فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال بیست و پنجم شماره 2 (خرداد و تیر 1397)

نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال بیست و پنجم شماره 2 (خرداد و تیر 1397)

  • 330 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1397/04/04
  • تعداد عناوین: 19
|
  • شقایق هوایی*، اردوان کمالی، نورایر تومانیان، محمدرضا مصدقی صفحات 1-23
    سابقه و هدف
    یکی از مهم ترین اهداف علم خاک شناسی بررسی و شناخت تغییر و تحول محیط سطحی زمین در گذشته و استفاده از الگوی کشف شده برای پیش بینی تغییر و تحولات محیطی در آینده، به منظور بهبود مدیریت سرزمین است. از این رو و به منظور درک چگونگی تکوین و تکامل اراضی دشت آبرفتی رودخانه زاینده رود، پژوهش پیش رو در بخشی از اراضی مسیر کنونی رودخانه در مقیاس مطالعاتی نیمه تفضیلی طراحی شد.
    مواد و روش ها
    سطوح زمین ریختی با استفاده از تفسیر استریوسکوپی عکس های هوایی با مقیاس 1:20000 و بر اساس سیستم طبقه بندی سلسله مراتبی زینک تعیین شدند. تعداد 48 خاک رخ با فواصل 1 کیلومتر در یک کیلومتر براساس شیوه رایج مطالعات نیمه تفصیلی خاک و طبق الگوی نمونه برداری شبکه ای منظم در واحد های زمین ریختی تفکیک شده، حفر گردید. بر اساس نتایج آزمایشگاهی، رده بندی خاک ها مطابق با کلید رده بندی آمریکایی(2014) نهایی شد. درجه تکامل خاک ها طبق شاخص تکامل خاک رخ هاردن (PDI) برای هشت خاک رخ شاهد مورد بررسی قرار گرفت.
    یافته ها
    طبق مطالعات پیشین، مسیر رودخانه زاینده رود در طول زمان جریان آن، یک مسیر واحد و تعداد تراس های مربوطه در دشت زاینده رود تنها سه مورد فرض می شد. در آخرین پژوهش انجام شده، مشخص شد که رودخانه زاینده رود در طول زمان، سه مسیر جداگانه را طی نموده است. اما تا کنون هیچگونه مطالعه ای پیرامون تفکیک تراس های آن در مسیرهای سه گانه انجام نشده است. در این پژوهش، تفسیر استریوسکوپی عکس های هوایی و بازدیدهای صحرایی نشان داد که مسیر کنونی رودخانه زاینده رود خود شامل یک مجموعه با سه تراس است که هر یک از این سه تراس نیز شامل زیرتراس هایی می باشند. همچنین بررسی های صحرایی و آزمایشگاهی نشان داد که 48 خاک رخ حفرشده در این پژوهش در قالب چهار تحت رده argids، calcids، cambids و orthents قرار دارند که در نهایت شامل هشت فامیل خاک متفاوت شده اند. خاک رخ های مذکور بر اساس حضور، عدم حضور و عمق و سایر ویژگی های ژئومورفیک افق های مشخصه آرجیلیک، کلسیک و کمبیک متفاوت بوده و بر اساس مقادیر محاسبه شده شاخص PDI، برای خاک رخ های شاهد درجه تکامل آنها مشخص شده و به اثبات رسید.
    نتیجه گیری
    نتایج نشان داد که پوشش خاکی در سطح سه تراس مسیر کنونی رودخانه زاینده رود، دارای تنوعی بیش تر از آن چه پیش از این گزارش شده، می باشد و این تنوع نشان دهنده تفاوت در سن تراس های مذکور است. مطالعات خاک شناسی نیز مشخص کرد که خاک های تراس اول مجموعه مسیر کنونی رودخانه، دارای بیشترین مقدار PDI و تکامل نسبت به خاک های دو تراس دیگر می باشند. در پوشش خاکی تراس اول وجود افق های مشخصه آرجیلیک و کلسیک موید این نتیجه است. از سوی دیگر خاک های موجود در تراس دوم نیز نسبت به خاک های تراس اول میزان شاخص PDI و درجه تکامل کم تر و نسبت به خاک های مربوط به تراس سوم درجه تکامل بیش تری داشتند. بنابراین می توان نتیجه گیری کرد که اراضی آبرفتی رودخانه ای در مسیر کنونی زاینده رود مستقلا دارای سه تراس سنی متفاوت هستند؛ در حقیقت تراس های سه گانه خود شامل چند تراس حد واسط می باشند. از نتایج این مطالعه می توان پیش بینی نمود که تعدادی تراس در مسیرهای قبلی رودخانه وجود دارد که برای اثبات آن ها احتیاج به تحقیق بیشتری است.
    کلیدواژگان: سطوح زمین ریختی، مسیرهای زاینده رود، زیرتراس، شاخص PDI
  • علیرضا عرب عامری*، خلیل رضایی، مجتبی یمانی، کورش شیرانی صفحات 25-48
    سابقه و هدف
    مدیریت ذخایر آب زیرزمینی به صورت پایدار یک چالش اصلی می باشد. هدف از ارزیابی ذخایر آب زیرزمینی فراهم کردن اطلاعات در رابطه با وضعیت حال حاضر ذخایر آب و فراهم کردن درکی از وضعیت آب های زیرزمینی در آینده می باشد. در سال های اخیر، پژوهشگران مختلفی تلاش کرده اند تا پتانسیل منابع آب زیرزمینی را با استفاده از روش های مختلف داده محور و دانش محور به همراه تکنیک های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی ارزیابی کنند. هدف اصلی از این پژوهش شناسایی پارامترهای موثر در ذخیره آب های زیرزمینی و ارزیابی پتانسیل آب های زیرزمینی با استفاده از روش ترکیبی داده محور در حوزه آبخیز نجف آباد می باشد.
    مواد و روش ها
    منطقه مورد مطالعه بین طول جغرافیایی 46 52 50 تا 48 41 51 طول شرقی و 06 18 32 تا 12 50 32 عرض شمالی واقع شده است. به طور کلی به منظور تهیه نقشه پتانسیل آب های زیرزمینی 4 مرحله باید اجرا گردد که شامل 1- تهیه نقشه پراکندگی چاه های آب زیرزمینی و تقسیم آن به دو گروه آموزشی و اعتبارسنجی. داده های آموزشی به منظور محاسبه رابطه آماری بین چاه ها و فاکتورهای زمین محیطی موثر در ایجاد آب های زیرزمینی استفاده می شود و داده های اعتبارسنجی به منظور اعتبارسنجی نتایج استفاده می شود. 2- ایجاد پایگاه داده. در این مرحله، لایه های پارامترهای موثر در ایجاد آب های زیرزمینی با استفاده از منابع مختلف مانند پیمایشات میدانی و سنجش از دور تهیه گردید. تمامی لایه ها جهت استفاده در آنالیزهای بعد تبدیل به فرمت رستر گردند. 3- محاسبه ارتباط بین موقعیت چاه های آموزشی و فاکتورهای موثر در ایجاد آب های زیرزمینی با استفاده از مدل شاخص آنتروپی و کلاس های آنها با استفاده از تابع شواهد قطعی. سپس نقشه پتانسیل آب های زیرزمین تهیه و با روش شکست های طبیعی به 4 کلاس طبقه بندی گردید. 4- اعتبارسنجی نتایج و مقایسه کارایی مدل در شناسایی مناطق دارای پتانسل آب زیرزمینی با مدل های انفرادی.
    نتایج
    نتایج آنالیز تست هم خطی بین 20 پارامتر زمین محیطی موثر در ایجاد آب های زیرزمینی مورد استفاده در این پژوهش نشان داد که مقادیر Tolerance و VIF 15 متغیر بزرگتر از 1/0 و کوچکتر از 10 بوده است. در نتیجه این پارامترها برای مدل سازی انتخاب گردیدند. وزن های محاسبه شده برای هر یک از فاکتورها با استفاده از مدل شاخص آنتروپی نشان داد که موثرترین فاکتورها در ایجاد آب های زیرزمینی در منطقه مطالعاتی فاصله از گسل، کاربری اراضی/پوشش سطحی و زمین شناسی می باشد. نتایج صحت سنجی مدل ها نشان داد که مقدار مساحت زیرمنحنی برای مدل های شواهد قطعی، شاخص آنتروپی و مدل ترکیبی شواهد قطعی-شاخص آنتروپی به ترتیب 660/0، 431/0 و 899/0 می باشد که بیانگر این است که مدل ترکیبی بهتر از مدل های شواهد قطعی و شاخص آنتروپی عمل نموده است.
    نتیجه گیری
    مهمترین نتیجه گیری این پژوهش این است که رویکرد ترکیبی تابع شواهد قطعی-شاخص آنتروپی در ترکیب با تکنیک های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی ابزار قدرتمندی را برای تهیه نقشه پتانسیل آب های زیرزمینی در منطقه مطالعاتی فراهم کرده است. بر اساس نتایج مدل ترکیبی، مناطقی که بوسیله پتانسیل آب زیرزمینی خیلی زیاد پوشیده شده است، 26/45 درصد از کل منطقه می باشد که بیانگر این است که منطقه مطالعاتی دارای پتانسیل آب زیرزمینی بالایی می باشد. نتایج حاصل از این پژوهش می تواند جهت مدیریت موثر منابع آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، مدل سازی، پارامترهای زمین محیطی، مدل ترکیبی، حوزه نجف آباد
  • شاهرخ فاتحی *، کامران افتخاری، جلال قادری قادری صفحات 49-69
    سابقه و هدف
    مدیریت چالش های جهان امروز مانند امنیت غذایی و مسائل زیست محیطی، نیازمند اطلاعات رقومی خاک با صحت و دقت کافی و با قدرت تفکیک مکانی ریز است. نقشه های خاک عمدتا در مقیاس کوچک قابل دسترس هستند. با وجود این، در طی دو دهه اخیر با ظهور روش های نقشه برداری و مدل سازی رقومی خاک، امکان انبوهش زدایی مکانی واحدهای نقشه خاک فراهم شده است. انبوهش زدایی مکانی واحدهای نقشه خاک، روشی است که توزیع مکانی کلاس های منفرد خاک را مدل سازی می کند. طی این فرایند اطلاعات نقشه ی خاک از مقیاس کوچک (قدرت تفکیک مکانی درشت) به مقیاس بزرگ (قدرت تفکیک مکانی ریز) تبدیل می شود و برای اجرای آن، روش های آماری و داده کاوی مورد استفاده قرار می گیرد. هدف از انجام این پروژه، استفاده از روش انبوهش زدائی و یکنواخت سازی واحدهای نقشه خاک از طریق بازچینی توسط درختان طبقه بندی (دسمارت ) برای انبوهش زدایی واحدهای نقشه نیمه تفصیلی خاک است.
    مواد و روش ها
    ناحیه مورد مطالعه با وسعتی حدود 14083.9 هکتار در استان کرمانشاه قرار دارد. نقشه ی خاک منطقه از 5 واحد نقشه تشکیل شده است و در کل واحدهای نقشه مرکب از 4 زیرگروه خاک می باشند. در این پژوهش، با استفاده از مدل های رقومی ارتفاع با قدرت تفکیک مکانی 10 متر، نقشه ی متغیرهای کمکی شامل ارتفاع، درصد شیب، جهت شیب، تحدب، تابش مستقیم، شاخص رسوب و شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا، شاخص خیسی، عمق دره و فاصله عمودی تا شبکه آبراهه تهیه گردید. همچنین از تصاویر ماهواره ای لندستETM+7، برای تولید متغیر کمکی شاخص رس، شاخص اندازه ذرات و شاخص پوشش گیاهی نرمال شده استفاده شد. نقشه زمین شناسی با مقیاس 1:100000 نیز به عنوان متغیر کیفی ورودی به کار رفت. سپس مدل دسمارت برای انبوهش زدایی نقشه خاک منطقه مورد مطالعه اجرا شد. روش دسمارت از درون واحدهای نقشه به طور تصادفی نمونه برداری نموده و از درختان طبقه بندی الگوریتم C5.0 برای تولید نقشه های سطوح احتمال توزیع کلاس های منفرد خاک استفاده می کند. ارزیابی نقشه های سطوح احتمال با استفاده از داده های اعتبارسنجی شامل 82 نیمرخ خاک و معیارهای مستخرج از ماتریس درهمی شامل صحت تولیدکننده، صحت کاربر، صحت کلی و ضریب کاپا انجام شد. همچنین شاخص آسیمگی بین نقشه احتمال کلاس خاک مرتبه اول و دوم محاسبه گردید. شاخص آسیمگی بیان مختصری از درجه آسیمگی کلاس های خاک است.
    یافته ها
    فاصله عمودی تا شبکه آبراهه، ارتفاع، لیتولوژی، شاخص اندازه ذرات و شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا از مهم ترین متغیرهای پیش بینی کننده مدل درختان طبقه بندی بودند. شاخص آسیمگی نزدیک به یک، که گسترش فراوانی در ناحیه مورد مطالعه دارد احتمال وقوع یکسان زیرگروه های خاک در هر موقعیت مکانی در هر دو نقشه احتمال کلاس خاک مرتبه اول و دوم را نشان می دهد. اعتبارسنجی نقشه های سطوح احتمال نشان می دهد که صحت کلی احتمال کلاس خاک مرتبه اول (44 درصد)، احتمال کلاس خاک مرتبه دوم (28 درصد) و احتمال کلاس خاک مرتبه سوم (11 درصد) می باشد. این نتایج بیانگر کارایی نسبتا خوب این روش برای تولید نقشه رقومی کلاس های منفرد خاک است. اما ضرایب کاپا برای نقشه های سطوح احتمال خاک مرتبه اول، دوم و سوم به ترتیب 0.04، 0.02 و 0.08- به دست آمد. پایین بودن ضرایب کاپا را می توان ناشی از ماهیت واقعی داده ها یعنی غالب بودن زیرگروه تیپیک کلسی زرپتز در نقشه سنتی خاک، نقشه پیش بینی مدل دسمارت و داده های اعتبارسنجی دانست.
    نتیجه گیری
    روش دسمارت قادر است احتمال وقوع تمام کلاس های خاک ناحیه مورد مطالعه که توزیع آن ها در واحدهای نقشه نامشخص است را پیش بینی نماید و فرصتی برای تولید نقشه های رقومی کلاس خاک هنگامی که داده های میراثی خاک و متغیرهای کمکی در دسترس هستند فراهم می کند. چنین خروجی هایی می تواند به فهم روابط سیمای اراضی و خاک کمک کند.
    کلیدواژگان: انبوهش زدایی مکانی، نقشه رقومی خاک، کلاس خاک، واحد نقشه
  • تصمیم گیری تخصیص آب در شرایط عدم قطعیت با استفاده از بهینه سازی چندهدفه همتای استوار
    امید نصیری قیداری، صفر معروفی * صفحات 71-89
    سابقه و هدف
    نظر به وجود عدم قطعیت در داده های مرتبط با مسائل منابع آبی، ضرورت طراحی سیستم بهینه منابع آب که از اطمینان پذیری بالایی در شرایط وقوع عدم قطعیت برخوردار باشد، بیش از پیش احساس می گردد. ماهیت چندبعدی مسائل تخصیص بهینه آب نیز منجر شده که لحاظ نمودن اهداف متضاد چندگانه درون مدل های بهینه سازی اجتناب ناپذیر باشد. هدف از این تحقیق ارائه یک مدل بهینه سازی کمی-کیفی است که ضمن برقراری تعادل میان اهداف اقتصادی و زیست محیطی، در برابر عدم قطعیت های موجود، استوار باقی بماند.
    مواد و روش ها
    با کمک اهداف بیشینه نمودن درآمد کل سیستم و کمینه نمودن بار آلودگی ورودی به رودخانه، مدل قطعی تحقیق ساخته شده و در مطالعه موردی سیستم رودخانه ای دز-کارون به کار گرفته شد. با مد نظر قراردادن عدم قطعیت جریان رودخانه و نیازهای آبی و به کارگیری رویکرد بهینه سازی استوار برتسیماس و سیم، مدل قطعی به یک مدل بهینه سازی چندهدفه استوار ارتقاء یافت. حساسیت مدل استوار نسبت به تغییرات سطوح عدم قطعیت و نیز احتمال تخطی قید مختلف مورد بررسی قرار گرفت. حل مسئله از طریق روش اپسیلون محدودیت انجام شد و ارزیابی مدل استوار از طریق مقایسه نتایج آن با مدل قطعی صورت پذیرفت. نقطه زانوی جبهه پارتو به عنوان جواب انتخابی از میان مجموعه جواب های بهینه، مورد استفاده قرار گرفت.
