان در دوره آماری 2008-1968 نشان داد که وضعیت کلی منابع مختلف رطوبتی در ماه های ژانویه قبل از رشد تا ماه سپتامبر دوره رشد بیشترین تاثیر را بر رشد درختان بلوط منطقه دارد و بیشترین همبستگی مربوط به MSPI ماه ژوئیه است. بنابراین بر مبنای رابطه خطی پهنای دوایر سالانه درختان بلوط با MSPI ماه ژوئیه، این شاخص در دوره آماری 2008-1818 بازسازی شد. بر اساس نتایج این تحقیق خشکسالی های این منطقه به طور متوسط 2 ساله بودند اما خشکسالی های شدید تداوم 3 و 4 ساله داشتند.همچنین شدیدترین خشکسالی های دو قرن گذشته به ترتیب در دوره های 1963-1960 ، 1830-1827 و 2001-1999 بوقوع پیوسته است. نتایج این تحقیق تطابق خوبی با گزارشات تاریخی قحطی ها و خشکسالی های ایران و همچنین نتایج محققین از کشورهای همسایه شرقی (چین) و بیشتر کشورهای غربی (ترکیه و مدیترانه) مخصوصا در مورد خشکسالی های شدید داشت. البته بهترین تطابق نتایج این تحقیق مربوط به مطالعات انجام شده در مناطق عبور توده های مدیترانه ای به سمت ایران (جنوب دریای مدیترانه و منطقه خاورمیانه) بود و بنظر می رسد که با داده های بازسازی شده در این تحقیق با اطمینان زیادی می توان آب و هوای گذشته منطقه خاورمیانه را بررسی نمود.
    کلیدواژگان: بازسازی، شاخص بارش استاندارد چند متغیره، حلقه درخت، کرمانشاه
  • اصغر اصغری مقدم *، میرسجاد فخری، مرتضی نجیب صفحات 117-133
    دشت مرند یکی از دشت های حاصلخیز استان آذربایجان شرقی است که بیش از 80 درصد آب مورد نیاز آن از آب زیرزمینی تامین می شود. حفظ و حراست از کیفیت این منبع آبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق از روش های آنالیزهای چند متغیره، اندیس های اشباع در ارزیابی پارامترهای کیفی استفاده شده است. بدین منظور تعداد 48 نمونه از منابع آب زیرزمینی دشت جمع آوری و برای یونهای اصلی و بعضی گونه ها و یونهای فرعی (NO3-، F- و SiO2) آنالیز شیمیایی قرار گرفت. تحلیل خوشه ای، منابع آب را در سه گروه مجزا قرار می دهد در گروه اول تیپ آب بصورت بی کربنات سدیک و در گروه های دوم و سوم کلروه سدیک است. نتایج تحلیل عاملی، نشان می دهد که 75 درصد از تغییرات کیفی آب توسط سه عامل شامل تاثیر سازندهای تبخیری و نمکی، انحلال کانی ها و افزایش تبخیر سطحی کنترل می شود. به منظور شناسایی فرآیندهای ژئوشیمیایی حاکم بر سفره آبدار، اندیسهای اشباع کلسیت، دولومیت و ژیپس نمونه ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ترکیب شیمیایی آب زیرزمینی به شدت تحت تاثیر تغذیه از رودخانه، رسوبات تشکیل دهنده سفره آبدار و تبخیر از سطح آب زیرزمینی می باشد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آنالیز چند متغیره، هیدورژئوشیمی، اندیس اشباع
  • غلامعلی مظفری *، شهاب شفیعی، حمیدرضا همتی صفحات 135-152
    سابقه و هدف
    بارش به عنوان یکی از عناصر مهم هواشناسی، مطرح می باشد که شناخت لازم از میزان این عنصر، تغییرات و پیش بینی آن، از یک سو به جهت داشتن برنامه ریزی دقیق تر در مدیریت بخش های کشاورزی، اقتصادی و اجتماعی ضروری می نماید و به همین دلیل مورد توجه هیدرولوژیست ها و اقلیم شناسان می باشد. با توجه به اهمیت پیش بینی بارش در برنامه ریزی ها و مدیریت بحران هدف این مطالعه اجرای یه مدل ترکیبی شبکه عصبی و تبدیل موجک برای پیش بینی بارش ماهانه در ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه است.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه برای پیش بینی سری زمانی بارش ماهانه ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه، از داده های پنج پارامتر اقلیمی، میانگین بارش ماهانه، میانگین رطوبت نسبی، میانگین حداکثر دما، میانگین حداقل دما و میانگین سرعت باد در دوره اماری 40 سال (1970-2010) استفاده شد. جهت کنترل کیفیت آمار و اطلاعات موجود از آزمون توالی استفاده شده است. نتایج نشان داد که داده های مزبور از همگنی لازم برخوردار میباشند و سپس با توجه به ویژگی های غیرخطی مقیاس های زمانی چندگانه، برای پیش بینی بارش، از مدل شبکه عصبی و موجک استفاده شد.
    یافته ها
    برای پیش بینی بارش از چهار پارامتر: میانگین رطوبت نسبی، میانگین حداکثر دما، مینگین حداقل دما و میانگین سرعت باد استفاده و به وسیله تبدیل موجکی به 8 زیرسری زمانی چند فرکانسی تجزیه شد و سپس برای پیش بینی بارش ماهانه آینده، این سری ها به عنوان داده های ورودی به مدل شبکه عصبی مصنوعی وارد شد. ضرایب همبستگی (0/874=R) در پیش بینی 1 ماه بعد نشان دهنده اجرای نسبتا پایین شبکه عصبی در مدلسازی می باشد. در حالی که ضریب همبستگی مدل شبکه عصبی- موجکی 0/94 است. همچنین دقت پیش بینی در هر دو مد با افزایش تعداد تاخیرها در نرون خروجی کاهش می یابد. لازم به ذکر است که در پیشبینی توسط شبکه عصبی موجکی از موجک میر استفاده شد که نتایج شبیه سازی توسط موجک میر از میزان دقت بالایی برخوردار است، با توجه به آماره F تحلیل واریانس شاخص های همگنی و ناهمگنی بارش مشاهدهشده و بارش پیشبینیشده توسط مدل در سطح اطمینان 99% (0/008>P) همگن می باشد.
    نتیجه گیری
    نتایج به دست آمده از تبدیل موجک- شبکه عصبی با نتایج حاصل از کاربرد شبکه عصبی، مقایسه شده و ملاحظه گردید که روش موجک- شبکه عصبی نسبت به روش شبکه عصبی دقت پیش بینی بالاتری دارد و همچنین دقت پیش بینی در هر دو مدل با افزایش تعداد تاخیرها در نرون خروجی کاهش می یابد. لازم به ذکر است که در پیش بینی توسط شبکه عصبی موجکی از موجک میر استفاده شد که نتایج شبیه سازی توسط موجک میر از میزان دقت بالایی برخوردار است.
