فهرست مطالب

پژوهش های آبخیزداری - پیاپی 113 (زمستان 1395)

نشریه پژوهش های آبخیزداری
پیاپی 113 (زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/12/16
  • تعداد عناوین: 8
|
  • پژوهشی و سازندگی
  • علی اصغر قاسمی، ناصر باغستانی میبدی*، غلامرضا زارعی، فاطمه عالیشاه صفحات 2-8
    از مهمترین برنامه های اصلاح و احیای مراتع تولید بذر مناسب و مرغوب است. جهت حصول به این مهم باید زمان برداشت بذر به نحوی باشد که هم بذور بالغ باشند و هم پراکنده نشده باشند و بالاترین میزان جوانه زنی نیز حاصل شود. در این تحقیق مناسب ترین زمان برداشت بذر سه گونه مرتعی شامل Salsola rigida، Zygophyllum eurypterum و Ferula ovina در استان یزد مورد بررسی قرار گرفته است. جمع آوری بذرهای از زمان رسیدگی فیزیولوژیکی تا موقع ریزش بذر در چندین مرحله صورت گرفت. بذر S. rigida در تاریخ های 1، 8، 15 و 22 مهرماه و 6، 13 و 20 آبان ماه 1383 و گونه های Z. eurypterum و F.ovina در تاریخ های 9، 16، 23 و 30 تیرماه 1384 جمع آوری شد. پس از خشک شدن بذور در هوای آزاد، از بذور جمع آوری شده در هر مرحله تعداد 400 بذر در 4 تکرار در پتری دیش قرار داده شد و تا 21 روز بذور جوانه زده شمارش گردید. نتایج آزمایش نشان داد که در S. rigidaبین تاریخ های مختلف جمع آوری بذور اختلاف معنی دار وجود داشت به نحوی که بیشترین میزان جوانه زنی در 20 آبان (75%) و کمترین در اول مهر (3/7%) صورت گرفت. در ارتباط باZ. eurypterum اختلاف معنی دار مشاهده نشد. بیشترین میزان جوانه زنی در 9 تیر (61%) و کمترین آن در 30 تیر (46%) صورت گرفت. بذور F.ovinaدر 30 تیر بیشترین میزان جوانه زنی (54%) و در 23 و 9 تیر کمترین میزان جوانه زنی (37%) را نشان داد. در این گونه نیز بین تاریخ های مختلف اختلاف معنی دار وجود داشت. با استناد به نتایج حاصله تاخیر درزمان برداشت بذر در مرحله بذر دهی موجب افزایش درصد جوانه زنی در دو گونه S. rigida و F.ovina شد، در حالی که این موضوع بر روی گونه Z. eurypterum تاثیری نداشت. این نکته مهم به عنوان راهنمایی درانتخاب زمان جمع آوری بذور گونه های مورد مطالعه محسوب می گردد.