    یافته ها
    نتایج حاصل از به کارگیری روش توسعه یافته در تخصیص بهینه منابع آب مطالعه موردی این تحقیق مبین کارایی و توانایی آن در حل سریع و دقیق مسئله بود. مقایسه جواب بهینه نقاط زانو نشان داد که مقاوم سازی مدل بهینه سازی در برابر عدم قطعیت ها به صورت لحاظ نمودن سطح عدم قطعیت و احتمال تخطی قیود 1/0 به منظور جلوگیری از شکست در تامین آب، ملزم به کاهش بهره برداری از آب رودخانه از 5/8301 به 9/7368 میلیون متر مکعب در سال و تعدیل درآمد اقتصادی حاصل سیستم از 1،636،808 به 1،365،693 میلیون ریال در سال در مقایسه با مدل قطعی می باشد. این شرایط موجب بهبود وضعیت بارآلودگی تولیدی از 53،949 به 48،505 تن در سال خواهد شد. نتایج نشان داد که رویکرد استوار مورد استفاده در این مطالعه قادر است بدون افزودن پیچیدگی به مدل قطعی، امکان ایمن سازی شده نتایج حاصل در برابر عدم قطعیت ها را فراهم آورد و تصمیم گیر می تواند با تعیین سطح عدم قطعیت و مقدار احتمال تخطی قید، درجه استواری مدل تخصیص منابع آب را انتخاب نموده و امکان سازش میان مقادیر اهداف و سطح اطمینان پذیری سیستم را فراهم آورد.
    نتیجه گیری کلی: نتایج حاکی از رضایت بخش بودن، قابلیت اطمینان بالا و انعطاف پذیری مدل استوار پیشنهادی این تحقیق می باشد. بر این اساس مدل خطی ارائه شده در این مطالعه ضمن کاربری ساده، می تواند به عنوان یک ابزار تصمیم گیری کآرا جهت تخصیص بهینه منابع آب مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تخصیص آب، روش اپسیلون محدودیت، عدم قطعیت، همتای استوار، نقطه زانو
  • علی محوحی*، فایز رئیسی، علیرضا حسین پور صفحات 91-110
    سابقه و هدف
    خاک ممکن است به طور طبیعی ازجمله نزدیکی به مواد معدنی و سنگ معدن و فعالیت های صنعتی بشر با غلظت بالایی از فلزات سنگین آلوده شود.سرب (Pb)،معمولا مسبب آلودگی خاک است و عامل کاهش قابل توجه فعالیت زیستی خاک در نظر گرفته می شود.گیاه پالایی فن آوری نوظهور و کم هزینه ای است که با بهره گیری از گیاهان و موجودات زنده باعث حذف، تبدیل یا تثبیت آلاینده ها در آب، رسوبات و یا خاک می شود. بنابراین موفقیت گیاه پالایی به اثر متقابل بین ریز/درشت جانداران و ریشه گیاهان در ریزوسفر بستگی دارد.هدف این پژوهش بررسی پیامد مایه زنی جداگانه و هم-زمان کرم خاکی قارچ و باکتری بر قابلیت دسترسی و استخراج و یا تثبیت عنصر سرب توسط گیاه ذرت در خاک آلوده به سرب با اندازه گیری غلظت و جذب سرب در اندام هوایی و زیرزمینی گیاه می باشد.
    مواد و روش ها
    خاک آلوده از منطقه معدن سرب باما واقع در جنوب غربی اصفهان جمع آوری شد. بذر ذرت، پس از استریل سطحی و جوانه زنی، به گلدان های حاوی 4 کیلوگرم خاک آلوده به سرب (استریل شده در دمای oC 121 به مدت 2ساعت) منتقل شدند.آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل(2×2×2) انجام شد.فاکتور ها شامل 1) کرم خاکی (بدون کرم و با کرم خاکی ایزینیا فتیدا (Eisenia foetida))، 2) قارچ میکوریزا (بدون قارچ و با قارچ میکوریزا (ترکیبی از Funneliformis mosseae و Septoglomus constrictum)) و 3) باکتری (بدون باکتری و با باکتری (ترکیبی از Bacillus sp.و Bacillus licheniformis)). پس از گذشت 3ماه از دوره رشد تحت شرایط گلخانه، اندام هوایی ذرت از سطح خاک جدا شد. ریشه و اندام هوایی به طور جداگانه به منظور تعیین غلظت سرب هوا خشک، توزین و آسیاب شدند. به منظور عصاره گیری سرب ریشه و اندام هوایی از روش خاکستر استفاده شد و توسط دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. غلظت سرب خاک با روش DTPA-TEA اندازه گیری شد. فاکتور های تجمع زیستی، انتقال و اصلاح برای هر تیمار محاسبه شد.
    یافته ها
    به طور کلی تلقیح گیاه با این جانداران، وزن خشک ریشه و اندام هوایی، سرب قابل دسترس خاک، جذب سرب و فاکتور های تجمع زیستی و اصلاح سرب را افزایش داد. بیشترین وزن خشک اندام هوایی در تیمار های هم زمان کرم خاکی- میکوریزا و میکوریزا-باکتری با افزایش 2/3 برابری نسبت به شاهد مشاهده شد. سرب قابل دسترس خاک نیز در تیمار هم زمان کرم خاکی-میکوریزا-باکتری نسبت به شاهد حدود 3 برابر بیشتر بود. بیشترین مقدار جذب سرب در ریشه و اندام هوایی ذرت در تیمار همزمان کرم خاکی-میکوریزا-باکتری مشاهده شد. علاوه براین، تجمع زیستی سرب در ریشه ذرت در تمام تیمارها، به ویژه در تیمار میکوریزا به تنهایی، بیشتر از یک بود. اگرچه فاکتور انتقال سرب برای گیاه ذرت کمتر از یک بود، اما تنها تیمار هم زمان کرم خاکی و باکتری این نسبت را به بیش از یک(32/1) افزایش داد. این در حالی است که قارچ میکوریزا فاکتور انتقال را نسبت به تیمار شاهد کاهش داد. حداکثر فاکتور اصلاح سرب (14/0%)توسط ذرت با افزایش 23 برابری نسبت به شاهد در تلقیح هم زمان کرم خاکی-میکوریزا-باکتری مشاهده شد اما به اندازه ای نبود که جهت اصلاح خاک آلوده به کار رود.
    نتیجه گیری
    با وجود افزایش قابل توجه غلظت سرب در ذرت، جذب سرب آن به اندازه ای نیست که برای استخراج عملی سرب استفاده شود. همچنین با توجه به مقادیر فاکتور های تجمع زیستی، انتقال و اصلاح زیستی، گیاه ذرت در فرآیند تثبیت گیاهی خاک مفیدتر بوده و بنابراین قارچ میکوریزا به عنوان عامل بهبود دهنده تثبیت گیاهی در افزایش رشد گیاه و همچنین ممانعت از سمیت گیاه از طریق جلوگیری از انتقال سرب به اندام هوایی موثر است. حضور قارچ میکوریزا موجب رشد بهتر گیاه در تیمارهای کرم خاکی و باکتری شد،به ویژه در شرایط طبیعی که حضور هر سه موجود زنده با یکدیگر محتمل تر است، که می تواند نقش بسزایی در کاهش سمیت و رشد گیاهان در مناطق آلوده داشته باشد.
    کلیدواژگان: کرم خاکی، قارچ میکوریزا، ریزوباکتری، فاکتور تجمع زیستی، فاکتور انتقال
  • عبدالله طاهری تیزرو، میلاد قلعه بان تکمه داش *، حمید زارع ابیانه صفحات 111-130
    سابقه و هدف
    تحلیل گروداران یکی از فاکتورهای کلیدی و تاثیرگذار در موفقیت سیاست های مدیریتی در هر زمینه ای است. این ابزار آمار مفیدی در مورد افرادی که در طرح های مدیریت منابع آب اثرگذار هستند ارائه می دهد. اطلاعات حاصل از تحلیل گروداران می تواند به عنوان ورودی مدل ها و تحقیقات دیگر در نظر گرفته شوند که جهت برنامه ریزی طرح ها و سیاست های آینده و ارزیابی میزان موفقیت آن ها استفاده می شوند. استفاده از روش های مدیریت مشارکتی در اجرای طرح های مدیریت منابع آب میزان مشارکت گروداران را در مناطق مختلف بررسی می کند و اثر ایشان را در موفقیت طرح های مدیریتی ارزیابی می نماید. مشارکت گروداران به ترتیب با منافع و قدرت و به تبع آن اهمیت ایشان در ارتباط است. مدل سازی قدرت گروداران و بررسی ارتباط آن میان سایر خصوصیات ایشان ارائه اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این تحقیق ارائه راهکاری جهت تدقیق و تسهیل تحلیل گروداران است، لذا مدلی برای شبیه سازی اهمیت و قدرت گروداران در شبکه آبیاری قزوین جهت تحلیل سیاست های مدیریتی در حوزه مدیریت منابع آب ارائه شده است.
    مواد و روش ها
    جهت جمع آوری اطلاعات اولیه برای مدل سازی و شناسایی خصوصیات گروداران، از پرسشنامه ها و برگزاری جلسات مصاحبه با گروداران کلیدی استفاده شده است. به منظور تعیین گروه های کلیدی گروداران از تحلیل سلسله مراتبی همراه با تلفیق نظرخبره استفاده شد. با استفاده از چهارچوب-های تحلیل گروداران که از پیش تبیین شده بودند مدل شبیه سازی و واسنجی خصوصیات گروداران تعریف و ایجاد شد. جهت واسنجی و تخمین پارامترهای مدل شبیه سازی خصوصیات گروداران از الگوریتم ژنتیک استفاده شد. سپس قدرت و اهمیت گروداران با استفاده از مدل خصوصیات ایشان ارزیابی شد و نتایج آن واسنجی و با روش های پیشین مقایسه گردید.
    یافته ها
    از تحلیل سطح آگاهی گروداران مشخص شد که عوامل آگاهی دهنده در میان گروداران مانند رسانه یا سایر گروه ها بایستی اطلاعات بیشتری در زمینه منابع آب منطقه داشته باشند. از سوی دیگر آگاهی پایین سیاست مداران که نقش مهمی در تامین منابع آب در منطقه ایفا می کنند نگران کننده است. برخی از گروداران در گروه سیاستمداران و مدیران سازمان ها از لحاظ جایگاه اجتماعی در منطقه از مقبولیت قابل توجهی برخوردار هستند که باعث می شود جزو شاخص ترین گروداران قرار گیرند. از لحاظ اهمیت نیز گروداران در گروه های سیاست مداران و مدیران جزو قدرتمندترین افراد و مصرف کنندگان شهری ضعیف ترین گروداران از این منظر هستند. همچنین مشخص شد که مدل ارائه شده از دقت قابل قبولی برخوردار است به طوری که میانگین خطای مطلق در ارزیابی شبیه سازی اهمیت 487/0 بدست آمد. نتایج تحقیقات نشان داد که بین سطح دانش، منابع، رهبری، قدرت و اهمیت گروداران اندرکنش وجود دارد. از سوی دیگر خطرات بالقوه و فرصت های ایجاد گروه های گروداران تبیین شدند. از نتایج دیگر این تحقیق می توان به تعیین اندرکنش های پنهان بین گروداران نام برد که با استفاده از چهارچوب تئوری گروداران تبیین شده اند.
    نتیجه گیری
    این تحقیق در راستای کمک به مدیران و تصمیم گیرندگان شبکه آبیاری قزوین انجام گرفت تا از این طریق بتوانند عواقب ناشی از فشارهای گروداران ذی نفوذ در بهره بردای بیش ازحد از منابع آب را مشاهده کنند. نتیجه کلی حاصله مشخص کرد که ایجاد دیدگاه مثبت در مورد حفاظت از منابع آب از طریق کاهش گروداران مخالف با استفاده از ایجاد منافع بومی و ارائه تسهیلات قابل انجام است. بنابراین تشویق گروداران مخالف در راستای حفاظت از منابع آب در منطقه می تواند تشکل های حامی منابع آب را در وضعیت بهتری نسبت به گروداران مخالف قرار دهد. نتیجه دیگر اینکه، با بکارگیری تحلیل گروداران به صورت مستمر می توان کمک شایان ذکری برای مشاهده اندرکنش های گروداران و تشخیص فرصت های بالقوه در راهکارهای مدیریتی انجام داد.
    کلیدواژگان: منابع آب، تحلیل گروداران، قدرت، شبیه سازی، بهینه سازی
  • سروه مرادی، کمال نبی اللهی*، سید محمد طاهر حسینی صفحات 131-149
    سابقه و هدف
    کیفیت خاک یکی از مهم ترین عوامل در ارزیابی مدیریت خاک می باشد لذا شناخت همه خصوصیات کیفیت خاک از قبیل فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ضروری می باشد .تخریب جنگل و تغییر کاربری اراضی بر تغییرات ویژگی های خاک تاثیر گذاشته و منجر به کاهش کیفیت خاک می شود. علاوه بر این، خصوصیات خاک به موقعیت توپوگرافی نیز بستگی دارد. منطقه مریوان در استان کردستان جزو مناطق جنگلی زاگرس می باشد که با توجه به افزایش جمعیت در چند دهه اخیر و افزایش نیاز به غذا مورد تهدید قرار گرفته و بخش های از آن تحت کشت زراعت رفته است. هدف از این تحقیق بررسی اثر تخریب جنگل و جایگاه شیب بر روی کیفیت و تحول خاک در غرب استان کردستان می باشد.
    مواد و
    روش
    8 نیمرخ خاک در جایگاه های مختلف (شانه شیب، پشته شیب، پای شیب و پنجه شیب) دو شیب تپه مجاور هم، تحت کاربری های زراعت و جنگل (با شرایط یکسان) حفر و تشریح شدند. علاوه بر این در هر کاربری در هر موقعیت شیب، 3 نمونه خاک از عمق 20-0 سانتی متری برداشت شد. ویژگی های بافت خاک، شن ریز، کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، رطوبت ظرفیت مزرعه ای، رطوبت نقطه پژمردگی دائم، هدایت الکتریکی، اسیدیته، کربنات کلسیم معادل، ازت کل، فسفر در دسترس، پتاسیم در دسترس، نفوذپذیری، شدت تنفس میکروبی، تخلخل، نسبت جذب سطحی سدیم (SAR)، رطوبت قابل استفاده و فرسایش پذیری خاک اندازه گیری و محاسبه شدند.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که موقعیت های پایین شیب (پنجه شیب و پای شیب) دارای مقادیر بیشتر رس، کربن آلی، رطوبت قابل دسترس، شن ریز، سیلت، ازت کل، فسفر قابل دسترس، پتاسیم قابل دسترس، ظرفیت تبادل کاتیونی، نفوذپذیری و شدت تنفس میکروبی و مقادیر کمتر کربنات کلسیم معادل، هدایت الکتریکی، فرسایش پذیری، pH و SAR در مقایسه با موقعیت های بالای شیب بودند. خاک های تشکیل شده در موقعیت های پایین شیب دارای عمق و تحول بیشتری در مقایسه با موقعیت های بالای شیب بودند. همچنین نتایج نشان داد دو کاربری (جنگل و زراعت) از لحاظ مقدار جرم مخصوص ظاهری، تخلخل، سلیت، رس، کربنات کلسیم معادل، شن ریز، pH، ماده آلی، شدت تنفس میکروبی، نفوذپذیری، نیتروژن کل، فرسایش پذیری و رطوبت قابل دسترس دارای اختلاف معنی داری بودند و تغییر کاربری اراضی جنگلی به زراعی منجر به تخریب مالی سولزها شده است. بنابراین، خصوصیات خاک وابسته به موقعیت شیب و نوع کاربری بوده و این عوامل، ویژگی ها و تحول خاک را تحت تاثیر قرار داده اند.