    کلیدواژگان: پیش بینی بارش، مدل ترکیبی شبکه عصبی و موجک، ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه، موجک میر
  • طاهر رجایی، امیر برومند* صفحات 153-169
    مدیریت کمی و کیفی منابع آب به منظور تامین تقاضا برای کاربری های مختلف از رویکردهای مهم سیاست گذاری در هر کشور است. در این راستا پایش کیفیت آب مخازن سدها به عنوان یک گام اساسی در مدیریت این منابع با ارزش اهمیت ویژه ای دارد. دراین تحقیق مدل های شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون خطی چند متغیره و مدل تلفیقی شبکه عصبی مصنوعی با تبدیل موجک به منظور پیش بینی غلظت اکسیژن محلول در مخزن سد بولدر واقع در ایالت کلرادو آمریکا بکار گرفته شده است. در مدل تلفیقی، سری زمانی داده های اندازه گیری شده شاخص کیفی اکسیژن محلول با استفاده از تبدیل موجک در سطوح مختلف تجزیه شد و زیرسری های موثر در غلظت اکسیژن محلول در یک ماه آینده به عنوان ورودی های شبکه عصبی بکار گرفته شد. نتایج نشان داد که مدل تلفیقی نتایج دقیق تری را نسبت به مدل های عصبی و رگرسیونی بدست می دهد و استفاده از تبدیل موجک به مقدار قابل توجهی دقت نتایج حاصل از مدلسازی را بهبود می بخشد. مقادیر E و RMSE داده های آزمایشی برای این مدل به ترتیب 96/0 و 22/0 حاصل شده است. همچنین نتایج نشان داد که مدل های تلفیقی و عصبی نقاط مینیمم را که شرایط بی هوازی را در مخزن ایجاد می کند، به خوبی پیش بینی می کند ولی مدل رگرسیونی عملکرد خوبی در پیش بینی شرایط بی هوازی ندارد.
    کلیدواژگان: اکسیژن محلول، تبدیل موجک، شبکه عصبی مصنوعی، کیفیت آب، مخزن سد
  • فرشاد احمدی*، فریدون رادمنش، رسول میرعباسی نجف آبادی صفحات 171-186
    پیش بینی و برآورد جریان رودخانه برای هر منطقه و حوضه آبریز به عنوان یکی از مهمترین مراحل در استفاده بهینه از منابع آبی محسوب می شود. در مطالعه حاضر به منظور پیش بینی جریان رودخانه باراندوزچای از دو روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) و شبکه های بیزین (BNs) استفاده شد. داده های جریان روزانه این رودخانه در محل ایستگاه آبسنجی دیزج در خلال سال های 1385 تا 1389 برای ایجاد مدل استفاده شد که 80 درصد داده ها برای آموزش و 20 درصد برای صحت-سنجی مدل به کار رفت. جهت بررسی و ارزیابی نقش حافظه در افزایش یا کاهش دقت، الگوهای ورودی متعددی به مدل ها معرفی شد و در نهایت مشخص گردید که با افزایش حافظه، دقت مدل سازی نیز افزایش می یابد به طوری که بیشترین دقت در الگوی سوم برای هر دو روش به دست می آید و سپس با افزایش حافظه از دقت مدل سازی کاسته می شود. مقایسه نتایج دو مدل نشان داد که دقت روش ماشین بردار پشتیبان با 976/0R= و (m3/s)80/1RMSE= نسبت به روش شبکه های بیزین با 964/0R= و (m3/s)96/1RMSE= بیشتر است.
    کلیدواژگان: پیش بینی جریان روزانه، شبکه بیزین، ماشین بردار پشتیبان، رودخانه باراندوزچای
  • خیرالله خادمی، محمود شفاعی بجستان، حسین خزیمه نژاد* صفحات 187-201
    در پژوهش حاضر، عملکرد تیغه ی متصل به تکیه گاه و تاثیر پارامتر های مربوط به آن از جمله ارتفاع تیغه و زاویه ی نصب آن در کاهش آبشستگی موضعی پیرامون تکیه گاه پل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که پارمترهای طراحی تیغه از جمله زاویه ی نصب و ارتفاع تیغه، تاثیر قابل ملاحظه ای بر میزان کاهش آبشستگی موضعی پیرامون تکیه گاه پل دارد به طوری که با افزایش ارتفاع تیغه، عملکرد آن در کاهش آبشستگی موضعی پیرامون تکیه گاه بهبود می یابد. همچنین نتایج نشان داد زاویه ی نصب 40 درجه ی تیغه مناسب ترین زاویه ی نصب می باشد. در ادامه ی پژوهش مولفه های سه بعدی سرعت جریان پیرامون تکیه گاه در حالت نصب تیغه با استفاده از سرعت سنج الکترومغناطیس تعیین و برای رسم الگوی جریان مورد استفاده قرار گرفتند. بررسی الگوی جریان در حالت نصب تیغه ی متصل به تکیه گاه نشان داد، این سازه با ایجاد منطقه ی کم سرعت پیرامون تکیه گاه و مهار گرداب های اولیه، نقش موثری در کاهش آبشستگی موضعی دارد.
    کلیدواژگان: تیغه، تکیه گاه پل، آبشستگی موضعی، الگوی جریان
  • مریم علیزاده*، فرهاد میرزایی، تیمور سهرابی، محمدرضا یزدانی صفحات 203-215
    راهکارهای مقابله با تراکم خاک شامل کنترل رطوبت خاک در موقع خاک ورزی، کنترل تردد وسایط نقلیه بر روی خاک، کاهش وزن و فشار تماسی وسایط نقلیه با خاک و بهبود ساختمان خاک با اضافه کردن ماده آلی می باشد.
    به منظور بررسی اثر بقایای گیاهی و زئولیت و اثر متقابل آنها در مراحل مختلف تشکیل ترک بر مقاومت فروروی خاک، فاکتور بقایای گیاهی در چهار سطح (صفر، 5/0، 1 و 5/1 درصد)، فاکتور زئولیت در چهار سطح (صفر، 8، 16 و 24 تن در هکتار)، همچنین فاکتور ترک در پنج سطح (اشباع، ظهور ترک موئین، ترک نهایی، بازگشت ترک نهایی به ترک موئین و از بین رفتن ترک) در قالب آزمایشی با سه تکرار به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در مؤسسه تحقیقات برنج کشور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن بقایای گیاهی برنج سبب افزایش مقاومت فروروی خاک به میزان 37 درصد شده است، دلیل افزایش مقاومت فروروی خاک در تیمارهای حاوی بقایای گیاهی برنج، سطوح تجزیه نشده بقایای گیاهی می باشد. در حالی که افزودن بقایای گیاهی باعث گردید کاهش مقاومت فروروی خاک در روند خیس شدن، تسریع یابد. همچنین تأثیر زئولیت بر مقاومت فروروی خاک معنی دار نشد. روابط حاکم بین مقاومت فروروی خاک با ویژگی هایی نظیر نشست خاک، حجم انقباض، جرم مخصوص ظاهری، رطوبت وزنی از همبستگی بالایی (9916/0- 7811/0) برخوردار بود. در نهایت توصیه می شود جهت کاهش مقاومت فروروی خاک، بقایای گیاهی به طور طولانی مدت به خاک اضافه گردد.
    کلیدواژگان: مقاومت فروروی خاک، خاکهای شالیزاری، برنج
  • علیرضا عمادی، معصومه خادمی، ساحله کاکویی* صفحات 217-229
    منحنی فرمان به عنوان الگوی اصلی بهره برداری از مخازن سدها در ماه های مختلف سال و در وضعیت های مختلف ذخیره مخزن، تعیین کننده مقدار رهاسازی از مخزن می باشد. در این پژوهش به منظور برنامه ریزی و مدیریت صحیح منابع آب، مدل های سیاست بهره برداری استاندارد و آبدهی تهیه شد که بهره برداری از مخزن را به حجم ذخیره ی آن در ابتدای دوره ارتباط دهد. برای بررسی کارایی این مدل ها در تهیه منحنی فرمان، سد مخزنی شهید رجایی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه میزان آبدهی رودخانه در محل سد و آبدهی حوضه میانی حد فاصل سد مخزنی شهید رجایی و سد انحرافی تجن در نظر گرفته شد. در مدل تهیه شده چند گزینه مورد بررسی قرار گرفت. در این گزینه ها فرض شد که 100 درصد نیاز شرب، صنعت و زیست محیطی و 40 تا 80 درصد نیاز کشاورزی که حوضه میانی قادر به تامین آن نیست، از مخزن سد تامین شود. در مدل های SOP و آبدهی، متوسط سالانه ی کمبود آب به ترتیب 6/23 و 16/15 میلیون متر مکعب بدست آمد. میانگین و حداقل اعتمادپذیری در مدل آبدهی نسبت به مدل SOP به ترتیب 81/3 و 29/52 درصد بیشتر می-باشد. همچنین حداکثر آسیب پذیری در مدل آبدهی نسبت به مدل SOP 80 درصد کمتر است.