    کلیدواژگان: زمان جمع آوری بذر، جوانه زنی، قوه نامیه، گیاهان مرتعی
  • علیرضا سپه وند*، حمیدرضا مرادی، پرویز عبدالمالکی صفحات 9-19
    بخش بزرگی از کشور ایران را مناطق کوهستانی تشکیل می دهد. هر ساله زمین لغزش موجب خسارت به انواع سازه های مهندسی، مناطق مسکونی، جنگل ها و در پی آن ایجاد رسوب و سیلاب های گل آلود و در نهایت پر شدن مخازن سد ها می گردد. از آن جا که پیش بینی زمان و مکان رخداد زمین لغزش از توان دانش فعلی بشر خارج است، برای بیان حساسیت دامنه ها، به پهنه بندی خطر زمین لغزش در مناطق مختلف می پردازند. در این تحقیق برای پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش از شبکه عصبی مصنوعی و با استفاده از 9 عامل، شیب، جهت شیب، فاصله از رودخانه، زمین شناسی، فاصله از گسل، فاصله از جاده، کاربری اراضی، طبقات ارتفاعی و بارش استفاده شد. به این منظور از 78 نقطه لغزشی و 78 نقطه غیر لغزشی مشخص شده در منطقه، 3/2 برای مدل سازی و 3/1 برای آموزش مدل استفاده شد. ابتدا نقشه رقومی هر یک از عوامل مذکور در محیط نرم افزار GIS تهیه و سپس ارزش طبقات هر عامل با استفاده از روش نسبت فراوانی تعیین گردید. برای ورود به محیط نرم افزار MATLAB ابتدا اطلاعات مربوط به هر پیکسل مشخص شد. در این تحقیق برای آموزش شبکه از الگوریتم پس انتشار خطا و تابع فعال سازی سیگموئیدی استفاده شد. نتایج بیانگر این موضوع بود که شبکه عصبی با ساختار 1-14-9 و با ضریب یادگیری 1/0 دارای ریشه میانگین مربعات خطا برابر 051/0 است. دقت شبکه در مرحله آموزش و آزمایش برابر 307/92 درصد و ضریب تبیین آن برابر 962/0 بود. علاوه بر این نتایج نشان داد که 63/13 درصد از مساحت منطقه در طبقه با خطر خیلی زیاد قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم پس انتشار خطا، تابع سیگموئید
  • احسان کمالی مسکونی*، عبدالعلی عادلپور، عبدالله پیرنیا صفحات 20-29
    بهره‏وری نابه‏جا و نامناسب از منابع تجدید شونده، همراه با خشکسالی های پی‏در‏پی، زمینه را برای تخریب پوشش گیاهی و بیابان‏زایی فراهم می‏کند. در این رابطه اجرای پروژه های مهار کردن و پخش سیلاب که در بیشتر بیابان‏ها قابل اجراست راه حل مناسبی جهت مقابله با این نوع مشکل است. پارامترهای مختلفی از جمله شیب زمین، بافت خاک، درصد رس، پوشش‏گیاهی و مقاومت جریان بر پارامترهای هیدرولیکی جریان و آستانه فرسایش تاثیر گذارند. در این مطالعه، پخش سیلاب‏های فصلی بر روی لبه کانال‏های گسترشی که روی خطوط تراز اجرا شده مورد مطالعه قرار گرفت. تحقیق حاضر در شبکه های پخش سیلاب کوثر واقع در جنوب شرقی استان فارس انجام شد و هدف مطالعه بررسی تاثیر درصد شیب بر فاصله بحرانی فرسایش در شبکه های پخش سیلاب بود. برای این منظور از یک دستگاه فلوم به طول 100 متر، عرض 40 سانتی‏متر و ارتفاع 25 سانتی‏متر استفاده شد، تا در آن جریان سطحی به عمق 10 سانتی‏متر شبیه سازی شود. در طرح آماری 5 تیمار با شیب‏های 002/0 ، 004/0 ،006/0، 008/0 و010/0 و در هر تیمار 3 تکرار در نظر گرفته شده‏است. در هر تکرار پارامتر‏های دبی و عمق جریان بطور مستقیم اندازه‏گیری و سایر پارامترها از جمله سطح مقطع جریان و سرعت متوسط جریان محاسبه شدند. افزون بر آن پس از انجام هر آزمایش عمق فرسایش و یا رسوب‏گذاری در طول بستر فلوم بطور جداگانه اندازه‏گیری شد. نتایج نشان داد آستانه فرسایش با افزایش شیب افزایش می‏یابد. متوسط فاصله آستانه فرسایش برای تیمارهای مختلف به ترتیب برابر 5/66، 56، 64، 36 و 28 متر بدست آمد. همچنین سرعت متوسط جریان در امتداد طول مسیر بستر فلوم افزایش یافته و در محل آستانه فرسایش به حداکثر مقدار خود ‏رسیده است.