    نتیجه گیری
    نتایج نشان داد تخریب جنگل در منطقه مریوان منجر کاهش کیفیت خاک از طریق کاهش معنی دار کربن آلی، تنفس میکروبی، ازت کل، ظرفیت تبادل کاتیونی، تخلخل، نفوذپذیری و رطوبت قابل استفاده و افزایش معنی دار جرم مخصوص ظاهری، اسیدیته، SAR، شن ریز، فرسایش پذیری و سیلت شده است. همچنین تخریب جنگل و تغییر کاربری اراضی به دلیل کشت و کار منجر به کاهش مقدار ماده آلی و تخریب ساختمان خاک افق مالیک شده است. لذا افق مالیک به اکریک تبدیل شده و رده های انتی سولز و اینسپتی سولز در کاربری زراعت تشکیل شده اند. علاوه بر این نتایج نشان داد که موقعیت های مختلف شیب بر مقدار جرم مخصوص ظاهری، شن، سلیت، رس، نفوذپذیری، فرسایش پذیری، رطوبت قابل دسترس، pH، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، شدت تنفس میکروبی، نیتروژن، فسفر، ظرفیت تبادل کاتیونی و پتاسیم خاک موثر بوده و دارای اختلاف معنی داری هستند. این نتایج نشان می دهد مدیریت کنونی اراضی مورد مطالعه، کیفیت خاک را متاثر ساخته و منجر به تخریب اراضی می گردد. بنابراین، حفاظت خاک مناطق شیب دار با ممانعت از جنگل تراشی در جنگل های مریوان و استفاده از اراضی مطابق با قابلیت شان جهت حفظ کیفیت خاک و اراضی ضروری است.
    کلیدواژگان: خاک های جنگلی، مریوان، مالی سولز، تغییر کاربری اراضی
  • مرضیه رشیدی جوشقان *، حسین علی بهرامی، قربانی واقعی صفحات 151-167
    سابقه و هدف
    ایران به دلیل واقع شدن در کمربند خشک و نیمه خشک جهان همواره با مشکل کم آبی و خشکسالی های متناوب مواجه است. در سال های اخیر در زمینه حفاظت منابع آب شهری، به ویژه آبیاری فضای سبز توجه زیادی شده است. به دلیل نقش کلیدی چمن در طراحی و احداث فضای سبز و اهمیت بالای آن در امنیت روانی جامعه، حفظ کیفیت مطلوب چمن در تمام سال ضروری است. آزمایش حاضر با هدف بررسی میزان تامین رطوبت زیرسطحی مورد نیاز و تحریک رشد طولی ریشه در مقایسه با روش های مرسوم انجام شد.
    مواد و روش ها
    آزمایش حاضر در سال 93- 1392 در دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس به صورت آزمایش کرت های دو بار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با نه تیمار و سه تکرار انجام شد. فاکتورهای اصلی شامل روش آبیاری بارانی (شاهد)، آبیاری زیرسطحی به روش کپسول های رسی متخلخل زیرسطحی، آبیاری تلفیقی و فاکتورهای فرعی شامل بدون کاربرد سوپرجاذب، سوپرجاذب A200 و سوپرجاذب آکریل آمید بودند. آبیاری بر اساس رطوبت خاک انجام شد. در طول آزمایش تغییرات رطوبت خاک، حجم آب مصرفی، رنگ و تراکم چمن و طول ریشه اندازه گیری شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد نمودار تغییرات رطوبت در همه ی تیمارها دارای یک روند مشابه و میزان رطوبت همواره بین ظرفیت زراعی و حداکثر تخلیه مجاز قرار داشت و گیاه تحت تنش آبی نبوده است. میزان حجم آب مصرفی در تیمارهای آبیاری بارانی، تلفیقی و زیرسطحی به ترتیب 4/7158، 6/4972 و 8/4243 متر مکعب بر هکتار بوده است. که در تیمار آبیاری زیرسطحی و تلفیقی نسبت به آبیاری بارانی به ترتیب 41 و 31% حجم آب مصرفی کاهش نشان داد. این روند کاهش در اثر کاربرد سوپرجاذب ها نیز مشاهده شد. به طوری که تیمار آبیاری زیرسطحی با سوپرجاذب سوپرآب با 68/51 % کاهش، کمترین حجم آب مصرفی در آبیاری بوده است.بیشترین طول ریشه مربوط به تیمار آبیاری زیرسطحی (56/23 سانتی متر) و کمترین مربوط به تیمار آبیاری بارانی (50/20 سانتی-متر) بود که در سطح 5% معنی دار شد. افزایش سوپرجاذب ها منجر به افزایش عمق ریشه شد که در سطح 1% معنی دار بود. همچنین نتایج نشان داد تراکم و رنگ در بین تیمارها معنی دار نبوده است.
    نتیجه گیری
    با توجه به پاسخگویی نیاز آبی چمن با سیستم آبیاری زیرسطحی به روش کپسول های رسی متخلخل می توان از این روش به عنوان یک روش جدید آبیاری برای بهینه سازی مصرف آب استفاده شود. با این حال برای تبدیل شدن این سیستم به عنوان یک روش کاربردی در آبیاری چمن صرف نظر از کاهش حجم آب مصرفی، نیاز به کاهش هزینه اجرای آن در مقایسه با سایر روش-های موجود است.
    کلیدواژگان: آبیاری زیرسطحی، چمن (Turf grass)، کم آبیاری، سوپرجاذب
  • علیرضا واعظی *، سعید رحمتی، حسین بیات صفحات 169-185
    سابقه و هدف
    پایداری خاکدانه یک شاخص فیزیکی مهم برای بیان حساسیت خاک ها به فرسایش می باشد. بسته به اندازه ی خاکدانه، پایداری خاکدانه می تواند دچار تغییر شود. برخی روش ها شامل الک خشک، الک تر و رهاسازی قطره ی آب، به طور رایج برای ارزیابی پایداری خاکدانه ها در سراسر دنیا مورد استفاده قرار می گیرند. شاخص میانگین وزنی قطر خاکدانه های پایدار در هر دو روش الک خشک و الک تر مورد استفاده قرار می گیرد و در روش آزمون قطره ی آب، تعداد قطره ی مورد نیاز برای تخریب خاکدانه تعیین می شود. این شاخص ها تنها برای ارزیابی پایداری خاکدانه در نمونه های خاکدانه ی با اندازه ی یکسان انجام می شود. بنابراین استفاده از این شاخص ها در نمونه های خاکدانه ی با اندازه ی مختلف ممکن است سبب برخی از خطاها در ارزیابی حساسیت خاک به فرسایش شود. بنابراین، این مطالعه به منظور ارائه ی شاخص مناسب پایداری خاکدانه برای اندازه های خاکدانه در برابر فرسایش بین شیاری در یک نمونه خاک منطقه ی نیمه خشک انجام گرفت.
    مواد و روش ها
    چهار کلاس اندازه ی خاکدانه شامل کوچک تر از 2، 2 تا 4، 4 تا 8 و 8 تا 11 میلی متر از یک خاک کشاورزی با بافت لوم رسی در غرب زنجان، واقع در شمال غرب ایران جمع آوری شد. حدود 600 کیلوگرم نمونه از هر اندازه ی خاکدانه از عمق صفر تا 30 سانتی متر با استفاده از الک های مربوطه از زمینی کشاورزی از حجمی معادل 10 مترمکعب خاک برداشت شد. نمونه های خاکدانه به کرت هایی با ابعاد 120 سانتی متر در 130 سانتی متر تحت شیب 9 درصد منتقل شدند. در مجموع 12 کرت با استفاده از طرح بلوک های کامل تصادفی برای چهار کلاس اندازه ی خاکدانه با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. کرت ها در معرض هفت رخداد باران شبیه سازی شده با شدت یکسان 70 میلی متر بر ساعت به مدت 30 دقیقه با فواصل زمانی هفت روز قرار گرفتند. در پایان هر رخداد مقدار هدررفت خاک هر اندازه ی خاکدانه اندازه گیری شد. پایداری خاکدانه در برابر ضربه ی مکانیکی (MWDdry)، خیس شدن در آب (MWDwet) و ضربه ی قطره ی آب (WDT) به ترتیب با استفاده از روش های الک خشک، الک تر و رهاسازی قطره ی آب برای هر کلاس اندازه خاکدانه تعیین شد. به علاوه پایداری خاکدانه به ازای جرم خاکدانه به ترتیب برای هر سه روش با شاخص های MWDdry-m، MWDwet-m و WDTm بیان شد. در کنار آن، سایر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی شامل توزیع اندازه ی ذرات، سنگ ریزه، چگالی ظاهری، ضریب آب گذری اشباع، کربن آلی و کربنات کلسیم در آزمایشگاه اندازه گیری شدند.
    یافته ها
    بر اساس نتایج، هم بستگی مثبت معنی دار بین اندازه ی خاکدانه و پایداری خاکدانه اندازه گیری شده با روش های خشک (99/0=r)، الک تر (89/0=r) و آزمون قطره ی آب (93/0=r) وجود داشت. با افزایش اندازه ی خاکدانه، پایداری خاکدانه بر اساس این روش ها، افزایش یافت. با این وجود ارزیابی پایداری خاکدانه به ازای جرم خاکدانه نشان داد که هم بستگی منفی بین اندازه ی خاکدانه و پایداری خاکدانه به ازای جرم خاکدانه در روش الک تر (95/0-=r)، الک خشک (88/0-=r) و آزمون قطره ی آب (88/0-=r) وجود دارد. اگرچه خاکدانه های درشت نسبت به خاکدانه های کوچک، پایداری بیش تری در برابر تنش های خارجی مانند ضربه ی مکانیکی، خیس شدن در آب و ضربه ی قطره ی آب دارند اما پایداری آن ها نسبت به جرم خود، کم تر از خاکدانه های کوچک می باشد. بر خلاف انتظار، هدررفت خاک هر کلاس اندازه ی خاکدانه با افزایش پایداری خاکدانه اندازه گیری شده با روش های خشک، الک تر و آزمون قطره ی آب افزایش یافت در صورتی که هدررفت خاک با افزایش پایداری خاکدانه ی تعیین شده در این سه روش به ازای جرم خاکدانه کاهش یافت.
    نتیجه گیری
    این پژوهش نشان داد که شاخص های MWDwet ، MWDdry و WDT، شاخص هایی مناسب برای ارزیابی پایداری اندازه های خاکدانه در یک خاک در برابر فرسایش بین شیاری نیستند؛ بلکه پایداری خاکدانه ی تعیین شده در این سه روش به ازای جرم خاکدانه مفهومی بهتر برای ارزیابی حساسیت اندازه های خاکدانه به فرسایش بین شیاری هستند. در این میان، MWDwet-m، به عنوان مناسب ترین شاخص در این زمینه است.
    کلیدواژگان: پایداری خاکدانه به ازای جرم، روش آزمون قطره ی آب، روش الک تر، روش الک خشک، زنجان
  • محمد رحمانیان *، علیرضا حسین پور صفحات 187-202
    سابقه و هدف
    فرایندهای ریزوسفر نقش مهمی در قابلیت استفاده روی در خاک ها دارد. ویژگی های فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی خاک ریزوسفری به دلیل فعالیت های موجود در ریزوسفر با توده خاک متفاوت است. در پژوهش حاضر، تاثیر EDTA، اسید سیتریک و عصاره کود مرغی بر قابلیت استفاده روی در ریزوسفر ذرت رقم سینگل کراس 704 در دو خاک آلوده با بافت متفاوت به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در شرایط گلخانه ای بررسی شد.
    مواد و روش ها
    اسید سیتریک و EDTA در سطوح غلظتی صفر، 5/0 و 1 میلی مول بر کیلوگرم خاک و عصاره کود مرغی در سطوح غلظتی صفر، 5/0 و 1 گرم بر کیلوگرم خاک استفاده شدند. تعداد سه بذر ذرت در هر ریزوباکس کاشته شد. بعد از 10 هفته گیاهان برداشت شدند و خاک ریزوسفری و توده جدا شدند. کربن آلی محلول (DOC)، کربن بیوماس میکروبی (MBC) و روی قابل استفاده (با استفاده از 4 روش عصاره گیری شیمیایی شامل DTPA-TEA، AB-DTPA، مهلیچ 3 و روش بر پایه ریزوسفر) در خاک ریزوسفری و توده تعیین شدند.
    یافته ها
    ویژگی های خاک ریزوسفری با خاک توده متفاوت بود. نتایج نشان داد که در هر دو خاک کربن آلی محلول و کربن بیوماس میکروبی در خاک ریزوسفری به صورت معنی داری (05/0p≤) از توده خاک بیشتر بود، در حالی که pH کاهش معنی داری (05/0p≤) در خاک ریزوسفری نسبت به خاک توده یافت. در هر دو خاک روی عصاره گیری شده با عصاره گیرهای مختلف در خاک ریزوسفری به صورت معنی داری (05/0p≤) کمتر از توده خاک بود. دامنه تغییرات روی استخراج شده با عصاره گیرها از 00/9 تا 00/75 میلی گرم بر کیلوگرم در خاک لوم شنی، و از 57/0 تا 46/81 میلی گرم بر کیلوگرم در خاک لوم رسی بود. بیشترین مقدار روی با استفاده از روش مهلیچ 3 و کمترین مقدار آن با استفاده از روش بر پایه ریزوسفر عصاره گیری شد. با افزودن کلات کننده ها به خاک مقدار روی قابل استفاده افزایش یافت.
    نتیجه گیری
    نتایج این تحقیق نشان داد که در هر دو خاک قابلیت استفاده روی در خاک ریزوسفری کمتر از خاک توده بود. در خاک لوم شنی بیشترین مقدار روی در تیمار اسید سیتریک (1 میلی مول بر کیلوگرم) و کمترین مقدار آن در تیمار شاهد عصاره گیری شد، در حالی که در خاک لوم رسی بیشترین مقدار روی در تیمار EDTA(1 میلی مول بر کیلوگرم) و کمترین مقدار آن در تیمار 1 گرم بر کیلوگرم عصاره کود مرغی عصاره گیری شد. میانگین روی عصاره گیری شده باDTPA-TEA ، AB-DTPA و مهلیچ 3 به صورت معنی داری (05/0p≤) در خاک لوم رسی بیشتر از خاک لوم شنی بود. میانگین روی عصاره گیری شده با روش بر پایه ریزوسفر به-صورت معنی داری (05/0p≤) در خاک لوم شنی بیشتر از خاک لوم رسی بود.
    کلیدواژگان: کلات کننده، قابلیت استفاده، ریزوسفر، خاک لوم شنی، خاک لوم رسی
  • مسعود کرباسی*، محمد قاسمیان، مهدی اسدی صفحات 203-218
    سابقه و هدف
    بررسی ضریب مقاومت در جریان ها به ویژه در جریان های آزاد، کانال ها و رودخانه ها از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از عوامل تاثیر گذار بر مقاومت جریان شکل بستر در آبراهه ها می باشد. ریزساختار های کلاستری از جمله شکل های بستر در رودخانه های مناطق کوهستانی می باشند که از نظر بیولوژیک و همچنین هیدرولیک ریزجریان ها (جریان های ثانویه) حائز اهمیت هستند. مطالعه در زمینه شناخت و تاثیرات کلاستر ها در سرتاسر دنیا بسیار نوپا بوده است. هدف پژوهش حاضر بررسی آزمایشگاهی تاثیر شکل کلاستر و اندازه ذرات سازنده کلاسترها بر ضریب زبری جریان می باشد.
    مواد و روش ها
    برای بررسی تاثیر شکل و اندازه ذرات تشکیل دهنده کلاسترها، آزمایشهایی در یک کانال آزمایشگاهی به طول 20 متر، عرض6/0 متر و ارتفاع 6/0 متر انجام گرفت. با استفاده از ذرات سنگریزه با سه اندازه متفاوت 5/9، 5/12، 5/15 میلی متری درفلوم آزمایشگاهی، کلاسترهای با شکل های کپه ای، خطی و حلقه ای ساخته و مورد بررسی قرار گرفتند. دو ضریب زبری دارسی ویسباخ و مانینگ با استفاده از اندازه گیری شیب سطح آب محاسبه گردیدند.