    کلیدواژگان: مدل آبدهی، منحنی فرمان، قابلیت تامین، سد مخزنی شهید رجایی
  • ام البنی محمدرضاپور* صفحات 231-243
    بهینه سازی بهره برداری از مخازن سدها از جمله مسائل مهم در علوم مهندسی آب می باشد که تا کنون از طریق انواع روش های بهینه سازی متداول حل شده است. یکی از این روش ها، روش بهینه سازی با استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری (فراکاوشی) می باشد. در این تحقیق از الگوریتم رقابت استعماری در حل مسئله بهینه سازی بهره برداری از مخازن سدها استفاده شده است. رویکردی که در این تحقیق پیش گرفته شده است، اعمال رابطه پیوستگی در تعیین موقعیت اولیه کشورها بوده که با عنوان قیود زنجیره ای مطرح شده است. نتایج حاصل از اعمال قیود زنجیره ای و عدم اعمال آن ها در الگوریتم رقابت استعماری با هم مقایسه و پس از آن نتایج با الگوریتم جامعه مورچگان که یکی دیگر از الگوریتم های شناخته شده می باشد مقایسه ‘گردیده است. در انتها نتایج نشان داد که الگوریتم رقابت استعماری بدون در نظر گرفتن قیود زنجیره ای به ندرت توانایی یافتن جواب های شدنی را دارا می باشد و اعمال قیود زنجیره ای برای تعیین موقعیت اولیه کشور ها به نحو موثری کارایی الگوریتم را بالا می برد و باعث می شود حتی عملکرد آن به مراتب بهتر از الگوریتم جامعه مورچگان شود و مقادیر مناسب تری را برای تابع هدف که در واقع کمینه سازی میزان اختلاف تقاضا (نیاز کشاورزی پایین دست) و رهاسازی می باشد بیابد به طوری که پس از ده مرتبه اجرا میانگین مقدار تابع هدف برای الگوریتم رقابت استعماری 822/15 و برای الگوریتم جامعه مورچگان 008/48 بوده است.
    کلیدواژگان: الگوریتم های فرا ابتکاری، الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم جامعه مورچگان، قیود زنجیره ای
  • مریم نوابیان*، نرگس جلیل نژاد ماسوله صفحات 245-258
    پیچیدگی، تنوع و مدیریت نادرست آلاینده های کشاورزی و حجم زیاد تلفات آب به دلیل طراحی و مدیریت نادرست سیستمهای آبیاری و زهکشی منجر به افزایش سهم کشاورزی در آلودگی منابع آب، خاک و محیط زیست شده است. کنترل و کاهش آلودگی نیتروژن موجود در کود نیازمند شناخت چرخه بیولوژیکی آن ها در اکوسیستم می باشد. هدف از این تحقیق شبیه سازی چرخه نیتروژن با استفاده از مدل HYDRUS–1D و ارزیابی تاثیر میزان رطوبت خاک بر ضریب نیتراتزدایی در یک سیستم کود آبیاری جویچه ای است. در این راستا آزمایشهای صحرایی کودآبیاری جویچهای تحت رژیم جریان ثابت در جویچه هایی به طول 83 متر در خاک با بافت لوم رسی انجام شد. ضرایب تبدیل چرخه نیتروژن شامل ضرایب انتشارپذیری و تبدیلهای مرتبه یک نیتراتزدایی بر اساس داده های مشاهدهای رطوبت و غلظت نیترات خاک با استفاده از روش معکوس مدل HYDRUS–1D بدست آمدند. به منظور بررسی اثر حضور گیاه بر چرخه نیتروژن، مدل در حالت حضور و عدم حضور گیاه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد روش ونگنوختن معلم اصلاحی با شاخصهای آماری میانگین خطای نسبی، 02879/0 و ضریب کارایی مدل 9899/0 در شرایط حضور گیاه توانست برآورد بهتری از ضرایب چرخه نیتروژن در آبیاری جویچهای گیاه ذرت ارائه نماید. همچنین حداکثر رطوبت خاک که در آن نیترات زدایی روی داد، 50 درصد مقدار رطوبت اشباع به دست آمد و در مقایسه با فرض ویلیامز (1995)، استفاده از ضریب نیترات زدایی در شبیه سازی چرخه نیتروژن در کودآبیاری جویچه ای ذرت منجر به بهبود نتایج گردید.
    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، شبیه سازی نیتروژن، ذرت، طراحی و مدیریت
  • نادر پیرمرادیان*، نسرین دهقانی، ولی الله کریمی، مریم نوابیان صفحات 259-270
    در راستای افزایش بهره وری اراضی شالیزاری مدیریت مناسب زهکشی میان فصل می تواند به عنوان یک گزینه مد نظر قرار گیرد. این پژوهش با هدف بررسی اثر تداوم زهکشی سطحی میان فصل در اراضی شالیزاری استان مازندران بر مشخصات ترک های ایجاد شده در سطح خاک انجام شد. رقم برنج کشت شده طارم هاشمی بود. عملیات مزرعه ای در قالب طرح آزمایشی بلوک های کاملا تصادفی با شش تیمارتداوم زهکشی صفر (شاهد)، 5، 7، 9، 11 و13روز در 3 تکرار در اراضی شالیزاری مرکز ترویج وتوسعه تکنولوژی هراز به مساحت 360 متر مربع به اجرا درآمد. بر اساس نتایج به دست آمده، اثر زمان تداوم زهکشی سطحی میان فصل بر طول، عرض و عمق ترک های ایجاد شده در سطح خاک معنی داری بود. بیشترین مقادیر عرض و طول ترک های ایجاد شده در سطح خاک به ترتیب با میانگین 7 میلی متر و 10 سانتی متر در تیمار تداوم زهکشی 13 روز به دست آمد. اعمال تیمارهای تداوم زهکشی 11 و 13 روز سبب افزایش معنی دار عمق ترک های ایجاد شده در سطح خاک شد. اعمال تداوم زهکشی میان فصل تا 17 روز در منطقه مورد مطالعه، با توجه به کمتر بودن بیشینه عمق ترک ایجاد شده از عمق لایه سخت خاک و از دیدگاه مدیریت آبیاری تحت تاثیر ترک های ایجاد شده درسطح خاک، قابل توصیه است.
    کلیدواژگان: خاک های شالیزاری، ترک، زهکشی میان فصل، زهکشی سطحی
  • مجید باقرنژاد *، المیرا لطفی، نجفعلی کریمیان، مهدی زارعی صفحات 271-282
    به منظور بررسی اثر عوامل میکروبی و تنش خشکی بر شکلهای مختلف پتاسیم و مقدار جذب آن توسط گیاه، آزمایش گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل قارچ میکوریز آربسکولار در دو سطح (تلقیح نشده با قارچ و تلقیح شده با قارچ گلوموس اینترارادیسز) ، باکتری در دو سطح (تلقیح نشده با باکتری و تلقیح شده با باکتری سودوموناس فلورسنس ) و تنش خشکی در چهار سطح (بدون تنش، تنشFC 75%، تنش FC50% و تنشFC 25%) بود. با افزایش تنش خشکی غلظت شکلهای مختلف پتاسیم و جذب پتاسیم توسط گیاه افزایش و درصد کلنیزاسیون ریشه کاهش یافت. کاربرد قارچ میکوریز و باکتری درصد کلنیزاسیون ریشه را به طور معنی داری افزایش داد. با افزایش تنش خشکی، کاربرد به تنهایی قارچ و کاربرد همزمان قارچ و باکتری، شکلهای مختلف پتاسیم و بدنبال آن مقدار جذب پتاسیم گیاه را نسبت به به سطح بدون کاربرد قارچ و باکتری افزایش داد.
    کلیدواژگان: گلوموس اینترارادایسز، سودوموناس فلورسنس، جذب پتاسیم، تنش خشکی، ذرت
  • مهدی اسمعیلی ورکی *، اطهر کنعانی، مریم نوابیان، سید حامد اشرف تالش صفحات 283-294
    هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر بهینه سازی پارامترهای سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS) با الگوریتم ژنتیک در پیش بینی حداکثر عمق آبشستگی اطراف گروه پایه کج و مقایسه آن با ANFIS جعبه ابزار نرم افزار Matlab و انواع مولد های سیستم استنتاج فازی (FIS) در آن می باشد. برای این منظور داده های 48 سری آزمایش مربوط به گروه پایه کج مستقر بر روی فونداسیون برای شرایط هیدرولیکی و رقوم کارگذاری فونداسیون مختلف مورد استفاده قرار گرفت. به منظور مقایسه نتایج از آماره های ضریب تبیین (R2) و میانگین مجذور مربعات خطا (RMSE)، استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل ANFIS با سیستم استنتاج فازی (FIS) از نوع GENFIS1 بهترین عملکرد را در میان انواع مولدهای مورد بررسی داشته و قادر است حداکثر عمق نسبی آبشستگی را با (R2) و (RMSE) به ترتیب برابر 976/0 و 053/0 پیش بینی نماید. ارزیابی نتایج حاکی از آن است که بهینه سازی پارامترهای ANFIS منجر به بهبود عملکرد آن در پیش بینی پارامتر مورد نظر شده و توانسته است حداکثر عمق نسبی آبشستگی را با R2، 992/0 و RMSE، 0254/0، پیش بینی نماید.
    کلیدواژگان: عمق آبشستگی، گروه پایه کج، ANFIS، الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی
  • سمانه افتخاری*، واحد بردی شیخ، نادر نورا، داود اخضری صفحات 295-305
    جمع آوری رواناب برای به حداقل رساندن تلفات و تقویت ذخایر آبی در سیستم حوزه های آبخیز مورد استفاده قرار می-گیرد. کشور هایی که همانند برخی از مناطق ایران مواجه با کمبود آب می باشند، دارای توزیع نامناسب بارندگی نیز هستند. راهکار های نوین، روی روش های بهینه ذخیره آب و شناسایی فرصت های بیشتر در به کارگیری روش های جمع آوری رواناب به عنوان وسیله ای برای ذخیره آب قابل دسترس، متمرکز می باشند. مهم ترین مرحله در بکارگیری سیستم های جمع آوری رواناب، مکان یابی عرصه های مناسب است. با شناسایی محل های مناسب برای این منظور صرفه جویی قابل ملاحظه ای در زمان و هزینه صورت می گیرد. هدف از انجام این تحقیق، تدوین چهار چوبی جهت مکان یابی عرصه های دارای توان استحصال رواناب است. به منظور ارزیابی مکانی پتانسیل تولید رواناب، در ابتدا از یک مدل مفهومی ارتباط بین بارندگی و پتانسیل رواناب استفاده شده است. با استفاده از این مدل، مقدار رواناب پتانسیل به دست آمد، سپس با استفاده از تجزیه و تحلیل رستری در محیط نرم افزار Arc GIS نقشه رواناب پتانسیل تهیه گردید. درمرحله بعد اولویت بندی مناطق دارای پتانسیل جمع آوری رواناب بر اساس شاخص اقتصادی در هر زیرحوزه انجام شد. جهت ارزیابی اقتصادی از روش سود به هزینه استفاده شده است..
    کلیدواژگان: جمع آوری رواناب، ارزیابی مکانی، ارزیابی اقتصادی، حوزه آبخیز گلبهار شهرستان مشهد
  • محسن رضانژادکشتلی*، منوچهر بابانژاد، آرش امینی صفحات 307-315
    امروزه بررسی و پیش بینی رفتار متغیر های هیدرولوژیکی و عناصر اقلیمی موثر بر آن در دامنه زمان مورد توجه محققان قرارگرفته است. به همین منظور استفاده از تحلیل داده های وابسته به زمان در پیش بینی میزان آب دهی رودخانه ها از نظر آماری دارای اعتبار بوده، بطوریکه می توان نتایج حاصله را در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب و طراحی تاسیسات زیربنایی به کار برد. رودخانه اترک یکی از منابع آبی مهم از نظر اقتصادی، کشاورزی و زیست محیطی در شمال شرق کشور است، در سال های اخیر این رودخانه با سیلاب ها و یا کاهش سطح آب همراه بوده که بی شک بر میزان دبی آن تاثیر گذاشته است. در این مقاله داده های مربوط به شش ایستگاه هیدرومتری از سال آبی 53-52 تا سال آبی 82- 81 از حوزه آبریز رودخانه اترک مورد استفاده قرار گرفته است. ابتدا به تحلیل توصیفی داده ها پرداخته، سپس با حذف روند و تغییرات فصلی، مدلی مناسب به داده های سری زمانی ایستگاه های مذکور برازش شده است. در انتها با برآورد پارامترهای مدل به پیش بینی رفتار توزیع میزان دبی آب این رودخانه پرداخته ایم. در برازش الگو و برآورد پارامترهای موجود در الگو معیار اطلاعاتی آکاییک (AIC)، معیار اطلاعاتی بیزی (BIC) و میانگین مربعات خطا (MSE) مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به اطلاعات بدست آمده از نمودار خودهمبستگی و خودهمبستگی جزئی و پس از تثبیت واریانس و حذف روند و تغییرات فصلی، الگوی اتورگرسیو میانگین متحرک تلفیق شده ARIMA(1،0،2)(1،1،2)12 انتخاب شد. سرانجام با استفاده از این الگو، مقادیر آتی میزان آب دهی رودخانه اترک به مدت یک سال پیش بینی شد.
    کلیدواژگان: سری زمانی، پیش بینی، الگوی اتورگرسیو میانگین متحرک تلفیق شده، آب دهی، رودخانه اترک
  • فاطمه جعفری *، حمیدرضا عسگری، محسن حسینعلیزاده صفحات 317-325
    سابقه و هدف
    درختان نقش مهمی در تمامی اکوسیستم خاکی ایفا می کنند. درختان از طریق سیستم ریشه ای و تاج پوشش های خود، می توانند تاثیر بسزایی در حفاظت،حاصلخیزی و بهبود کیفیت خاک داشته باشند. تحقیقات انجام شده در زمینه تاثیر نقش درختان بر خصوصیات خاک نشان می-دهد که حضور درختان نقش مهمی در بهبود خصوصیات خاک تحت تاج پوشش خود داشته است. با توجه به اهمیت و نقش درختان بر خصوصیات خاک اطراف خود، مدیریت درختان در برنامه های اصولی حفاظت و حاصلخیزی خاک ضروری است. یکی از مواردی که می بایست در این راستا مورد توجه قرار گیرد، تاج پوشش درختان می باشد. به همین جهت در این پژوهش به بررسی تاثیر تاج پوشش درختان زیتون در یک نوع سیستم آگروفارستری بر روی مواد آلی و عناصر غذایی خاک پرداخته شده است.