    یافته ها
    نتایج پژوهش حاضر نشان داد که کلاسترهای خطی شکل دارای کمترین تاثیر بر میزان ضریب مقاومت جریان هستند. کلاسترهای حلقه ای و کپه ای دارای ضریب زبری بیشتری نسبت به کلاستر خطی هستند لیکن هر دو تقریبا دارای تاثیر یکسانی بر مقاومت جریان هستند. نتایج این دو شکل از کلاستر، برای ذرات 5/9 و 5/12 میلی متری بسیار نزدیک به هم بوده ولی برای ذرات 5/15 میلی متری ضریب زبری کلاستر کپه ای بالاتر از ضریب زبری اشکال دیگر است. همچنین با افزایش قطر ذرات سنگریزه سازنده کلاسترها میزان ضریب زبری مانینگ افزایش پیدا می کند. با انجام آزمایش ها با ذرات سنگریزه با قطرهای مختلف، درصد تغیرات ضریب زبری نسبت به حالت بدون کلاستر برای کلاستر کپه ای در ذرات 5/9، 5/12 و 5/15 میلی متر به ترتیب 47، 52 و 75 بوده است. برای کلاسترهای حلقه ای شکل و ذرات5/9، 5/12و 5/15 میلی متری درصد تغییرات به ترتیب 48، 49 و 75درصد بدست آمدند و این درصد برای کلاسترهای خطی شکل برای ذرات 5/9 میلی متری19 درصد و ذرات 5/12 و 5/15میلی متری به ترتیب 37 و 67درصد مشاهده شدند که نشان دهنده افزایش مقاومت جریان با افزایش اندازه قطر ذرات است. همچنین نتایج نشان داد که در آزمایش ها افزایش عدد فرود موجب کاهش ضریب زبری می گردد.
    نتیجه گیری
    نتایج بدست آمده از آزمایش ها این نکته را به خوبی روشن ساخت که بسترهای کلاستری با اثر گذاری بر روی جریان باعث افزایش ضریب مقاومت می گردد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که کلاسترهای کپه ای دارای بیشترین اثر بر مقاومت جریان هستند.
    کلیدواژگان: ضریب زبری، ریزساختار های کلاستر، کلاستر خطی، کلاستر کپه ای، کلاستر حلقه ای
  • محمد هادی معیری*، مصطفی مقدمی راد، احسان عبدی، حجت قربانی واقعی صفحات 219-233
    سابقه و هدف
    جاده های جنگلی موجب دسترسی آسان به منابع جنگلی شده و بدون وجود آنها نمی توان مدیریت مناسب بر عملیات بهره برداری ، حمل ونقل، حفاظت و اکوتوریسم اعمال نمود. از سوی دیگر جاده های جنگلی یکی از مهمترین منابع اصلی تولید رسوب در مناطق جنگلی به شمار می روند. امروزه فرسایش خاک و پیامدهای ناشی از آن، یکی از مهم ترین چالش های مدیریت جاده ها به شمار رفته و به طور جدی منابع آب و خاک را تهدید می کند. بنابراین نیاز است تا فرسایش خاک در جاده های جنگلی بررسی و شدت آن به صورت کمی تعیین شود. اندازه گیری میزان فرسایش خاک تحت شرایط طبیعی هزینه بر و زمان بر است. در این زمینه باران ساز ابزار مناسبی جهت جمع آوری اطلاعات رواناب و فرسایش در شرایط طبیعی منطقه به ویژه برای جاده های جنگلی است. مطالعات مختلفی عوامل موثر بر فرسایش آبی را در جاده های جنگلی مورد تحقیق قرار داده اند که نتایج آن ها بیان گر آن بود که رابطه معناداری بین میزان فرسایش خاک با درصد شیب جاده، پوشش گیاهی، اقلیم، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک ها، ترافیک جاده دارد. این پژوهش برای شناخت بهتر نقش پوشش گیاهی در کنترل فرسایش خاک، تولید رواناب و رسوب در ترانشه های خاکبرداری جاده جنگلی انجام شد.
    مواد و روش ها
    تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر درصد تراکم پوشش گیاهی ترانشه خاکبرداریجاده جنگلی بر مقدار رواناب، غلظت رسوب و هدررفت خاک، آستانه ظهور رواناب و ضریب رواناب در طرح جنگلداری کوهمیان آزادشهر انجام شده است. تیمارهای پوشش گیاهی شامل فاقد پوشش گیاهی، کمتر از 25 درصد، 25- 50 درصد، 50-75 درصد و 75- 100 درصد با 4 تکرار در سطح پلات یک متر مربعی در قالب طرح کامل تصادفی و با استفاده از یک دستگاه شبیه ساز باران با شدت 80 میلی متر در ساعت به مدت زمان 15دقیقه با جمع آوری رواناب نظیر هر 3 دقیقه یک بار انجام گردید.
    یافته ها
    براساس نتایج به دست آمده، متوسط رواناب تولیدی ایجاد شده در پنج سطح فاقد پوشش گیاهی، کمتر از 25درصد، 25-50 درصد، 50-75 درصد و 75-100 پوشش گیاهی به ترتیب 7/24، 82/17، 78/12، 23/5 و 64/2 لیتر بر مترمربع، متوسط غلظت رسوب تولیدی به ترتیب66/15، 41/9 و 37/7، 07/5 و 39/2 گرم در لیتر، متوسط هدررفت خاک به ترتیب 93/386، 27/167، 72/93، 57/26 و 86/8 گرم بر مترمربع، آستانه شروع رواناب 12، 75، 150، 75/238 و 75/365 ثانیه، ضریب رواناب به ترتیب 8/47، 62/35، 71/25، 58/10 و 27/5 درصد برآورد گردید. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که تفاوت معنی داری در بین مقادیر مختلف مولفه های رواناب و هدررفت درصدهای مختلف پوشش گیاهی ترانشه جاده وجود دارد و نتایج آزمون توکی نیز نشان داد که با افزایش پوشش گیاهی، میزان رسوب و رواناب به طور معنی داری کاهش می یابد.
    نتیجه گیری
    اثر پوشش گیاهی ترانشه جاده جنگلی روی مقدار رواناب، غلظت رسوب، هدررفت خاک، آستانه ظهور رواناب و ضریب رواناب کاملا« معنی دار بوده و به عبارت دیگر، مقدار رواناب و هدررفت خاک با تراکم پوشش گیاهی رابطه معکوس و معنی-دار دارد. پوشش گیاهی تاثیر و نقش مثبتی در کاهش مولفه های رواناب و رسوب ترانشه های جاده های جنگلی دارد.
    کلیدواژگان: رواناب، هدرفت خاک، شبیه سازباران، پوشش گیاهی ترانشه، شدت بارندگی
  • حسین اسدی*، محمد جعفری، افشین اشرف زاده، آرزو شریفی صفحات 235-250
    سابقه و هدف
    تغییر اقلیم می تواند با تغییر الگوی بارش فرسایش خاک را به عنوان مهم ترین عامل تخریب اراضی جهان، تحت-تاثیر قرار دهد. بنابراین ارزیابی خطر فرسایش خاک و ارزیابی اثر تغییرات اقلیمی بر آن امری ضروری به نظر می رسد. هدف از این تحقیق که در حوزه آبخیز ناورود در استان گیلان انجام شد، بررسی اثر تغییر اقلیم در آینده بر خطر فرسایش و تلفات خاک می باشد.
    مواد و روش ها
    در تحقیق حاضر، روند تغییر اقلیم در استان گیلان با استفاده از برخی متغیرهای موثر اقلیمی با استفاده از نرم افزار XLSTAT بر مبنای آمار دو ایستگاه رشت و بندرانزلی بررسی شد. سپس خطر فرسایش خاک با تلفیق نسخه تجدیدنظر شده معادله جهانی هدررفت خاک، سامانه اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور در حال حاضر و دو دوره 20 ساله آینده، در حوزه آبخیز ناورود مورد ارزیابی قرار گرفت. لایه های اطلاعاتی مربوط به عامل های K، LS، C و P معادله جهانی تجدیدنظر شده هدررفت خاک از پژوهش قبلی اخذ شد. مدل گردش عمومی جو و سه سناریوی A1B، A2 و B1 به منظور بررسی تغییر اقلیم استفاده شد. بر مبنای خروجی این مدل و با استفاده از آمار روزانه بارش در دوره پایه 2007-2002 و مدل LARS-WG، بارش روزانه دو دوره 20 ساله 2065-2046 و 2099-2080 برای سه ایستگاه خرجگیل، خلیان و ناو که در درون حوزه واقع شده اند، شبیه سازی شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که بارندگی در آینده در دو ایستگاه خلیان و ناو، کاهش و در ایستگاه خرجگیل، افزایش می یابد. با این وجود، به دلیل افزایش شدت بارندگی ها، در تمامی حالت ها میزان عامل فرسایندگی باران در آینده بیش تر از دوره پایه می باشد. بر اساس نتایج به دشت آمده، خطر فرسایش در دوره پایه بین صفر تا بیش از 77 تن در هکتار در سال، برای دوره 2065-2046، بین صفر تا بیش از 115 تن در هکتار در سال و در دوره 2099-2080 بین صفر تا بیش از 98 تن در هکتار در سال متغیر است.
    نتیجه گیری
    نتایج نشان داد طی دوره های آینده، میزان فرسایندگی به علت افزایش شدت بارندگی افزایش می یابد. بیش تر سطح حوزه دارای خطر فرسایش کم، و نواحی جنوب غرب حوزه و بخش های میانی شمال آن عمدتا دارای خطر فرسایش زیاد هستند. هم چنین بررسی نتایج نشان می دهد با وجود این که فرسایندگی باران در تعدادی از ایستگاه ها بیش ترین میزان است، اما مقدار فرسایش آن ها زیاد نیست، که می تواند به علت تاثیر پوشش گیاهی باشد. افزایش تراکم پوشش گیاهی به ویژه اگر از نوع پوشش متراکم جنگلی باشد، می تواند تاثیر فرسایندگی باران را کاهش داده و در نتیجه خطر فرسایش کم شود.
    کلیدواژگان: فرسایندگی باران، مدل LARS-WG، معادله جهانی هدررفت خاک تجدیدنظر شده، سناریوی تغییر اقلیم
  • صابر جمالی*، حسین شریفان صفحات 251-266
    سابقه و هدف
    از آنجایی که یکی از اهداف مهم در کشاورزی پایدار با توجه به بحران منابع آبی، افزایش بهره وری مصرف آب می باشد لذا استفاده از تکنیک هایی جهت رسیدن به این مهم ضروری است. با توجه به کمبود آب های با کیفیت، بیش از پیش استفاده از آب های نامتعارف (آب دریا) مورد توجه است. یکی از تکنیک های استفاده از آب های شور (آب دریا) در آبیاری، اختلاط با آب معمولی می باشد. هدف از انجام این پژوهش نیز بررسی اثر سطوح متفاوت شوری بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه کینوا (Capsicum annum L) رقم Titicaca تحت شرایط گلخانه ای بود.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق از 5 سطح اختلاط آب دریا و آب شهری، جهت بررسی اثر آن بر روی عملکرد و اجزای عملکرد گیاه کینوا استفاده شد. این تحقیق بر پایه طرح کاملا تصادفی و با 3 تکرار در سال 95 در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در شرایط گلخانه ای و در گلدان اجرا گردید. گلخانه مورد استفاده در شمال کشور ایران و در شهر گرگان با موقعیت جغرافیایی 36 درجه و 51 دقیقه طول شمالی و 54 درجه و 16 دقیقه عرض شرقی و ارتفاع 3/13 متر از سطح دریا واقع بود. بافت خاک مورد استفاده در این طرح سیلتی رسی بود. سطوح مختلف شوری مورد بررسی در این تحقیق شامل (صفر، 15، 30، 45 و 60 درصد اختلاط آب دریا و آب شهری) بود. دانه های گیاه کینوا در این تحقیق در عمق 5/2 سانتی متری کاشته شد و نیاز آبی گیاه نیز بر اساس تبخیر از سطح تشت کلاس A اندازه گیری شد. پس از گذشت 6 ماه گیاهان برداشت شده و وزن خشک ریشه و بوته، وزن هزار دانه، عملکرد و ارتفاع بوته جمع آوری گردید. قبل از شروع ازمایش خواص شیمیایی و فیزیکی آب و خاک مورد استفاده در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفت. در انتها تحلیل آماری صفات مورد بررسی با استفاده از نرم افزار SAS (ver 9.0) انجام گرفت. مقایسه میانگین ها نیز با استفاده از آزمون LSD در سطح 5 درصد انجام شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که شوری بر وزن خشک اندام هوایی، ارتفاع بوته، عملکرد و وزن هزار دانه در سطح احتمال یک درصد معنی دار بوده، ولی بر وزن خک ریشه در سطح 5 درصد معنی دار بود. در این تحقیق نتایج نشان دهنده اثر منفی شوری بر روی کلیه صفات مورد بررسی بود. نتایج نشان داد که تیمار 15 درصد اختلاط آب دریا و آب شهری در مقایسه با سایر رژیم های مورد بررسی پس از تیمار شاهد دارای بیشترین میزان وزن خشک ریشه و بوته، وزن هزار دانه و عملکرد در واحد سطح بوده ولی در صفت ارتفاع بوته بیشترین مقدار در تیمار 15 درصد اختلاط آب دریا و آب شهری مشاهده شد.
    نتیجه گیری
    نتایج نشان داد که افزایش شوری از صفر به 15 درصد اختلاط آب دریا بترتیب وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، عملکرد و وزن هزار دانه را به میزان 8/9، 9/9، 1/2 و 4/23 درصد کاهش داد. همچنین نتایج نشان داد که روش اختلاطی، تا حد زیادی اثرات منفی ناشی از استفاده آب های شور به صورت خالص را کاهش داد.
    کلیدواژگان: آب دریا، عملکرد، کینوا، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، وزن هزار دانه
  • زهرا ابوسعیدی، کورش قادری*، مجید رحیم پور، محمد مهدی احمدی صفحات 267-282
    تجمع اجسام شناور در اطراف پایه و تکیه گاه های پل موجب کاهش سطح مقطع رودخانه، انحراف جریان، افزایش سرعت جریان و تغییر در الگوی آبشستگی می گردد. یکی از مباحث مهم در طراحی پل بر رودخانه ها، بررسی اثرات منفی ناشی از تجمع اجسام شناور چوبی می باشد این اجسام چوبی، وضعیت گوناگونی از لحاظ شکل جمع شدگی و نحوه قرارگیری در جلوی پایه های پل دارند که بیشتر در طبیعت به شکل مکعب مستطیل در جلو پایه تجمع می یابند. تاثیر اجسام شناور بر آبشستگی پایه پل توسط محققین مختلف مورد بررسی قرار گرفته ولی تاکنون مطالعه کاملی برای بررسی اثر تجمع اجسام شناور بر الگوی جریان و مشخصه های چاله آبشستگی در حالت ترکیب پایه و تکیه گاه پل صورت نگرفته است. از این رو در این پژوهش تاثیر اجسام شناور با خصوصیات هندسی مختلف بر الگوی جریان و آبشستگی بستر در اطراف تکیه گاه و پایه پل به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش تاثیر فاصله بین پایه و تکیه گاه و نیز مشخصات هندسی اجسام شناور (شامل ضخامت، طول موثر و شکل آن ها) بر روی آبشستگی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها در آزمایشگاه تحقیقاتی هیدرولیک و سازه های آبی بخش مهندسی آب دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام شد. کانال آزمایشگاهی دارای طول 8 متر، عرض 80 سانتی متر و ارتفاع 60 سانتی متر می باشد. مدل پایه پل (قطر 3cm) و تکیه گاه (6cm*12cm) از جنس گالوانیزه انتخاب گردید. تکیه ستر رسوبی به ضخامت 16 سانتی متر از رسوبات با اندازه متوسط 91/0d50= تشکیل شده بود. برای جلوگیری از شسته شدن رسوبات، بستر کاذب در بالادست و پایین دست بازه مطالعاتی نصب شد. از اجسام منشوری مستطیلی، مثلثی و نیمه-استوانه ای به عنوان مدل اجسام شناور استفاده شد (ضخامت نسبی اجسام شناور (T_d/D) در محدوده 1 تا 3 و طول نسبی اجسام شناور(D_d/D) در محدوده 4 تا 10 متغیر می باشد). سرعت آستانه حرکت ذرات رسوبی و حداکثر سرعت مربوط به آزمایش-های این تحقیق به ترتیب 4/0 و 2/0 متر بر ثانیه می باشد که نشان می دهد، کلیه آزمایش ها در شرایط آب زلال انجام گرفت. نتایج نشان داد که با کاهش فاصله نسبی بین تکیه گاه و پایه پل (G/D) از 66/6 به 33/3 مقدار عمق حداکثر آبشستگی در اطراف پایه پل و تکیه گاه به ترتیب 8 و 5/12 درصد افزایش یافت. همچنین اجسام شناور مستطیلی در مقایسه با سایر شکل های مورد بررسی بیشترین عمق آبشستگی را ایجاد کردند. با افزایش ضخامت نسبی اجسام شناور استوانه ای(T_d/D) از 1 به 3 عمق حداکثر در اطراف پایه پل و تکیه گاه به ترتیب 6/7 و 1/24 درصد افزایش یافت. آزمایش ها نشان داد که طول موثر اجسام شناور نیز تاثیر قابل توجهی بر ابعاد حفره آبشستگی دارد به طوری که عمق حداکثر آبشستگی در حضور اجسام شناور استوانه ای با طول نسبی (D_d/D) 10 در مقایسه با آزمایش شاهد برای پایه و تکیه گاه پل به ترتیب 8/50 و 58 درصد بیشتر بوده است. بر اساس نتایج این پژوهش مشخص گردید که عمق آبشستگی ایجاد شده در حضور اجسام شناور با ضخامت نسبی اجسام شناور رابطه مستقیمی داشته است به طوری که با دو برابر شدن ضخامت نسبی اجسام شناور مستطیلی، عمق آبشستگی در پایه و تکیه گاه پل به ترتیب 2/1 و 05/1 برابر شد. با افزایش قطر نسبی، ابتدا عمق آبشستگی افزایش یافت و سپس به یک مقدار تقریبا ثابتی رسید. بطور مثال برای اجسام شناور مستطیلی با تغییر طول نسبی از 4 به 10، عمق آبشستگی در پایه و تکیه گاه پل به ترتیب 4/22 و 2/10 درصد افزایش یافت ولی برای طول های نسبی بزرگتر، تغییری در عمق آبشستگی مشاهده نشد. همچنین با کاهش فاصله بین پایه و تکیه گاه پل، حداکثر عمق آبشستگی در مقایسه با آزمایش شاهد به طور قابل توجهی افزایش یافت.