    مواد و
    روش
    برای انجام این تحقیق زمینی تحت سیستم آگروفارستری (کشت گندم در بین درختان زیتون) و زمین تحت کشت گندم (منطقه شاهد) در نظر گرفته شد. در سیستم آگروفارستری، سه تیمار سطح تاج پوشش: تاج پوشش های کوچک، تاج پوشش های با سطح متوسط و تاج پوشش های بزرگ در نظر گرفته شد. ماده آلی خاک از روش تیتراسیون و نیتروژن کل خاک از رابطه همبستگی بین نیتروژن و ماده آلی محاسبه شد. فسفر محلول در خاک از روش اولسن و همکاران و دستگاه اسپکتروفتومتری استفاده گردید. پتاسیم از روش عصاره گیری با استات آمونیوم و دستگاه فلیم فتومتری اندازه گیری شد. میانگین وزنی قطر خاکدانه به روش الک تر اندازه گیری شد. جهت تجزیه و تحلیل داده ها از نرم افزار SPSSو Excelو برای مقایسه میانگین از آزمون حداقل تفاوت معنی داری (LSD) استفاده شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که تیمار های مختلف تاج پوشش تاثیر معنی داری بر ماده آلی، فسفر و میانگین وزنی قطر خاک دانه در سطح معنی داری یک و پنج درصد داشتند. ارتباط معنی داری بین تیمارهای مختلف تاج پوشش و میزان پتاسیم خاک مشاهده نشد. در نتیجه ی اجرای سیستم آگروفارستری، میزان ماده آلی از22/0 به 49/1 درصد، نیتروژن کل خاک از 01/0 به 074/0 درصد، فسفر خاک از 79/0 به 22/1 میلی گرم بر لیتر، پتاسیم از 94/4 تا 95/6 میلی گرم بر لیتر، میانگین وزنی قطر خاکدانه از 04/0 به 15/0 میلی متر افزایش داشتند.
    نتیجه گیری
    حضور لاشبرگ و بقایای گندم در پای درختان موجب افزایش مواد آلی و غذایی خاک و بهبود خصوصیات خاک شده است. سیستم آگروفارستری به دلیل تلفیق چند نوع سیستم مختلف (درختکاری، زراعت و مرتع) می تواند به عنوان راهکاری در جهت افزایش حاصلخیزی خاک و کمک به جلوگیری از فرسایش خاک به ویژه در مناطق خشک باشد. امروزه به دلیل افزایش جمعیت، نیاز روز افزون به مواد غذایی را در پی داشته است. همین امر منجر به افزایش بهره برداری از زمین های کشاورزی و از دست رفتن حاصلخیزی خاک شده است. سیستم های آگروفارستری به عنوان نوعی کشاورزی پایدار می تواند در دراز مدت به حاصلخیزی خاک بیافزاید.
    کلیدواژگان: کیفیت خاک، حفاظت خاک، پایداری خاکدانه، مواد غذایی خاک، سیستم ریشه ای و تاج پوشش
|
  • Mehdi Rahmati* Pages 1-20
    The current investigation was carried out at the Lighavn watershed area, located in East Azerbaijan, North West of Iran, regarding optimizing of the different infiltration models parameters and their evaluations for cumulative infiltration prediction. Applied infiltration models were including Green and Ampt, Kostyakov, modified Kostyakov, Philip, Horton, and Kutilic and Kreja models. To this end, soil sampling and ground based measurements were done at late spring of 2012. Comulative infiltration were also measured at 135 points of the study area using disk infiltrometer. Results, models comparison based on ER criteria, showed that Kutılek and Krejca (ER=4%), Kostyakov (ER=8%), modified Kostyakov (ER=10%), Horton (ER=13%), Green and Ampt (ER=36%), and Philip (ER=37%) models, respectively, were the most to least precise models in cumulative infiltration or infiltration rate prediction. The results also depicted that the Kostyakov and modified Kostyakov models are suitable more models for future uses regarding cumulative infiltration and infiltration rates prediction.
    Keywords: Disk infiltrometer, Green, Ampt model, Lighvan watershed, soil infiltration, Philip model
  • Ali Afshari*, Hossein Khademi, Saeed Hojjati Pages 21-40
    This study was conducted to determine natural concentration of heavy metals and their pollution risk using pollution indices in a 2000 km2 area in central Zanjan. Soil samples (N=241) was takenfrom 0-10 cm depth based on gridding procedurein a completely randomized design. Geometric means of 53 natural soilsamples were used to determine heavy metals background concentrationin the area. Results showed that the background concentration for Fe, Mn, Co, Cr, Ni, Cu, Zn, Pb and Cd were 16509, 628.4, 24.2, 20, 40.7, 27, 91.8, 57.8 and 0.25 mgkg-1, respectively. The means of enrichment factor for Cd, Zn, Pb, Cu, Ni, Cr, Co and Mnwere found 4.20, 2.16, 1.69, 1.64, 1.19, 1.17, 1.04 and 1.02, respectively. In all land uses studied, the geo-accumulation index was negative for the elements Fe, Mn, Co, Cr and Ni, indicating that the study area is categorized in non-polluted soil groups. However, the geo-accumulation index for Pb, Zn, Cd and Cu varied in urban land uses was positive.The pollution index for Cd and Zn under agriculture (3.01 and 1.83), rangeland (3.33 and 1.60) and urban (9.86 and 4.35) land uses were higher than other elements studied. Moreover, the lowest pollution indexes in all land uses were attributed to the metals Fe,Mn,Co and Cr. The mean of potential of ecological risk in agriculture, rangeland and urban land uses were 114.09,122.08 and 339.62, respectively; in which the urban land use showed the highest potential of ecological risk for inhabitants of the area.
    Keywords: Land use, Enrichment factor, Geoaccumulation index, Pollution Index, potential ecological risk
  • Mohammad Nourollahi*, Ali Naghi Ziaei, Ali Asghar Beheshti Pages 41-59
    Gates are among the most common hydraulic structures in open channels that are used for flow control and water level control. The vertical slide gates suffer from lower contraction coefficient and thus lower flow rate capacity. In this paper, the hydraulic performance of a new modified gate, combination of a vertical slide gate with a cylindrical edge (Drum gate), has been studied. The dimensionless head-discharge relationships of this new modified gate were proposed based on dimensional analysis and the incomplete self similarity concept. In these relationships, the flow rate is related to the upstream depth, the gate opening, and the cylinder diameter. The proposed equation is accurate and practical so that it removes the need to consider the discharge coefficient. Results showed that this equation can be fitted to laboratory data very well. The mean relative error for estimation of discharge in the free and submerged conditions was less than 2 and 5 percent, respectively. Therefore, these equations can be used as a design tool for slide gates with cylindrical edge.
    Keywords: incomplete self similarity, sharp sluice gate, contraction coefficient
  • Bahare Sadat Hamraz, Abolfazl Akbarpour, Mohsen Pourreza Bilondi* Pages 61-79
    Background And Objectives
    Groundwater modeling often associates with uncertainties caused by incomplete knowledge of the underlying system or uncertainties due to natural variability in system processes and field conditions. Uncertainty in groundwater modeling has been evaluated by researchers in three main sources that can be classified as parameter uncertainty, conceptual uncertainty (model structure uncertainty) and input uncertainty (observation uncertainty). So far, there are few studies that they assess groundwater uncertainty in the country, and quantifying uncertainty has been limited to the statistical methods. Due to the importance of the water resources in the country and the necessity of estimating the uncertainty in order to achieve accurate and reliable results, in this study, parameter uncertainty of an arid region’s groundwater flow model was assessed by using a Monte Carlo-based simulation technique.
    Materials And Methods
    First, conceptual groundwater model of Birjand plain, located in the southern province, was developed based on collecting all available data, including topography, observed and withdrawal wells information, recharge information, hydrodynamic properties of aquifer, surface elevation data. Then, the MATLAB-based MODFLOW model was used to simulate the groundwater flow. After initial calibration in steady state, for assessing parameter uncertainty in transient mode two scenarios were defined. In the first scenario uncertainty analysis was performed by assuming that the hydraulic conductivity is one of the major contributors to the model uncertainty. So the aquifer was divided into 17 homogeneous zones according to initial calibration of hydraulic conductity results, and the parameter uncertainty was assessed using Monte Carlo (MC) sampling technique, namely, the generalized likelihood uncertainty estimation (GLUE). In the second scenario, 9 recharge zones were additionally considered as the second parameters, and their influence on the hydraulic conductivity and the total uncertainty were estimated by the GLUE.