    کلیدواژگان: حداکثر عمق آبشستگی، اجسام شناور، تکیه گاه پل، پایه پل
  • حسین شریعتی، سعید رضا خداشناس*، کاظم اسماعیلی صفحات 283-296
    سابقه و هدف
    یکی از روش های مناسب برای آبگیری از رودخانه های کوهستانی، بکارگیری آبگیر کفی مشبک می-باشد. از اشکال مختلف آبگیرهای کفی که تاکنون کمتر مورد مطالعه قرار گرفته، استفاده از آبگیرهای کفی با محیط متخلخل است که بلحاظ کاهش مشکلات کف های مشبک و هزینه کم طراحی و اجرا می تواند جایگزین مناسبی برای آبگیرهای کفی مشبک باشد. با توجه به جدید بودن ایده استفاده از آبگیر کفی با محیط متخلخل و محدودیت اطلاعات کافی جهت طراحی و ساخت این نوع آبگیر در پژوهش حاضر سعی شده است با در نظر گرفتن شرایط منطبق بر واقعیت رفتار هیدرولیکی این آبگیرها مورد بررسی قرار گیرد .
    مواد و روش ها
    به منظور مدل کردن آبگیر کفی با محیط متخلخل و انجام آزمایش ها از یک کانال آزمایشگاهی با طول 10 متر، عرض 30 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر با جدار شیشه ای بعنوان کانال اصلی و کانالی شیشه ای با طول 1 متر، عرض 45 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر بعنوان کانال انحراف استف اده شد. جهت تعبیه آبگیر در فاصله 5 متری از ابتدای کانال اصلی با در نظر گرفتن یک فضا خالی به گونه ای که در این فضا امکان اجرای سه طول cm45= L3، cm30=L2 ، cm15=L1 ، سه ارتفاع cm20= H3، cm15=H2 ، cm10=H1 و سه شیب %20= S3، %10= S2 ، %0=S1 برای آبگیر فراهم بود، استفاده شد. محیط داخل آبگیر از 4 نوع دانه بندی با قطر متوسط mm 75/17=P4 ، mm 30/15=P3 ، mm 41/13=P2 ، mm72/9 =P1 پرگردید . در هر آزمایش با عبور دبی های مختلف از روی آبگیر و اندازه گیری میزان دبی انحرافی، نسبت های دبی منحرف شده به دبی کل ( ) در مقابل دبی کل جریان بالادست ( ) برای مدل های مختلف آبگیر ترسیم و تاثیر پارامترهای مختلف بر میزان دبی منحرف شده توسط آبگیر کف متخلخل مورد بررسی قرار گرفت. برای اندازه گیری دبی از سرریزهای لبه تیز مستطیلی واقع در ابتدا و انتهای کانال اصلی استفاده شد.
    یافته ها
    نتایج آزمایش ها حاکی از آن بود که با افزایش دبی ورودی میزان دبی انحرافی افزایش می یابد اما نسبت دبی انحرافی به دبی ورودی روند کاهشی دارد. افزایش قطر سنگدانه ها محیط آبگیر افزایش دبی انحرافی از آبگیر را بهمراه دارد به گونه ای که بیشترین میزان دبی انحرافی مربوط به دانه بندی نوع P4 بود که این امر ناشی از بیشتر بودن فضاهای خالی در این دانه بندی بندی است. افزایش ضریب یکنواختی مصالح داخل آبگیر موجب پرشدن خلل و فرج و کاهش تخلخل و بتبع آن کاهش مجاری عبور جریان و تقلیل دبی انحرافی از آبگیر شد. بررسی دبی انحرافی برای طول و ارتفاعات مختلف آبگیر نشان داد که افزایش طول آبگیر از L1 به L3 و نیز افزایش ارتفاع آبگیر از H1 به H3 موجب افزایش دبی انحرافی می گردد. میزان جریان انحرافی با افزایش شیب سطح آبگیر روند کاهشی دارد. این کاهش می تواند ناشی از تغییر ناگهانی شیب سطح آبگیر در محل ورود جریان به ناحیه محیط متخلخل و جداشدگی جریان در این ناحیه باشد.
    نتیجه گیری
    بر اساس تحلیل ابعادی و داده های بدست آمده از آزمایش ها و استفاده از برازش چند متغیره بین پارامترهای بی بعد استخراج شده رابطه ای برای محاسبه ضریب دبی آبگیر کفی متخلخل با ضریب تبیین915/0ارائه گردید. مقایسه نتایج ضریب دبی جریان اندازه گیری شده و نتایج محاسباتی همبستگی مناسب بین داده های آزمایشگاهی و مقادیر ریاضی تخمین شده را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: آبگیری از رودخانه، آبگیرکفی، ضریب دبی، محیط متخلخل
  • امیرحسین جان زاده * صفحات 297-305
    سابقه و هدف
    حفظ منابع آب و بهره برداری اقتصادی و عادلانه از آن، یک مساله جهانی است. امروزه به علت کمبود منابع آب در بسیاری از نقاط جهان مناقشات بر سر دستیابی به منابع آب از مرزهای ملی گذشته و دسترسی به این منابع به یک هدف استراتژیک در تعامل بین کشورها تبدیل شده است. براساس آماری که موسسه منابع جهان در سال 2015 منتشر کرده است، 33 کشور جهان با تنش آبی در سال 2040میلادی روبرو خواهند شد که ایران در رتبه 13 این کشورها قرار دارد. با توجه به میزان متوسط بارش در ایران و نیز با در نظر گرفتن میزان منابع آب و سرانه مصرف در کشور، ایران را می توان از جمله کشورهایی که با خظر کمبود منابع فیزیکی آب روبرو است در نظر گرفت. هدف از این پژوهش تامین آب سالم جهت مصارف کشاورزی به عنوان پرمصرف ترین بخش آبی کشور و حتی مصارف آشامیدنی بدون استفاده از منابع آب شیرین و تنها با بهره مندی از رطوبت موجود در هوا می باشد.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش طراحی یک سیستم نوین جهت استحصال آب پاک از طریق رطوبت هوا با استفاده از روش کتابخانه ای و روش های آماری و تحلیلی مدنظر است. سیستم در نظر گرفته شده در این پژوهش با هدایت هوای گرم بیرون به داخل کانالی در عمق زمین دمای آن را کاهش داده و تا حد اشباع خنک می کند تا از این طریق بخشی از رطوبت هوا از آن جدا شده و به شکل قطرات آب بر جداره کانال ظاهر گردد. سپس آب به دست آمده در یک تانکر ذخیره شده و مورد استفاده قرر می گیرد.
    یافته ها
    میزان آب به دست آمده در این روش بسته به اقلیم و شرایط موثر دیگر متفاوت است. در این پژوهش دستگاه در اقلیم بندر عباس مورد بررسی قرار گرفته است و آب به دست آمده روزانه بین 5 تا 20 لیتر در هر ساعت در ماه های گرم می باشد.
    نتیجه گیری
    نتایج پژوهش نشان می دهد که می توان با به کار گیری شیوه بیان شده تا حد قابل قبولی به ویژه در مناطق گرم و مرطوب به آب پاک و خالص دست یافت. البته ذکر این نکته ضروریست که تمامی محاسبات در این بخش بر مبنای نظریه ها و روابط تئوری انجام گرفته است، لذا ممکن است در عمل آب پاک به دست آمده از طریق سیستم طراحی شده برابر میزان عددی به دست آمده نباشد ولی با توجه به بحران آب در کشور دستیابی به نیمی از این مقدار نیز می تواند سهم قابل قبولی در کاهش بحران آب و حل مسئله کمبود آب داشته باشد
    کلیدواژگان: بحران آب، منابع آب، رطوبت هوا، دمای عمق زمین، ایران
  • زهرا آقاشریعتمداری*، فاطمه بی خوابی آرانی صفحات 307-314
    سابقه و هدف
    در حال حاضر بخش اعظم انرژی مورد نیاز بشر از طریق سوخت های فسیلی تامین می‫شود. با توجه به کاهش ذخایر سوخت های فسیلی و افزایش آلاینده ها و در نتیجه تغییرات اقلیمی ناشی از آن، تولید و بکارگیری منابع نوین انرژی تجدیدپذیر که آلایندگی کمتری دارند یک ضرورت است. انرژی خورشیدی در میان سایر منابع انرژی تجدیدپذیر به‫‬علت بهینه بودن در تولید انرژی، بارزتر است. دانستن اطلاعات مربوط به تابش خورشید در بسیاری از کاربردهای صنعتی، سیستم های فتوولتائیک، کشاورزی و طراحی کلکتورهای خورشیدی کاربرد دارد. طی این مطالعه برآورد شاخص فرکتال روزانه تابش و شاخص پاکی آسمان به منظور ارائه یک مدل که امکان طبقه بندی روزها به سه تیپ را می دهد، بکارگرفته می شود. روشی که آستانه های بعد فرکتال با استفاده از تابع توزیع تجمعی؛ روزهای ایستگاه کرج را در سه کلاس: آفتابی، نیمه ابری و ابری طبقه بندی می نماید.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
    مواد و روش ها
    پایگاه داده ای این آزمایش شامل داده های تابش کل اندازه گیری شده در ایستگاه هواشناسی سینوپتیک کرج در بازه زمانی 2014- 2016 و همین‪طور داده های ساعات آفتابی همین مدت از ایستگاه موردنظر است. پس از کنترل کیفی داده ها با استفاده از الگوریتم مرادی بعد فرکتال داده ها بطور روزانه محاسبه گردید. به کمک بعد فرکتال داده ها و شاخص شفافیت آسمان طبقه بندی روزانه با استفاده از تابع توزیع تجمعی انجام گرفت. طبق این روش برای هر یک از سال ها دو آستانه برای بعد فرکتال بدست آمد که با استفاده از این آستانه ها روزها در سه کلاس طبقه بندی شدند، در ادامه به تحلیل ماهانه داده ها پرداخته شد.
    نتایج و بحث: برطبق نتایج بدست آمده در ایستگاه مورد مطالعه بیشترین درصد وقوع کلاس یک در ماه آگست 2015، بیشترین درصد وقوع کلاس دو در فوریه 2016 و بیشترین درصد وقوع کلاس سه مربوط به مارس 2015 می باشد. همچین میزان انحراف معیار کم بعد فرکتال و شاخص پاکی آسمان از میانگین سالانه نشان دهنده طبقه بندی همگن روزها است، بعلاوه میزان انحراف معیار بالای این دو متغیر در کلاس سه (بیش از 10%) ناشی از وجود روزهای بارانی در این کلاس است که باعث می شود سیگنال تابش شکل منظمی داشته باشد و بعد فرکتال در این روزها نزدیک یک محاسبه گردد. تحلیل و بررسی ماهانه بعد فرکتال امکان تشخیص ماه هایی که نوسانات تابش در آن اغلب زیاد است و یا ماه هایی که سیگنال تابش در آن ها منظم است را می دهد. این اطلاعات در تعیین سایز سیستم های فتوولتاییک و در راستای کاستن از هزینه های اولیه طراحی مناسب و ساخت سیستم های انرژی خورشیدی مناسب با آب و هوای منطقه موردمطالعه بسیار مفید است.‬‬
    نتیجه گیری
    در این مطالعه به منظور بررسی شرایط منطقه مورد نظر جهت استفاده از سلول های فتوولتاییک در راستای بهره برداری از انرژی خورشیدی روشی جدید ارئه شده است. این روش با آستانه های بعد فرکتالی با استفاده از تابع توزیع تجمعی تعریف شده است. از سوی دیگر، امکان طبقه بندی روزانه تابش خورشید با استفاده از آستانه D بدست آمده از روش CDF نشان داده شد. طبقه بندی تابش خورشید در طراحی و نصب سیستم های انرژی خورشیدی بویژه تنظیم PV، بسیار مهم است. روند الگوهای تابش روزانه خورشید اطلاعات با اهمیتی را با توجه به اهمیت فن آوری های تجدیدپذیر، در اختیار می گذارد. اهمیت این فناوری ها بعلت گرمایش جهانی و دیگر تاثیرات مثبت در محیط، بسیار زیاد است. تحلیل ارائه شده در این بخش اهمیت زیادی به جهت کاستن از هزینه های اولیه به جهت طراحی مناسب و ساخت سیستم های انرژی خورشیدی مناسب با آب و هوای ایستگاه، دارا می باشد.
    کلیدواژگان: تابش خورشیدی، بعد فرکتالی، طبقه بندی، تیپ روز، تابع توزیع تجمعی
  • محمد جواد زینلی *، عباس خاشعی سیوکی صفحات 315-321
    سابقه و هدف
    مدل سازی بارش-رواناب یک فرآیند ضروری و پیچیده می باشد که در بهره برداری مناسب از مخازن و مدیریت و برنامه ریزی صحیح منابع آب نقش عمده ای دارد. مدل سازی این فرآیند با استفاده از روش های مختلفی امکانپذیر است. ازنظر تئوری، در مدل سازی یک سیستم می بایست روابط صریح بین متغیرهای ورودی و خروجی معلوم باشند. در حالیکه به علت معلوم نبودن روابط صریح بین متغیرها و عدم قطعیت های ذاتی آن ها، استخراج چنین مدلی بسیار مشکل می باشد. برای مدل سازی بارش-رواناب تا کنون کارایی مدل هایی نظیر شبکه عصبی، مدل-های چند متغیره خود همبسته با میانگین متحرک مورد بررسی قرار گرفته است لذا در این تحقیق میزان دقت مدل-های CARMA و ANN در مدل سازی بارش-رواناب مورد بررسی قرار گرفته است.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه، مدل های چند متغیره خود همبسته با میانگین متحرک هم زمان (CARMA) و شبکه عصبی مصنوعی جهت مدل سازی بارش-رواناب مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای مدل ANN سه سناریو در نظر گرفته شد. جهت استفاده از مدل های فوق، از سری زمانی مجموع بارش و رواناب ماهانه در دوره آماری (1394-1353) مربوط به حوضه آبریز نازلو چای واقع در 49 °44 طول جغرافیایی و 40 °37 عرض جغرافیایی واقع در استان آذربایجان غربی استفاده شد. در ابتدا، داده ها ازنظر تصادفی بودن، روند و همگنی، به ترتیب با استفاده از آزمون های ران-تست، من-کندال و ویلکاکسون مورد بررسی قرار گرفتند و پس از آن داده ها به دو گروه تقسیم شدند. 80 درصد داده ها به آموزش مدل و 20 درصد از داده ها به آزمون مدل اختصاص داده شد. معیارهای عملکرد به کار برده شده نیز معیارهای ریشه میانگین مربعات خطا، نش-ساتکلیف و ضریب همبستگی بوده است.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که مدل CARMA دقت به مراتب مناسب تری نسبت به مدل ANN داشته است به طوری که معیار ریشه میانگین مربعات خطا در مدل CARMA برابر با 7/7 و در مدل ANN برابر با 50/9 متر مکعب بر ثانیه بود. همچنین معیارهای نش-ساتکلیف و R2 در مدل CARMA به ترتیب برابر با 41/0 و 54/0 در حالی که مقادیر این معیارها در مدل ANN برابر با 45/0 و 80/0 بوده است. لذا مدل CARMA برای مدل سازی بارش-رواناب از دقت بیشتری نسبت به مدل ANN برخوردار بوده است.