    Results
    Posterior parameter plots of hydraulic conductivity in the 17 homogeneous regions and recharge in the 9 inflow pathways and also, 95% confidence intervals for the simulated water table depth, were obtained as main results. The Indices, as criteria for the comparison, were used to quantify the goodness of uncertainty performance and the sensitive regions in the aquifer were specified by implementing global sensitivity analysis of the model.
    Conclusion
    Results indicate up to 86% of observed data bounded in the 95% confidence intervals that is emphatic the good performance of the GLUE and also the likelihood function, Weighted Root Mean Squared Error (WRMSE), in the assessment of parameter uncertainty in a groundwater simulation model.
    Keywords: uncertainty, groundwater flow, Birjand plain, MODFLOW model, GLUE
  • Zahra Seyedi Tabar, Rasul Ghobadiyan* Pages 81-98
    Rivers have direct pathway rarely and run in a sinus curve pattern usually. Joining lateral channel to main channel at a bend location changes the conventional flow pattern at river bend completely. Recent flow pattern not only is affected by centrifugal force and stream and spin wise pressure gradient but also by momentum of lateral channel flow. Exact recognizing of this phenomenon needs extended studies. Therefore in this study using SSIIM1 model the effect of three position of straight lateral channel that is connected to a U bend at 45, 90 and 135 degree from the start of bend with a 90 degree confluence angle on flow velocity, variation of water surface elevation, shear stress distribution and helical flow strength was considered. The result indicated by increasing the junction position from 45 to 135 degree of the bend start, stream wise flow velocity near the outer wall of bend increases maximum %56 while near the inner wall of bend decreases %8. Also maximum difference between the upstream and downstream flow depth around confluence area at 45 degree position was showed that was equal to %6.15 of tailwater depth. For position of 135 degree of the bend start this difference was about %5.4 of tailwater depth. Additionally the result indicated shear stress at confluence area increases %8 when the position of junction angle change from 45 to 135 from start of bend.
    Keywords: Flow pattern_Junction Position_U Bend_SSIIM 1 Model_Lateral Channel
  • Mehdi Nadi, Kambiz Pourtahmasi, Javad Bazrafshan*, Akhim Brauning Pages 99-116
    In this study, the simultaneous effect of short and long-term water resources was investigated on growth of Quercus Infectoria trees in Kermanshah by using multivariate standard precipitation index (MSPI), which is based on modified standardized precipitation index (SPImod). The index is based on principal component analysis technique (PCA). Results of correlation between MSPI and tree rings width during 1968-2008 showed that the overall status of water resources in January to September had the greatest impact on growth of oak trees and also the highest MSPI correlation with tree ring width was in July. Then based on linear relationship between tree ring width and MSPI of July, This index was reconstructed over the 1818-2008 periods. According to the results of this research, Droughts average duration were 2 years, nevertheless severe droughts duration were 3 and 4 years. The most severe droughts during the past two centuries have occurred in the 1960-1963, 1827-1830 and 1999-2001 periods, respectively. Results have a good agreement with Iran’s historical famines and droughts records and also with neighbor countries research results, far east (China) and western countries (Turkey and the Mediterranean zone), especially in the case of severe drought. But the results of this research are most consistent with the results of research conducted in countries on the path of the Mediterranean air masses (south of Mediterranean Sea and Middle East region). It seems that the results of this research can be used for investigation of Middle East past climate, confidently.
    Keywords: Reconstruction, Multivariate standardized precipitation index, Tree ring, Kermanshah
  • Asghar Asgharimoghadam*, Sajad Fakhri, Morteza Najib Pages 117-133
    Marand plain is one of the fertile plains of East Azerbaijan Province which 80 percent of its water demands supply by groundwater. Therefore, qualitative protection of groundwater resources of this Plain is vital. In this Study, Statistical Methods and Saturation Indices are used for assessment of quality parameters. For this purpose, 48 water samples were collected from groundwater resources and analyzed for major and some minor ions and species (NO3-, F- and SiO2). Groundwater resources are separated by cluster analyzing in three distinct groups. In first group the water type is bicarbonate sodic and in second and third groups its coloro sodic. The results of factor analysis indicated that three factors such as salty geologic formations dissolve of minerals and increasing of evaporation control about 75% of the total samples variance. To identify geochemical processes governing to the aquifer, saturation indices of calcite, dolomite and gypsum of the samples were evaluated. The results showed that the chemical composition of ground water affected by recharging water from the river, water and formation reactions and evaporation from the groundwater.
    Keywords: Groundwater, Multivariate analysis, Hydrogeochemical, saturation index
  • Gh.A. Mozafari*, Sh. Shafie, H.R. Hemati Pages 135-152
    Background And Objectives
    Precipitation is one of the most important meteorology elements which Recognition the amount of it, its variation and prediction, are necessary to have an actual planning in agricultural, economic and social management. So the hydrologists and climatologists are paying attention to it. Due to precipitation importance in planning and crisis management, the goal of this research leads to the implementation of neural network and wavelet conversion hybrid model to monthly precipitation prediction of Kermanshah synoptic station.
    Materials And Methods
    In this research to predicting monthly precipitation time series of Kermanshah’s synoptic station, five parameters namely: monthly precipitation average, relative humidity average, Maximum temperature average, minimum temperature average and wind speed average, used within the forty years period (1970-2010). In order to quality control of given statistic and information, sequencing test is used. The results showed that given information is significantly homogeneous and according to nonlinear specifications of multiple time scales, neural network and wavelet model is used to precipitation prediction.
    Results
    In order to precipitation prediction, four parameters of relative humidity average, maximum temperature average, minimum temperature average and wind speed average, is used and using wavelet alternation decomposed into 8 sub-series and then these series are used to future monthly precipitation prediction as the entrance neural network model data. The correlation coefficient (R=0.874) of Next month prediction denoted the relatively low efficiency of the neural network while the wavelet-neural network model correlation coefficient is 0.94. Also, both model prediction precision decreases by increasing the number of output neurons delays. It should be noted that Meyer wavelet is used to wavelet- neurotic network prediction which has a high precision. Regarding the F statistic, variance analysis of homogeneity and heterogeneity indices of observed and predicted precipitation, is homogeneous in the confidence level of %99 (P
    Conclusion
    The comparison between the driven results from wavelet conversion-neural network and driven results from a neural network application, is shown that wavelet neural network method has more predicting precision than neural network and also predicting precision in both models decreases through increasing the number of delays of exit neurons. It is noteworthy that Meyer wavelet was used to neural network predicting which its simulated results has high precision.
    Keywords: Precipitation prediction, Hybrid neural network, wavelet model, Kermanshah synoptic station, Meyer wavelet
  • Amir Buromand*, Taher Rajaei Pages 153-169
    Qualitative and quantitative management of water resources to meet the demand for different usages is the major approach in each country policy. In this regard, dam reservoirs water quality monitoring is an important step in the management of these resources. This study investigated the prediction of dissolved oxygen in a gauging station in the Boulder reservoir (USA) by artificial neural network, multi linear regression and conjunction of wavelet analysis and artificial neural network models. In the proposed wavelet analysis and artificial neural network model, observed time series of dissolved oxygen was decomposed at different scales by wavelet analysis. Then, total effective time series of this water quality index was imposed as inputs to the artificial neural network model for prediction of dissolved oxygen in one month ahead. Results showed that the wavelet analysis and artificial neural network combined model performance were better in prediction rather than the artificial neural network and multi linear regression models. Using wavelet analysis improved the modeling results considerably. In the combined model, determination coefficient, E, and RMSE is obtained 0.96 and 0.22 respectively. Artificial neural network and the combined wavelet with artificial neural network models produced reasonable predictions for the minimum values that lead anaerobic condition in reservoir.
    Keywords: Dissolved oxygen, Wavelet transform, Artificial neural network, Water quality, Dam reservoir
  • Farshad Ahmadi* Pages 171-186
    Accurate estimation of river discharge is one of the important steps to optimum use of water resources. In this study, Support Vector Machines (SVM) and Bayesian Networks (BNs) methods were used to forecast daily discharge of Barandoozchay River. The daily discharge data of Barandoozchay River measured at the Dizaj hydrometric station during 2006 to 2010 was used for modeling, which 80% of the data used for training and remaining 20% used for testing of models. For assessing the role of memory in increasing or reducing of model accuracy, we tested different combinations of input variables. The results showed that at first, the accuracy of models increased with increasing of memory, as the most accuracy obtained in third combination of input variables in both of the methods. After that, with increasing of memory, the accuracy of models decreased. Comparing the performance of SVM and BNs models indicated that the accuracy of the SVM method with the R=0.976 and RMSE=1.80 (m3/s) was slightly more than BNs method with R=0.964 and RMSE=1.96 (m3/s).
    Keywords: Daily discharge forecasting, Bayesian Networks (BNs), Support Vector Machines (SVM), Barandoozchay River
  • Kheyrolah Khademi, Hossein Khozeymehnezhad* Pages 187-201
    In this study, the performance of vane attached to the bridge abutment and the influence of parameters such as height and angle of the vane installing in the reduction of local scour around bridge abutment were investigated. The results showed that the installing angle and height of vane had a significant impact on the reduction of abutment scour. So that the vane height increases, the performance of vane will be improve. Also the results showed that installing angle of 40 ° for vane is most appropriate angle. Following this research, three-dimensional components of velocity were determined with electromagnetic velocimeter around abutment with attached vane and used for drawing flow pattern. Investigation of flow pattern around bridge abutment in case of using submerged vane showed, this structure had the effective role on reduction of local scour by creating a low velocity zone around bridge abutment and control of primary vortexes.
    Keywords: Vane, Bridge abutment, Local Scour, Flow pattern
  • Maryam Alizadeh*, Farhad Mirzie, Timor Sohrabi, Mohammad Reza Yazdani Pages 203-215
    The ways of dealing with density include control of soil moisture control during tillage, the control of vehicle's traffic on the soil, weight reduction and vehicle's contact pressure with soil and changing of soil structure by adding organic material. In order to study of the effect of organic materials and zeolite and their mutual effect at different moisture stages on resistance to pentrometer penetration, organic material factor in four levels (0, 0.5, 1 and 1.5 percent), zeolite factor in four levels (0, 8, 16 and 24 tons per hectare), also soil moisture levels which are in two dry and wet stage at five levels (saturation, capillary crack, final crack, return final crack to capillary crack and when the crack have destroyed) were examined in three replicates as the factorial based on complete randomized blocks design in Rice Research Institute. The results showed that adding plant residues has increased resistance to pentrometer penetration in soil to 37 percent, the reason of increased resistance to pentrometer penetration in treatments containing plant residues, is the levels of plant residues which arent decomposed. While adding plant residues causes reduced resistance to pentrometer penetration will accelerate in wet process. It was also found that resistance to pentrometer penetration with subsidence of soil, volume shrinkage of soil, Bulk density and soil moisture content highly correlated (0.7811- 0.9916). Finally it's recommended that in order to reduction of the resistance to pentrometer penetration, plant residues will be added to the soil for long time.
    Keywords: Penetration resistance, Paddy Soil, Rice
  • Alireza Emadi, Masoumeh Khademi, Saheleh Kakouei* Pages 217-229
    The rule curve as main pattern operation of reservoirs in different months of year and in different conditions of storage reservoir is determining the amount of reservoir release. In this study to planning and water resources management, SOP and Yield models is developed that related to operation of reservoir to storage volume in beginning of the period. Shaheed rajaee dam has been studied in order to efficiency this model in developing of rule curve. In this study, were considered discharges of river at dam site and middle basin between shaheed rajaee dam and tajan diversion dam. Several options were examined in developing model. In this options, assume that to be supplied 100 percent of the drinking requirement, industrial and environmental requirement and 40 to 80 percent of agriculture requirement that middle basin is not able to provide it. Average annual water deficit in the SOP and yield models was achieved 23.6 and 15.16 MCM, respectively. Average and minimum reliability in yield model was 3.81 and 52.29 percent more than SOP model, respectively. Also Maximum Vulnerability in yield model was 80 percent less than SOP model.
    Keywords: Yield Model, Rule Curve, Able to Accommodate, Shaheed Rajaee Dam
  • Omolbani Mohammad Reza Pour* Pages 231-243
    Optimization of the exploitation of dam reservoir is considered as one of the most vital problems in field of water science engineering. This problem has been solved through common optimization methods at present time. One of the most important approaches of optimization is the utilization of meta-heuristic algorithms. In this paper, the imperialist competitive algorithm has been used to solve optimization of exploitation from dam reservoir. The approach has been taken in this study is the application of continuity equation in order to determine the initial position of each country that is named as chain constraints. The results of applying the chain constraints and lack of application of the chain constraints have been compared and consequently these results have been compared with one of well -known Algorithm named as Ant Colony Algorithm. The results indicated that imperialist competitive algorithm without considering the continuity equation , rarelyable to find possible answer and applying the chain constraints to determine the initial position of countries, enhanced the performance of algorithm more efficiently and it leads to even better performance compared to ant colony algorithm, and find an appropriate value for the objective function, so that after running ten times, the mean for objective function for imperialist competitive algorithm was 15.822 and for ant colony algorithm was 48.008.
    Keywords: optimization, Meta, Heuristic Algorithm, Imperialist Competitive Algorithm, Ant Colony Algorithm, chain constraints
  • Maryam Navabiyan*, Nargese Jalilnejad Pages 245-258
    Complexity, variety and improper management of agricultural contaminants and high volume of water losses due to improper design and management of irrigation and drainage systems increase share of agriculture in water resources, soil and environment contamination. Control and reduce pollution of the available nitrogen in the fertilizer is needed to understand the biological cycle in the ecosystem. The aim of this study was to simulate nitrogen cycle and evaluate the impact of soil moisture content on denitrificaton rate under furrow fertigation systems using HYDRUS model. In this regard, field experiments done under constant furrow fertigation in the furrow with 83 meters in length and clay-loam soil texture. The conversion coefficients of nitrogen cycle included dispersion coefficient and order conversions from the parameters of nitrogen cycle based on observational data, soil moisture and nitrate concentrations using inverse modeling techniques that were obtained. To study plant effect on the nitrogen cycle, the model is studied in presence and absence of plant. Statistical indexes such as RMSE and R2; model was used to evaluate the simulation results. The results showed that modified Van Genuchten method performance with statistical indexes RMSE=0.02879 and R2=0.9899, considering presence of plants better estimate of parameter values of nitrogen cycle concentrations in corn furrow irrigation. The maximum soil moisture where denitrificaton occurred, 50% of the saturation value is obtained and compared with the premise Williams (1995), using denitrificaton factor in the simulation of the nitrogen cycle in corn fertigation was led to improved results.
    Keywords: Furrow Irrigation, Nitrogen Simulation, Corn, Denitrification Rate
  • Nader Pirmoradian*, Nasrin Dehghani, Valiollah Karimi, Maryam Navabian Pages 259-270
    To increase productivity of paddy fields, a suitable management of midseason drainage can be considered. This study was conducted to investigate the effect of surface midseason drainage duration in paddy fields of Mazandaran province on surface cracks of soil. The planted rice cultivar was Tarom-Hashemi. A field experiment was done with the six surface drainage duration treatments of 0, 5, 7, 9, 11, 13 days and three replications at Haraz Extension and Technology Development Center. Base on the results, the effects of surface midseason drainage duration on length, width and depth of the soil cracks were significant. Maximum width and length of the soil cracks were 7 mm and 10 cm, respectively, which were gained by 13-day drainage duration treatment. Application of the 11 and 13 days drainage duration treatments significantly increased the depth of soil cracks. With considering the maximum of soil crack depth be less than hardpan depth, applying 17-day midseason drainage duration in study area is recommended.