    نتیجه گیری
    بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق، استفاده از مدل های چند متغیره خانواده ARMA سبب کاهش میزان خطای مدل به میزان 18 درصد نسبت به مدل ANN شده است لذا مدل CARMA نسبت به مدل ANN از عملکرد مناسب تری برخوردار بوده است و این موضوع اهمیت در نظر گرفتن جزء تصادفی در مدل سازی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: سری زمانی، شبکه عصبی، مدل بارش- رواناب، مدل های چند متغیره
|
  • Shaghayegh Havaee *, Ardavan Kamali, Norair Toomanian, Mohammad Reza Mosaddeghi Pages 1-23
    Background And Objectives
    One of the most important goals of the soil science is to investigate the changes in the earth surface systems in the past and useing their patterns to predict environmental changes in the future in order to improve land management. Therefore, this study was conducted on the current Zayandeh‒rud River’s pathway in a semi-detailed scale in order to understand the development of alluvial plain of the river.
    Materials And Methods
    Geomorphic surfaces were determined using a stereoscopic interpretation of aerial photos with a scale of 1:20000 and based on the Zinck’s hierarchical classification system. Fourty eight profiles were drilled at 1 km/km network, according to the common method of semi-detailed soil studies in a grid survey pattern. Soil classification was finalized in accordance with the Soil Survey Staff. The degree of soil evolution was studied according to Harden's soil development index (PDI) for eight control pedons.
    Results
    According to previous studies, the Zayandeh-e-Rud River during its flow time lave had a single pathway three terraces in the Zayandeh-rud plain. The last research showed that the Zayandeh-roud River runs through three separate way over time. In this study, the interpretation of aerial photos and field study cleared that the current pathway of the Zayandeh‒rud River includes a series of three terraces, which each terrace consists of sub-terraces. Also it was found that Fourty eight profiles in this research were classified in four suborder (including argids, calcids, cambids and orthents) with eight soil families. On the other hands, the calculated PDI values for the control pedons of these eight families also were different. This indicated difference of degree of soil evolution in the current river’s paethway.
    Conclusion
    Therefore, it can be concluded that the soil of three terraces of the current the Zayandeh‒rud River’s way is more diverse than previously reported, and this variation indicates the difference in the age of these terraces. Pedologic study also revealed that the soils of the first terrace had the highest PDI and evolution. Presence of argillic and calcic horizons in these profiles confirms this conclusion. On the other hand, the soils in the second terrace also had a lower PDI index and less degree of development than the first terrace, and were more developed than third terrace’s soils. Therefore, it can be stated the curent pathway has three independent age terraces with multi-interior terraces. From the results of this study, it can be anticipated that also there are terraces on previous river pathway, which require more research to prove them.
    Keywords: Geomorphic Surfaces, Zayandeh?rud River's Pathways, Sub Terraces, PDI index
  • Khalil Rezaei, Mojtaba Yamani, Kourosh Shirani, Alireza Ameri * Pages 25-48
    Background And Objectives
    Groundwater considered as the main source of future water supply, irrigation, and food production under impacts of global climate changes phenomena. Main aquifers around the world are under pressure to meet the growing demands of water due to population growth. Management of groundwater reserves in a sustainable manner is a major challenge. A goal of groundwater resource assessment is to provide information on the current status of the resource and provide insights about the future availability of ground water. In recent years, several authors have attempted to assessment groundwater potential using different data-driven and knowledge-driven techniques combined with remote sensing (RS) and geographic information system (GIS). The main objective of this research is identification of effective parameters in groundwater recharge and assessment of groundwater potential using data-driven combined method in najaf-abad aquifer.
    Materials And Methods
    The study area lies between (32° 18′ 06″- 32° 50′ 12) latitude and (50° 52′ 46″- 51° 41′ 48″) longitude. It extends over an area of about 966.11 km2. In general, four steps must be implemented to groundwater potential mapping using combined approache. These steps are: (1) prepare groundwater well inventory map and divided into two sets: training and testing. The training data is used to investigate the statistical relationship between well locations and Geo-environmental factors influence on groundwater occurrences. The testing set is used to validate the results. (2) Build the database. In this step layers of groundwater occurrence factors are prepared using different resources such as field survey, and RS. All thematic layers must be converted to raster format to use in further analysis. (3) computation the relationship between training well locations and groundwater occurrence factors using shanoon model and their classes using EBF model are investigated. The groundwater potential map is then computed and classified into four classes using Natural Break scheme (4) the validation of the results and compare the effectiveness of model in prediction groundwater potential zones with indivdal models.
    Results
    The results of the multicollinearity analysis among 20 Geo-environmental factors influence on groundwater occurrences used in this study showed that the Tolerance and VIF of 15 variables were ≥0.1 and ≤10, respectively. As a result, this parameters are selected for modeling. The computed weights for each factor using Index of entropy model, indicated that the most influencing factors on groundwater occurrence in the study area were distance from fault, LULC and geology. The results of validation of models indicate that The AUC for EBF, index of entropy and EBF-index of entropy models were 0.660, 0.431 and 0.899, respectively implying that the EBF-index of entropy was better than EBF and index of entropy.
    Conclution: The main conclusions of this study is that The ensembled approach of EBF-Index of entropy combining with RS and GIS technologies provide a powerful tool for groundwater potential mapping in the study area. The results of this study could be used for efficient managing groundwater resources in the study area. Based on results of ensemble model, The areas covered by very high groundwater potential zones occupy 45.26 % of the total area, indicating that the groundwater potential is high in study area.
    Keywords: Groundwater, modeling, geo-environmental parameters, najaf abad
  • Shahrokh Fatehi *, Kamran Eftekhari, Jalal Ghaderi Pages 49-69
    Background And Objectives
    Digital soil data with high spatial resolution and enough accuracy and precision are necessary for management of global challenges such as food security, environment problems. Generally, soil data are available in small scale. Nevertheless, in the last decades, with the advent of soil digital mapping and modeling approaches, it is possible to disaggregate soil map units. The spatial disaggregation of soil map units is a method for modeling the spatial distribution of individual soil classes. During this process, the soil map data from a small scale (coarse resolution) is converted to a large scale (fine resolution). The statistical and data mining methods are used to implement it. The purpose of this research was to predict the spatial distribution of soil classes by disaggregating the soil map units of a semi detailed soil map using disaggregating and harmonizing soil map units through resampled classification trees algorithm (DSMART method).
    Materials And Methods
    The study area is located in Kermanshah province. The total area of the study was approximately 14083.9 ha. Soil polygon map include 5 map units and 4 soil subgroups. In this study, elevation, slope, aspect, convexity, direct duration, sediment index, topographic wetness index, valley depth and Vertical distance to channel network as covariates produced using DEM 10 m. Grain size index, clay index and NDVI were also calculated using Landsat 7 ETM imagery. Geological map at scale of 1:100,000 were also used as a qualitative covariate. Then dsmart method is run as a novel approach for disaggregation soil maps. In this method, disaggregated soil classes are represented by raster probability surfaces. DSMART samples randomly within the soil map units and uses classification trees (C5.0 algorithm) to produce probability surface maps of soil class distribution. External validation was performed using 82 profiles. The validation dataset was intersected with the corresponding probability surface maps and validation quantified by overall accuracy, producer’s accuracy, user’s accuracy and kappa coefficients. Furthermore, confusion index calculated between the most probable and second-most-probable soil class. The CI expresses concisely degree of confusion about soil class given.
    Results
    The most important predictive variables in the tree classification model were Vertical distance to channel network, Elevation, lithology, grain size index and MRVBF. The confusion index close to 1 has a large extent in the study area. It shows that occurrence probability of soil subgroups is near equal in each location in both the most probable soil class and second probable soil class maps. Validation of probability surfaces showed that overall accuracy the most probable soil class, second probable soil class and third probable soil class are 44%, 28% and 11%, respectively. These results indicated the relatively good performance of dsmart method for generating digital individual soil class map. However, kappa coefficients for first, second and third probable surfaces soil maps were obtained 0.04, 0.02, -0.08, respectively. Low kappa coefficients can be attributed to the true nature of the data, i.e the dominance of the Typic Calcixerepts subgroup as compared to other subgroups of the soil in the traditional soil map and the dsmart model prediction map and validation data.
    Conclusion
    Dsmart method is able to predict the occurrence probability of all soil classes which its distribution is unclear in soil map unit. This provides the opportunity to produced digital soil class maps when legacy soil data and covariate information becomes available. Such outputs may help us to recognize better soil- landscape relationship.
    Keywords: spatial disaggregation, digital soil mapping, soil class, map unit
  • Water allocation decision making in the presence of uncertainty using robust counterpart programming and multiple objectives
    Omid Nasiri-Gheidari, Safar Marofi * Pages 71-89
    Background And Objectives
    Considering the existence of uncertainty in the data of water resource problems, it has become more essential to design a reliable water resource allocation model under uncertainty. Due to multi-dimensional nature of optimal water allocation problem, considering multiple conflicting objectives within the optimization models is inevitable. The aim of this study is to provide a quantity-quality optimization model in which not only balance the economic and environmental objectives, but also remain robust in the face of existing uncertainties.
    Materials And Methods
    The nominal model of the study was constructed using the objectives of maximizing the income of the entire system and minimizing pollution load entered to the river. It was applied to the Dez-Karoon river system as a case study. By taking the uncertainties of river flow and water demands into account, the nominal model was promoted to a robust multi-objective optimization model using the Bertsimas and Sim's approach. The sensitivity of the robust model to changes in uncertainty levels and the probability of constraint violation was investigated. The ɛ-constraint method was used to solve the problem and the nominal model was applied to assess the results of the developed model. Among optimal solutions set, Knee point of the Pareto front of was selected as the solution of the problem.
    Results
    Application of developed model into the case study demonstrates its ability in quickly finding the exact solution of the problem. Comparing the optimal solution of knee points showed that hedging the optimization model against uncertainties via considering the uncertainty level and violation probability of 0.1, requires the decrease in operating the river water from 8301.5 to 7368.9 MCM/year and adjustment of the economic income from 1,636,808 to 1,365,693 million Rial/year in comparison with the nominal model. Under such a condition in which prevents the failure of supplying water under a given level of risk, the pollution load discharged into the river will decrease from 53,949 to 48,505 ton/ year. The results illustrate that without adding extra complexity into the nominal model, it can be immunized against uncertainties via the robust approach. By determining the uncertainty level and the probability of constraint violation, the decision maker is able to select the robustness level of the water resource allocation model and therefore, explore tradeoff among the values of the objectives and reliability of the system.
    Conclution: The results demonstrate the satisfactory, high reliability and flexibility of the proposed robust model. Accordingly, the provided linear model of this study may be used as a user-friendly tool in the decision making process for optimal allocation of water resources.
    Keywords: ?-Constraint method, Knee point, Robust counterpart, Water allocation, Uncertainty
  • Ali Mahohi *, Fayez Raiesi, Alireza Hosseinpur Pages 91-110
    Introduction
    Soils may become polluted with high concentrations of heavy metals both naturally, as a result of proximity to mineral outcrops and ore bodies and anthropogenically, as a result of industrial activities. Lead (Pb), commonly caused soil pollution and considered to be responsible for significant decreases in biological activities in soils. Phytoremediation is an emerging and low cost technology that utilizes plants and associated organisms to remove, transform, or stabilize contaminants located in water, sediments, or soils. Phytostabilization focuses on the formation of a vegetation cover where sequestration (binding and sorption) processes immobilize metals within the plant rhizosphere reducing metal bioavailability. Therefore, the success of phytoremediation depends on the interactions between macro- and microorganisms and plant roots in the rhizosphere.
    Materials And Methods
    The contaminated soil was collected from Bama mining site located in the southwest of Isfahan. After surface-sterilization and germination, maize seeds were transplanted into each plastic pot containing 4 kg of contaminated soil that already autoclaved at 121 oC for 2 h. A completely randomized design with 2×2×2 factorial treatment combinations was used with the following factors: with or without earthworm treatments (Eisenia foetida), with or without arbuscular mycorrhizal (AM) fungal treatments (co-inoculated with Funneliformis mosseae and Septoglomus constrictum) and with or without rhizobacteria (co-inoculated with Bacillus sp. and Bacillus licheniformis). After three months of growth under greenhouse conditions, maize shoots were harvested. Shoot and root were oven dried, weighed and milled used to determine Pb concentration. Concentration of Pb in roots and shoots were measured by dry ash method and soil Pb concentration was determined with DTPA-TEA method. Bioaccumulation (BF) and translocation (TF) and remediation (RF) factors for each treatment were calculated.
    Results And Discussion
    In general, inoculation of these organisms increased plant growth, availability of Pb in soil, plant Pb concentration and bioaccumulation factor. The highest shoot dry weight was observed in earthworms-AM fungi (EM) and AM fungi-bacteria (MB) co-inoculations with 3.2 times increase compared to un-inoculated plants. Available Pb in soil in earthworm-AM fungi-bacteria co-inoculation (EMB) was about 3 times higher than un-inoculated treatments. The higher Pb uptake in maize shoot and root were recorded in EMB. Furthermore, the BF for root maize in all treatments was higher than 1, especially in AM fungal treatment, alone. Although the TF for maize was lower than 1, it was increased above 1 in polluted soil co-inoculated with earthworm and bacteria. However, AM fungi tended to decrease the TF compared to un-inoculated maize. The highest RF (0.14%) with 23 times increase compared to un-inoculated was showed in EMB treatment. Conclusions Despite the substantial enhancement of Pb concentration in the maize, Pb absorption was not high enough to achieve extraction rates which would be necessary for practical use. Furthermore, the amounts of BF, TF and RF in this study demonstrated that maize could useful for Pb phytostabilization. Hence, it appears that the presence of AM fungi (as factor improve phytostabilization) could result in a better plant growth and tolerance against Pb toxicity, when soil is co-inoculated with earthworm and/or bacteria, especially under natural conditions that the presence of these organism's together, could reduce Pb toxicity and improve maize.