    Keywords: Paddy soils, Crack, Mid, season drainage, Surface drainage
  • Majid Baghernejad*, Elmira Lotfi, Najaf Ali Karimian, Mehdi Zarei Pages 271-282
    A set of greenhouse experiments in a factorial completely randomized design was conducted to evaluate the effects of arbuscular mycorrhizal fungus (Glomus intraradices), Pseudomonas fluorescence bacteria, and drought stress on potassium absorption by maize (Zea mays) and also on different forms of potassium in a calcareous soil. The factors were consisted of arbuscular mycorrhizal (AM) fungus at two levels: G0 (not inoculated with fungus) and G1 (inoculated with Glomus intraradices), bacteria at two levels: B0 (not inoculated with bacterium) and B1 (inoculated with Pseudomonas fluorescence) and drought stress at four levels: S0 (without stress), S1 (%75 FC), S2 (%50 FC) and S3 (%25 FC). As drought stress increased, the concentration of potassium different forms and uptake increased, and root colonization percent decreased. Co-application of mycorrhizal fungus and bacterium significantly increased root colonization percent. With increasing of drought stress levels, singly using of fungus and co-application of mycorrhizal fungus and bacterium in comparison with non inoculated treatments increased the concentration of potassium different forms and uptake.
    Keywords: Glomus intraradices, Pseunomonas fluoresence, Potassium uptake, Drought stress, Maize
  • Mahdi Esmaeili* Pages 283-294
    The main cause of collapse of bridges is scour around bridge piers. Therefore, knowledge about the effective parameters and estimation of maximum scour depth has an important rule on the safe design of bridges in rivers. The aim of this research is evaluation of optimized ANFIS parameters with GA on prediction of maximum scour depth and comparison with all FIS generator of Matlab Toolbox ANFIS. 48 set of experimental data of scour around incline bridge piers were used. To comparison of performance of results, R2 and RMSE were utilized. Analysis of results showed that GENFIS1 generator of ANFIS toolbox in Matlab had the best performance, which could predict maximum scour with R2 and RMSE, 0.976 and 0.053, respectively. Comparison of predicted scour depths indicated that optimization of ANFIS parameters had better prediction of desired parameters with R2 and RMSE, 0.992 and 0.02537 in comparison of ANFIS toolbox in Matlab software.
    Keywords: Scour depth, Inclined Pier Group, ANFIS, Genetic Algorithm, optimization
  • Samane Eftekhari* Pages 295-305
    Water harvesting can be used to minimize water loss and augment water supplies in watershed systems. Water scarce countries such as some parts of Iran are facing to poor rainfall distribution. Recent initiatives focus to explore more efficient alternatives to water supply and recognition of numerous opportunities to implement runoff harvesting as a means to supplement water availability. The most important step in making use of rainwater harvesting systems is site selection appropriate. Identifying appropriate areas for water harvesting systems results. The aim of this research is developing a framework for spatial assessment of rain water harvesting potential. To assess the potential for runoff generation, A conceptual model of rainfall- runoff has been applied. Integrating this conceptual model and Arc GIS, spatial distribution of runoff potential across the study area has been estimated. Then, prioritization of areas and sub watershed for surface water harvesting Purposes has been carried out based on physical and economic index. The benefit/cost indicator has been use in the economic analysis. The results shows that these economically prioritized sub watershed are those with higher total amount of surface water harvesting potential while have lower establishment costs. It worth to mention that an extensive data set has been used for the spatial assessment purpose, The proposed methodology improve the capability for water resource management in the Golbahar and other similar watersheds.
    Keywords: Runoff harvesting, spatial assessment, Economical evaluation, Golbahar Watershed, city of Mashhad
  • Mohsen Rezanejad Keshteli* Pages 307-315
    Nowadays, investigating forecasting of the hydrological variables behavior and the effective climatological factors on it in the time domain are considered by researchers. Therefore, the usage of time dependent data analysis in the prediction of river discharge rates is statistically valid, and use them for water resources management and infrastructure designing is an inevitable issue. Atrak River is one of the most important water resources in economic, agricultural and environmental issues in the North East of Iran. In recent years, this river had overflow or decline the water levels that certainly affected on river discharge rates. In this paper, we use the data of the six hydrometric stations from 1352-1382 of Atrak river. In this paper, first we have a descriptive analysis of data and then fit suitable models for discharge time series data. At last, with estimate the parameters of the model, predict the distribution of the river flow rate. In fit model and estimate the parameters of the model, Akaike Information Criterion (AIC), Bayesian Information Criterion (BIC) and Mean Square Error (MSE) is important. After fix the variance of the data and remove the trend and seasonality variation and use the Autocorrelation and Partial Autocorrelation plots, we choose the ARIMA(1,0,2)(1,1,2)12 model. At last, with this time series model, we forecast the rate of the river discharge for next year and observe that it will decline in the coming year.
    Keywords: Time series, Forecasting, Autoregressive Moving Average integrated model, Discharge, Atrak River
  • Fatemeh Jafari*, Hamidreza Asgari, Mohsen Hosseinalizade Pages 317-325
    Background And Objectives
    Trees play an important role in all terrestrial ecosystems. Trees can have a main impact by their root system and canopies on conservation, fertility and improve quality of soil. Studies conducted in context of the effect of trees on soil properties indicate that presence of trees have been an important role in improving soil properties under their canopy. Considering the importance and role of trees on the surrounding soil properties, trees management is essential in Programs principles of soil conservation and fertility. One thing that should be considered in this context is the canopy of trees. Therefore, in this study has been paid to investigate of effect of olive trees canopies in an agroforestry system on soil organic matter and nutrient.
    Materials And Methods
    For this study was considered the land under agroforestry system (wheat cultivation in between olive trees) and land under wheat cultivation (control area). In agroforestry system, was considered three treatments of canopy cover: canopy cover with small area, canopy cover with moderate area and large canopy cover. Organic matter was used titration method and soil nitrogen was calculated by using correlation between nitrogen and organic matter. Soil soluble phosphor was determined by Olsen method and spectrophotometer. Measurement of potassium was determined by using ammonium acetate method and flame photometry. Mean weight diameter was measured by wet sieving. To analyze the data from laboratory results were used by SPSS and Excel and for comparison of means were used by test least significant difference (LSD).
    Results
    The results show that different treatments of canopy cover have a significant effect on organic matter, phosphorous and mean weight diameter at 1% and 5% level of significance. Significant correlations have not been observed between different treatments of canopy cover and soil potassium. As a result of the implementation of agroforestry system, increased amount of organic matter from %0.22 to %1.49, nitrogen from %0.01 to %0.074, phosphorus from 0.79 to 1.22 mg/L, potassium from 4.94 to 6.95 mg/L and mean weight diameter from 0.04 to 0.15 mm.
    Conclusion
    The presence of litter fall and wheat debris under trees increased soil organic matter and nutrient and improve soil properties. Agroforestry system can be as an approach to increase of soil fertility and help to prevent of soil erosion especially in arid zone because of combination of several different systems (trees, crops and pasture). Today, due to increase of population has followed increasing demand for food. This led to increased utilization of agricultural land and loss of soil fertility. Agroforestry system as a sustainable agricultural can increase soil fertility in long term.
    Keywords: soil quality, soil conservation, aggregated stability, soil nutrient, root system, canopy cover