    Keywords: Earthworms, AM fungi, Rhizobacteria, Pb bioaccumulation, Pb translocation
  • Abdolah Taheri Tizro, Milad Ghallehban Tekmedash *, Hamid Zare Abyaneh Pages 111-130
    Stakeholder analysis is one of the key factors in success of management policies in all fields. This tool represents suitable information about the individuals that are effectively participate in water management plans implementation. The obtained information from stakeholder analysis can be considered as model input in researches in order to schedule the plans and evaluate success of water resources policies. Recently, researchers have tried to use participatory management methods for application of water management plans to investigate the level of cooperation of stakeholders. Often, the results indicate a lack of confidence and poor participation in this field. It has been observed that stakeholder participation is in correlation with stakeholders’ interests and power (importance). However, no model has been developed to simulate stakeholder power and importance. The purpose of this study is to represent a framework to accurate and ease stakeholder analysis process in primary studies in water management policies or plans. In this research, a novel model is proposed for simulation of stakeholders’ importance to analyze management policies in the field of water resources management. Qazvin irrigation network is chosen as a case study for this research. Lack of trust between all the stakeholders for implementation of plans and policies and failures of first attempts of creating and organizing groups of stakeholders, resulted in ineffective operation and maintenance of the irrigation network. These failures are often because of planning without complete knowledge about stakeholders and neglecting their interests and importance. In order to gather primary information and analyze input data for the stakeholder characteristic model, questioners and interviews with key stakeholders were performed. Key stakeholder groups were chosen using expert choice and analytic hierarchy process. On the other hand, stakeholder’s power and importance were evaluated using stakeholder characteristic modeling and calibration to compare its result with other stakeholder analysis frameworks. Genetic algorithm was used to calibrate stakeholder characteristic model as well as to estimate the model parameters. It is observed that the model is able to simulate the importance of stakeholders in an acceptable level with mean absolute error of 0.487. The results showed that there is correlations between knowledge level, resources, leadership, power and importance of stakeholders. One of the results of this study is that the hidden interactions between the stakeholders were defined using stakeholder analysis framework. This research was done to help managers and decision makers of Qazvin irrigation network to observe consequences of powerful stakeholder’s effect on excessive water withdrawals. It is concluded that using stakeholder analysis can help to better define stakeholder relationships and to recognize potential opportunities in management strategies.
    Keywords: water resources, stakeholder analysis, power, simulation, optimization
  • Serve Moradi, Kamal Nabiollahi *, Sayed Mohammad Taher Hissaini Pages 131-149
    Background And Objectives
    Soil quality is one of the most important factors to assess soil management. Therefore, recognition of all soil quality properties such as physical, chemical and biological is essential. Forest degradation and land use change effect on soil properties variability and led to decrease soil quality factors on soil quality. Moreover, soil characteristics also are related to slope position. The region of Marivan in Kurdistan province is one of the forested areas of Zagros which in recent decades, due to population growth and the increased need for food, has been threatened and some parts are now cultivated. The aim of this research is assessing the effect of forest degradation and slope position on soil quality and evolution in west of Kurdistan Province.
    Materials And Methods
    Eight soil profiles in different slope position (shoulder, back slope, foot slope and toe slope) of two adjacent hill slope, under land uses of cropland and forest (uniform condition) were dug and described. Moreover, in each land use three soil samples were taken from depth 0-20 cm in each slope position. Properties of soil texture, bulk density, particle density, fine sand, organic carbon, cation exchange capacity, field capacity moisture, permanent wilting point moisture, electrical conductivity, pH, carbonate calcium equivalent, total nitrogen, available phosphorous, available potash infiltration rate, microbial respiration rate, porosity, available moisture sodium adsorption ratio (SAR) and erodibility were measured and computed.
    Results
    The results showed low slope positions (toe slope and foot slope) had higher contents of clay, organic carbon, available moisture, fine sand, silt, total nitrogen, available phosphorous, available potassium, CEC and microbial respiration rate and lower contents of electrical conductivity, soil erodibility, pH and SAR compared to high slope positions. Soils formed in low slope positions had higher depth and evolution compared to high slope positions. The results also showed two land uses (cropland and forest) in relation to bulk density, porosity, silt, clay, carbonate calcium equivalent, fine sand, pH, organic carbon, total nitrogen, microbial respiration rate, infiltration, soil erodibility and available moisture had significant difference and land use change of forest land to cropland has been led to degradation of Mollisols. Therefore, soil properties are dependent to slope position and land use kind and these factors have affected soil properties and evolution.
    Conclusion
    The results showed forest degradation has led to decrease of soil quality using significant decreasing of organic carbon, microbial respiration, total nitrogen, CEC, porosity, infiltration and available moisture and significant increasing of bulk density, pH, SAR, fine sand, soil erodibility, and silt. Forest degradation and land use change also due to cultivation led to decrease organic carbon content and soil structure degradation of Mollic horizon. Therefore, Mollic horizon has converted to Ochric horizon and Entisols and Inceptisols have formed in cropland land use. Moreover, the results showed different slope position effect on bulk density, sand, silt, clay, infiltration, erodibility, available water, pH, organic carbon, carbonate calcium equivalent, microbial respiration rate, nitrogen, phosphorous, CEC and potassium and have significant difference. These results show current management of studied land effect on soil quality and led to land degradation. Therefore, soil conservation of steep area using prevention of deforestation in Marivan forests and use of land based on their capability to conserve of soil and land quality is essential.
    Keywords: Forest soils, Marivan, Mollisols, Land use change
  • Marziye Rashidi * Pages 151-167
    Background And Objectives
    Since Iran is located in the arid and semi-arid belt in the world, it always confronts low water periods and frequent droughts. In recent years, attention has been paid to the protection of urban water resources, especially green space irrigation. Due to the key role of grass in designing and constructing green space and its high importance in community psychological safety, Maintaining the optimal quality of turf grass throughout the year is essential.
    Materials And Methods
    The current experiment is conducted with the aim of optimizing soil moisture using subsurface porous clay capsules in irrigating turf grass. The research was conducted in 2013-2014 in Agriculture Faculty of TarbiatModares University, as split plots in the form of totally random blocks with three treatments and irritations. The main factors include sprinkler irrigation (control), subsurface irrigation using subsurface porous clay capsule, and consolidated Irrigation; secondary factors include the lack of using superabsorbent, using A200 superabsorbent and acrylamide superabsorbent. soil moisture. In this study, indicators of moisture, volume of water consumed, turf color and density and root length, were measured.
    Results
    The results showed that moisture change diagram represents the same trend in all treatments. In addition, the moisture has been between the plantation capacity and the maximum allowable discharge, and the plant has been under no moisture stress. The results of this experiment showed that the volume of consumed water in the treatments of sprinkler, consolidated and subsurface irrigation has been 7158.4, 4972.6, and 4243.8m3, respectively. In the subsurface and consolidated irrigation treatment , the volume of consumed water increased for 41 and 31% respectively, compared to sprinkler irrigation. This reduction trend was observed in the use of superabsorbent, in such a way that the subsurface irrigation treatment along with superabsorbent has shown the lowest water consumption in irrigation with the reduction of 51%. Irrigation method treatments had a significant effect on the root length. The highest and lowest root length was related to subsurface and sprinkler irrigation treatment, respectively, with the average of 23.56 and 20.50cm, respectively; and the significance level was 5%. In addition, increasing superabsorbent increased the root depth which was significant in 1% level.
    Conclusion
    Therefore, with regard to the water needs of lawns with subsurface irrigation system using porous clay capsules, this method could be employed as an irrigation method to optimize water consumption and reduce water loss. Yet, to make this system an applied method in turf grass irrigation, regardless of reducing water consumption, It needs to reduce its implementation cost compared with other existing methods.
    Keywords: Subsurface Irrigation, Turf Grass, Water Conservation, Superabsorbent
  • Alireza Vaezi * Pages 169-185
    Background And Objectives
    Soil aggregate stability is an important physical indicator of the soil’s susceptibility to water erosion. Aggregate stability can vary, depending on the aggregate size. Some methods including the dry-sieving, wet-sieving and water-drop test were currently used to evaluate the stability of aggregates in the worldwide. Mean weight diameter of stable aggregates was used for the dry-sieving and wet-siewing method. In the water-drop test, aggregate stability is evaluated using the number of water drops needed for disrupting the aggregates. These indices are used to evaluate the soil structural stability for given size of aggregates. However, there are different sizes of aggregates in the soil. So, application of these indices may cause some errors in evaluating the soil’s susceptibility to water erosion processes. Therefore, this study was conducted to develop a proper aggregate stability for different aggregate sizes in view point of interrill erosion in a semi-arid soil sample.
    Materials And Methods
    Four aggregate size classes including
    Results
    Based on the results, significant positive correlations were found between the aggregate size and the stability of aggregates determined using the methods of dry-sieving (r= 0.99), wet-sieving (r= 0.89) and water-drop-test (r= 0.93). The aggregate stability determined using all methods increased with an increase in the aggregate size. Newetheless, evaluating the aggregate stability per aggregate mass indicated that negative correlations existe between the aggregate size and MWDwet-m (r= -0.95), MWDdry-m, (r= -0.88) and WDTm (r= -0.88). Although the coarse aggregates rather than smaller aggregates are resitant against external stresses such as mechanical impacts, wetting force and rainderop impact but their stability per their mass is small. Contrary to our expectation, soil loss by interrill erosion of each aggregate size classes increased with increasing the aggregate stability determined using the dry-sieving, wet-sieving and water-drop-test methods whereas it decreased with increasing the aggregate stability determined using these methods on the basis of the aggregate mass.
    Conclusion
    This study revealed that MWDwet, MWDdry and WDT are not the proper indices to evaluate the stability of aggregate size with the view point of its resistance to interrill erosion. The aggregate stability determined in these methods per aggregate mas is a new approch to evaluate the susceptibility of various aggregate sizes of a soil to interrill erosion. Among these indices, MWDwet-m is the best indicator in this field.
    Keywords: Aggregate stability per mass, Water-drop test method, Wet sieving method, Dry-sieving method, Zanjan
  • Alireza Hosseinpur, Mohammad Rahmani * Pages 187-202
    Background And Objectives
    Rhizosphere processes have a major impact on zinc (Zn) availability in soils. The chemical and biological characteristics of the rhizosphere soils can be very different from those of the bulk soils. In peresent study, the effects of EDTA, citric acid and poultry manure extract (PME) on availability of Zn in the rhizosphere of corn (hybrid (KSC.704)) investigated in two texturally different contaminated soils as factoriel in a completely randomized design with three replications in greenhouse condition.
    Materials And Methods
    Citric acid and EDTA were used at concentrations level 0, 0.5 and 1 mmol kg-1 soil and poultry manure extract at concentrations level 0, 0.5 and 1 g kg-1 soil. Three seeds of corn were plant in the rhizobox. After 10 weeks, plants were harvested and rhizosphere and bulk soils were separated. Dissolved organic carbon (DOC), microbial biomass carbon (MBC) and available Zn (by using 4 chemical procedures including DTPA-TEA, AB-DTPA, Mehlich3 and rhizosphere-based method) were determined in the rhizosphere and bulk soils.
    Results
    Rhizosphere soils properties was different with bulk soils. In both soils, the results indicated that DOC and MBC in the rhizosphere were significantly (p
    Conclusion
    In both soils, Zn extracted by different methods in the rhizosphere were significantly (p
    Keywords: chelator, availability, rhizosphere, sandy loam soil, clay loam soil
  • Masoud Karbasi *, Mohammad Ghasemian, Mahdi Asadi Pages 203-218
    Background And Objectives
    It is important to study the coefficient of resistance in streams, especially in open channels, canals and rivers. One of the factors influencing the flow resistance is bed-forms. Cluster microforms are types of bed-forms in mountainous rivers, which are important both in biological and in hydraulic as well as in the secondary currents. Study on the recognition and influence of clusters on flow resistance is novel. The purpose of this study is to investigate the effect of cluster shape and particle size of clusters on the flow roughness coefficients.
    Materials And Methods
    In order to investigate the effect of the shape and size of the particles that forming clusters, experiments were carried out in a laboratory channel of 20 meters in length, 0.6 m in width and 0.6 m in height. Using gravel particles with three different sizes of 9.5, 12.5, 15.5 mm, cluster three cluster types (linear, heap and rings) were constructed in laboratory flume. Two roughness coefficients namely Darcy-Wiesbach and Manning were calculated using the water surface slope measurements.
    Results
    The results of this study showed that the linear cluster has the least effect on the rate of flow resistance coefficient. The ring and heap clusters have a roughness coefficient greater than the linear cluster, but both have almost same impact on the flow resistance. The results of these two forms of the cluster are very close for particles of 9.5 and 12.5 mm, but for a particle of 15.5 mm, the heap cluster coefficient of roughness is higher than the roughness coefficient of another. The manning’s roughness coefficient is also increased by increasing the diameter of the gravel particles of the cluster builder. By performing experiments with gravel particles of different diameters, the percentage of change in roughness coefficient relative to the non-cluster state for cluster clumps in particles of 9.5, 12.5 and 15.5 mm was 47, 52 and 75, respectively. For rings and particles of 9.5, 12.5 and 15.5 mm, the percentage changes were 48, 49 and 75 percent, respectively, and the percentage for linear clusters for particles of 9.5 and 19 percent, and particles 5 / 12 and 15.5 mm were observed at 37 and 67% respectively, indicating an increase in the flow resistance with an increase in the particle diameter. Also, the results showed that increase in Froude number would decrease the roughness coefficient.
    Conclusion
    The results of the experiments made it clear that the cluster affect the flow resistance by increasing it. The results of this study showed that the heap cluster has the most effect on flow resistance.
    Keywords: Roughness coefficient, microform cluster, linear cluster, cobble cluster, cluster ring
  • Mohammad Hadi Moayeri * Pages 219-233
    Background And Objectives
    Roads provide access to forest resources for properly management of timber production, transportation, forest protection and ecotourism. Also, forest roads are known as one of the main sources of sediment production in forest watersheds. Globally, soil erosion is one of the most important environmental problems which is threaten soil and water resources. Therefore, it is necessary to investigate on soil erosion of forest roads and determination of its quantity rate. The measurement of soil erosion rates under natural rainfall conditions is costly and time consuming. Data provided by rainfall simulation and static site measurements can be used to predict erosion rates under natural conditions, especially for erosion rates from forest roads. Various studies were investigated the factors affecting water erosion in forest roads and their results had shown a significant correlation among slope percentage, vegetation cover percentage, climate, Physical and chemical soil characteristics, road traffic with the amount of soil erosion. This study, specifically, aimed to assess the effect of vegetation cover on soil erosion, runoff production and sedimentation.
    Materials And Methods
    This study was done to investigate the effects of vegetation cover of cut-slope forest road on erosion variables such as runoff amount, sediment concentration, soil loss, time to runoff and runoff coefficient in Kohmiyan Forest of Azadshahr. It was conducted five treatments of vegetation cover including 0,
    Results
    The results indicated that the average amount of runoff in five levels of vegetation cover including bare ground, less than 25%, 25-50%, 50-75% and 75-100% were 24.7,17.82, 12.78, 5.23 and 2.64 l/m2, average amount of sediment concentration were 15.66, 9.41, 7.37, 5.07 and 2.39 g/l and average time of runoff were 12.00,75.00, 150.00, 238.75 and 365.75 and runoff coefficient were 47.8, 35.62, 25.71, 10.58 and 5.27 percent, respectively. The results statistically showed significant differences between amount of runoff and soil loss due to vegetation cover of road cut-slope. The results of Tukey test indicated significant differences among mean runoff and sediment of five level and decrease with increased road cut-slope of vegetation cover percentage.
    Conclusion
    The effect of vegetation cover on the cut-slope road is completely significant on the amount of runoff, sediment concentration, soil loss, time to runoff and runoff coefficient. In other words, the amount of runoff and soil loss has a reverse and significant relationship with vegetation cover percentage. Vegetation cover percentage has had a positive impact and role in the reduction of the amount of runoff and sediment in the forest roads.
    Keywords: Soil erosion, Runoff coefficient, Sediment concentration, Rainfall simulator, Rainfall intensity
  • Hossein Asadi * Pages 235-250
    Background And Objectives
    Climate Change and its consequence changes in precipitation patterns can affect soil erosion, as the most important global problem of land degradation. Therefore, it is essential to assess soil erosion risk under climate change condition. The aim of this study was to evaluate the impacts of future climate change on soil erosion risk in Navrood watershed, located in west of Guilan province, North of Iran.
    Materials And Methods
    In this study, the trend of climate change was evaluated through effective climatic parameters by XLSTAT software based on the data obtained from Rasht and Bandar Anzali stations. Also the soil erosion risk was predicted using RUSLE in combination with geographic information system and remote sensing, in Navrood watershed. The data of previous research were used to calculate the K, LS, C and P factors for the RUSLE model. The atmospheric general circulation model NCCCSM and three scenarios A1B, A2 and B1 were used to study climate change. The daily rainfall pattern were simulated for two 20-year periods of 2046-2065 and 2080-2099 for Kharajgil, Khalian and NAV stations located inside the watershed, based on the outputs of NCCCSM, daily rainfall values of the base period 2002-2007, and the LARS-WG model.
    Results
    The results showed that a decrease will occur in rainfall at the Nav and Khalian stations; while there will be an increase for Kharajgil station. In contrast, the rainfall erosivity will increased for all scenarios and stations in future in compare with the base period due to increase of rainfall intensity. Based on the obtained results, soil erosion risk changes from zero to more than 77 tons per hectare per year, between zero and over 115 tons per hectare per year, and from zero to more than 98 ton per hectare per year across the watershed at the base period (2002-2007), and 2046-2065 and 2080-2099 periods, respectively.
    Conclusion
    The results showed that rainfall erosivity will increased due to increase of rainfall intensity. Most of the watershed area is faced with low erosion risk, but the south-western and middle north parts of the watershed are experiencing high erosion. Additionally, although rainfall erosivity is at its highest level at some stations, but the erosion rate is low because of the positive impact of plant coverage in reducing soil erosion. Higher the density of plant coverage, particularly forest type, reduces the negative impacts of rainfall erosivity, resulted in lower soil erosion risk.
    Keywords: Climate change scenario, LARS-WG Model, Rainfall erosivity, RUSLE
  • Saber Jamali *, Hossein Sharifan Pages 251-266
    Background And Objectives
    Since the agriculture field is the main water consumer, using the approaches to increase water use efficiency is necessary. Due to the limited freshwater, farmers have to use exotic water, such as seawater. One of the management methods is the mixture use of freshwater and seawater. The goal of this study was to investigate the effect of different salinity levels on yield and yield components of Quinoa (Cv. Titicaca) in greenhouse condition.
    Materials And Methods
    In this study, the effect of five mixing use of seawater and freshwater evaluated on yield and yield components of Quinoa (CV. Titicaca). The research was done based on completely randomized design including 3 replications as pot planting in Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources during 2016. Research Station is located in north of Iran at 36° 51' N latitude and 54° 16' E longitude at the south-east corner of Caspian Sea and its height from sea level is 13.3 meters. Soil texture is silty clay. In this study, five irrigation regimes included (0, 15, 30, 45 and 60 percent mixture of sea and tap water). The seeds of Quinoa were planted at a depth of 2.5 centimeter in soil of each pot and were irrigated with tap water. Plants harvested after 6 months, shoot and root dry weight, plant height, yield and thousand kernel weights were measured. Physical and chemical properties of irrigation water and of soil were determined before experiment. The obtained data analyzed using statistical software of SAS (Ver. 9.0) and the means were compared using LSD test at 5 % percent levels.
    Results
    The results showed that effect of different salinity levels on shoot dry weight, plant height, yield and thousand kernel weights was significant at 1 percent level (P
    Conclusion
    The results indicated that increasing of salinity levels from 0 to 15 percent mixture of sea and tap water resulted in redaction of shoot and root dry weight, yield and thousand kernel weights to 9.8, 9.9, 2.2 and 23.4 percent, respectively. The results showed that this kind of saline and fresh water mixture, in any way, has a high efficiency in reducing salt stress on plant.
    Keywords: Quinoa, Seawater, shoot, root dry weight, thousand kernel weights, Yield
  • Zahra Abousaeidi, Korosh Ghaderi * Pages 267-282
    Accumulation of floating debris around the bridge's piers and abutments causes reduction of river flow area, flow diversion, flow accelerating and altering of scour pattern. The investigation of potential impacts of debris on the local scour processes is one of the main factors in design of bridge structures across the rivers. These wooden floating debris may have different shapes in terms of accumulation and position, often have rectangular shape in the nature. Although, the effect of debris on piers scour has been studied by different researchers, to the author's knowledge, no investigation has been conducted to study the effect of debris on flow pattern and scour hole characteristics in the case of combinative presence of pier and abutment. Therefore, in this study, the effect of debris with different geometrical characteristics on the pier and abutment scour and flow behavior was investigated experimentally. in this study, the effect of distance between bridge pier and abutment, geometrical characteristics of debris (including thickness, diameter and shape) on the scour was investigated experimentally. The experiments were conducted at the hydraulic and water structures laboratory of department of water engineering of Shahid Bahonar university of Kerman. The experimental flume has a rectangular cross section with 8 m length, 80 cm width and 60 cm depth. Model of bridge pier (diameter 3cm) and bridge abutment (6cm*12cm) was selected by stainless steel. Sedimentary bed with thickness of 16 cm, was composed of sediments with d50=0.91 mm. To avoid undesirable erosion of sediment, false bottoms were installed at the upstream and downstream parts of the study reach. Prismatic objects with different shapes of rectangular, triangular and semi-circular were used as debris. (The range of relative thickness of debris (T_d/D) was from 1 to 3 and the relative length of debris (D_d/D) from 4 to 10). The sediment threshold velocity and the maximum velocity of experiments of this study are 0.4 and 0.2 m⁄s respectively which shows that, all experiments were carried out at the clear water condition. The results showed that by decreasing the relative distance between bridge pier and abutment (G/D) from 6.66 to 3.33, the maximum scour depth at pier and abutment increased 8.1 and 12.5%, respectively. Also, the rectangular debris caused the most scour depth in comparison with the other debris shapes. By increasing the relative thickness of the semi-cylindrical debris (T_d/D) from 1 to 3, the maximum scour depth around the pier and abutment was respectively increased 7.64 and 24.21. In addition, the experimental results showed that the effective length of debris has a significant influence on the dimensions of scour hole, so that, the maximum scour depth in the presence of semi-cylindrical debris with relative effective length (D_d/D) of 10, increased 50.8 and 58 percent compared with that of the reference test, for the bridge pier and abutment, respectively. According to the results of this study, There was a direct relation between the scour depth and the debris thickness, so that, by doubling the relative thickness of rectangular debris, the scour depth around bridge pier and abutment is became 1.2 and 1.05, respectively. With increasing the relative length, the scour depth increased at first, thereafter reached to a constant value. For example, for rectangular debris, by changing the relative length from 4 to 10, the scour depth around bridge pier and abutment was increased 22.4 and 10.2 %, respectively, but for larger relative lengths, no change was observed in the scour depth. In addition, by decreasing the distance between pier and abutment, the maximum depth of scour hole was significantly increased compared with the reference test.
    Keywords: Maximum scour depth, Debris, Bridge abutment, Bridge pier
  • Saeed Reza Khodashenas * Pages 283-296
    Background And Objectives
    Bottom intake is one of the suitable methods for diverting water in mountainous rivers. Different forms of bottom intake, which have so far been less studied, are the use of bottom intake with porous media which can be considered as a suitable substitute for bottom rack intakes due to the reduction difficults of bottom rack and low cost of design and execution. Since the idea of using bottom intake with porous media is new and information is limited to design and construct this kind of intake, the present research tried to consider the condition of the hydraulic behavior of these intakes in accordance with the reality.
    Materials And Methods
    In order to model a bottom intake with porous medium and conduct experiments, a main flume with the walls of the glass materials in the dimensions of the 10* 0.30* 0.50 cube meter and a diverted flum by the dimensions of the 1* 0.45* 0.50 cube meter was used. To prepar an intake in the distance of 5 m at the beginning of main flume, the space has been considered so that the possibility of conduction is with three length, height and slope (L1=15 cm, L2=30 cm, L3=45 cm) (H1=10 cm, H2=15 cm, H3=20 cm) (S1=0%, S2=10%, S3=20%). The inner surrounding of intake was filled with four different types of gravel with average diameter P1=9.72mm, P2=13.41mm, P3=15.30 mm, P4=17.75mm. In every experiment by passing different discharges over intake,was measured the rate of diverted discharge for different models of intake was drawn and the effect of different parameters on the rate diverted discharge was studied, by bottom porous intake. We used rectangular weir at the end and beginning of main flume to measure discharge.
    Results and
    Conclusions
    The results showed that inflow discharge increases the rate of diverted discharge but the proportion of diverted discharge to inflow discharge is on the decrease. By increasing the grain size, the diverted discharge increase, so that grain size P4 has most rate of diverted discharge. It ,s the result of void space increasing in this kind of grain size. By increasing uniform coefficient grain of intake, the porosity and void space of granular material decreases, and consequently diverted discharge decreases between 4 and 6 percent. Researching on diverted discharge with different length and height showed increasing intake length from L1 to L3 for intake with height H1 for P2 (d50=13.41mm) gradation and Qt=12.25 lit/s, the Qd/Qt is increased up to 23 percent. Increasing intake height from 10 cm to 30 cm for intake with length 30 cm for P4 (d50=17.75mm) gradation and Qt=17 lit/s, the Qd/Qt is increased up to 10 percent. By incearsing the slope of intake surface from 0% to 20% , diverted discharge decrease, this kind of decrease is the result of unexpected change in th surface slope of intake and separating flow in the in enterance of porous media intake. The minimum and maximum the rate of diverted discharge in the experiments in this study was 13% and 90% respectively.
    Conclusion
    The results showed that by increasing the inflow discharge, the diverted discharge increases too; however, for larger values of the discharge, the ratio of the diverted to the upstream flow approaches a final constant value. Grain size of the porous media has a great influence on the diverted flow. By increasing the grain size, the diverted flow increases. By increasing the surface slope of bottom intake with porous media, the diverted flow decreases. Maximum diverted flow occurs at zero surface slope of the intake. Increasing intake length and height, causes increasing in diverted discharge.
    Keywords: Bottom intake, Discharge cifficient, Porous media, River intake
  • Amirhossein Janzadeh * Pages 297-305
    Background And Objectives
    Maintaining water resources as well as economic and fair exploitation of it is a global issue. Today, Due to the lack of water resources in many parts of the world, Disputes over the access to water resources pass national borders and access to these resources has become a strategic objective in interacting between countries. Based on the statistics released by the World Resources Institute in 2015, 33 countries will face the water stress in 2040in which Iran ranked 13. Considering the rainfall average of Iran, the amount of water resources, and per capita consumption of the country, Iran can be considered as the countries facing the lack of physical water resources. The objective of this research is to provide the safe water for agricultural use as the most widely used water sector in the country as well as beverage consumption without the use of fresh water sources, and only by exploiting the humidity of air.
    Materials And Methods
    In this research, designing a new system to extracting the clean water through the air moisture is considered. The methods applied in this research are the library method, statistical method, and analytical method. In this system, a part of the air humidity is separated and appears in the form of droplets of water on the channel wall. Then. The obtained water stored in a tank and use for the considered purpose.
    Results
    The total amount of water obtained at a depth of 3 meters is equivalent to 67.53 in 4 meters 73.16 and in 5 meters 62.05 liters in 12 hours (total hours at 15th of every month). In general, the amount of water obtained by this method is varied depending on the climate and other conditions. In this research, the system is studied in Bandar Abbas. So, the water obtained ranged between 5 and 20 liters per hour in warm months.
    Conclusion
    The results show by applying the stated method, especially in warm and humid areas, the acceptable levels of clean water can be achieved. It is necessary to note that all calculations in this paper are based on theoretical relations. So, the clean water obtained through the designed system may not be equal to the numerical value obtained. However, due to the water crisis in the country, achieving half of this amount could also be an acceptable contribution to reducing the water crisis and solving the problem of water scarcity.
    Keywords: water crisis, water resources, air moisture, underground temperature, Iran
  • Fatemeh Bikhabi Arani, Zahra Agha Shariatmadari * Pages 307-314
    Background And Objectives
    Today the main part of human`s needed energy is provided by fossil fuels. Due to the reduction of fossil fuel reserves and climate changes caused by increased emissions, the production and use of new sources of clean renewable energy with fewer emissions is a necessity. Due to the efficiency of energy production, solar energy is more pronounced; among other renewable energy sources.The utilization of the information of solar irradiance is in many industrial applications, photovoltaic systems, agriculture and solar collectors design. For this purpose, the fractal dimension is used as a classification criterion. In order to provide a model that allows classification of days to three types this study estimated the daily fractal index and the index of purity of sky. In this method, with the advantage of cumulative distribution function, the fractal dimension classifies the days of Karaj station in three classes: clear sky day, partially clouded sky day and clouded sky day.
    Materials And Methods
    The experimental database contains global irradiance data and sunshain measured at Karaj site during 2014-2016 year. In the first stage after data quality control daily fractal dimension of solar radiation time series and clearness index was calculated. For each year two fractal thresholds was obtained using the cumulative distribution function (CDF). The days of year was classified in three classes of clear sky, partially cloudy sky and cloudy sky based on obtained thresholds. In the next step monthly analyses was done.
    Conclusion
    Results showed that high frequency of class 1 was occurred in August 2015, high frequency of class 2 was occurred in February 2016 and high frequency of class 3 was occurred in March 2015 respectively. Also these statistical properties show that our classification method leads to homogeneous groupings of the studied days since the standard deviations of D and KT are low in compared to their averages. The more important value of this standard deviation for class III (upper than 10%) is due to the fact that this class contains rainy days whose irradiance signals have a regular form thus a fractal dimension near to 1. However, the analysis of monthly values of D permits the detection of the months where the fluctuations of their radiances are most intense and those where these irradiances are very regular. This information is very beneficial to refine the assessing of photovoltaic systems and to reduce the initial costs by appropriate design and construction of solar energy systems suitable to the climate of the site of interest.
    Results
    This paper offers a method for the classification of radiation per day according to weather different classes, in order to exploit photovoltaic systems in using solar energy in the study area. This method has been proposed to classify the daily global irradiances into typical days using the fractal dimension as a basic criterion since it allows quantifying the irradiance fluctuations. This method defines fractal dimension thresholds using the cumulative distribution function. Then shown that it is possible to realize daily solar irradiances classification using the D thresholds obtained from the CDF method.Classification of the daily solar irradiance is important in design and installation of solar energy systems, especially PV arrays. Trends in the patterns of daily solar irradiance became significant information due to the recent interests in renewable technologies. This interest is essentially due to global warming and other negative effects to our environment. Such analyses presented in this purpose are of great interest as they reduce the initial costs by appropriate design and construction of solar energy systems suitable to the climate of the site of interest.
    Keywords: solar Irradiance, fractal dimension, classification, typical day, cumulative distribution function
  • Abbas Khashei-Siuki, Mohammad Javad Zeynali * Pages 315-321
    Background And Objectives
    Rainfall-runoff modeling is an essential process and very complicated phenomena that is necessary for proper reservoir system operation and successful water resources planning and management. There are different methods like conceptual and numerical methods for modeling of this process. Theoretically, a system modeling required explicit mathematical relationships between inputs and outputs variables. Developing such explicit model is very difficult because of unknown relationship between variables and substantial uncertainty of variables. So far performance models such as neural networks, multivariate models with auto moving average is studied for modeling the rainfall-runoff. So, in this study CARMA and ANN models studied in rainfall-runoff modeling.
    Materials And Methods
    In this research, the multivariate contemporaneous autoregressive moving average (CARMA) models and artificial neural networks (ANN) were evaluated to rainfall-runoff modeling. we define 3 scenario for ANN model. In order to use CARMA and ANN models total annual precipitation and runoff time series in the period of 1975-2015 as for Nazloochaei the catchment area, in 44° 49 ' in latitude and 37° 40 ' longitude in the province of West Azerbaijan was used. At first, we checked the data in terms of randomness, trend and Homogeneity by run test, Mann-Kendall test and Wilcoxon test. And then we separated data in two group. One group including 80 presents of data for training and 20 percent of data for validation was assigned. Performance criteria that used, was root mean square error, Nash-Sutcliffe and correlation coefficient. Performance criteria that used, was root mean square error, Nash-Sutcliffe and correlation coefficient.
    Results
    The results of this research indicated that the CARMA model had the efficiency accuracy more than ANN model, because root mean square error in CARMA model was equal 7.7 and that was in ANN model 9.50 m3/s. Also, CARMA model according to the Nash-Sutcliffe criteria and R2 equal to 0.41 and 0.54 had better performance than the ANN model. However, the value of these performance criteria in ANN model was equal 0.45 and 0.80. So CARMA model has more Accuracy than ANN model in rainfall-runoff modeling.
    Conclusion
    According to the obtained results, using multivariate ARMA models caused to decrease in model error up to 18 percentages. So CARMA model had suitable performance in compare with ANN model, and this subject show the importance of to consider Random component in modeling. So CARMA model had suitable performance in compare with ANN model, and this subject show the importance of to consider Random component in modeling.
    Keywords: Artificial neural networks, Multivariate models, Rainfall-runoff modeling, Time series