    کلیدواژگان: پخش سیلاب، ایستگاه کوثر، اثرهای درصد شیب بر طول آستانه فرسایش و آستانه فرسایش خندقی
  • مرتضی مفیدی *، محمد جعفری، علی طویلی، احمد علیجانپور صفحات 30-39
    به منظور بررسی تاثیر عملیات اصلاح مرتع بر ویژگی های پوشش گیاهی مطالعه ای در مراتع امام کندی ارومیه صورت گرفت. در این مطالعه عملیات اصلاحی شامل کپه کاری، قرق و بانکت بندی در مراتع منطقه انتخاب و برای هر کدام منطقه شاهد نیز در مجاور آن در نظر گرفته شد. برای نمونه برداری با استفاده از روش تصادفی سیستماتیک، شش ترانسکت 100 متری مستقر و در طول هر ترانسکت با استفاده از تعداد ده پلات 1×1 متر مربعی برداشت شد. در داخل هر پلات لیست گونه های موجود، درصد تاج پوشش، تولید و تراکم، کلاسهای خوش خوراکی و فرمهای رویشی گیاهان تعیین شد. به منظور مقایسه ویژگی های پوشش گیاهی هر سایت مورد عملیات اصلاحی با سایت شاهد آن از آزمون t مستقل استفاده شد. نتایج نشان داد ویژگی های گیاهان کلاس I و II در مناطق اصلاح شده افزایش و ویژگی های گیاهان کلاس III در مقایسه با سایت شاهد کاهش یافت و اختلاف معنی داری دارند. از نظر فرمهای رویشی میانگین ویژگی های گندمیان دائمی و فوربهای دائمی در مناطق اصلاح شده افزایش یافت و با سایت شاهد اختلاف معنی دار دارند. به طورکلی نتایج نشان داد که اجرای عملیات اصلاحی در مراتع امام کندی موفقیت آمیز بود و باعث بهبود ویژگی های پوشش گیاهی در این مراتع شد.
    کلیدواژگان: قرق، کپه کاری، بانکت بندی، ویژگی های پوشش گیاهی، مراتع امام کندی ارومیه
  • نبی جنادله، حبیب الله نادیان، بیژن خلیلی مقدم *، شجاع قربانی دشتکی صفحات 40-50
    ویژگی های هیدرولیکی خاک در مدیریت اراضی تحت کشت نیشکر نقش به سزایی دارد. هدف از این تحقیق برآورد نقطه ای منحنی مشخصه ی رطوبتی خاکبااستفاده شبکه ی عصبی مصنوعیوبهینه سازیآنبا الگوریتم ژنتیک می باشد. به این منظور براساس ویژگی های مدیریت اراضی، درصد مواد آلی، بافت خاک، هدایت الکتریکی و درصد سدیم جذب سطحی شده، 4 واحد کاری در کشت و صنعت های دعبل خزاعی، امیر کبیر، کارون و هفت تپه انتخاب شد. در مجموع تعداد 310 نمونه خاک از دو عمق 40-0 و 80-40 سانتی‏متری نیمرخ خاک به طور تصادفی برداشت گردید. در این پژوهش پنج مدل به شکل سلسله مراتبی به وسیله ی شبکه ی عصبی مصنوعی برای برآورد نقطه ای منحنی مشخصه ی رطوبتی خاکمورد پی ریزی و ارزیابی قرار گرفت. جهت بررسی کارآیی مدل ها از ضریب همبستگی اسپیرمن (R)، متوسط مربعات خطای نرمال شده (NMSE) و متوسط خطای مطلق (MAE) استفاده شد. از آن جا که انتخاب هر یک از پارامترهای متغیر شبکه ی عصبی مستلزم آزمون و خطاهای مکرر و در نتیجه آموزش تعداد زیادی شبکه با ساختار مختلف بود، از روش الگوریتم ژنتیک برای بهینه یابی این پارامترها استفاده شد و کارایی این روش در بهینه سازی شبکه ی عصبی بررسی گردید. نتایج نشان داد که شبکه ‏ی عصبی در مدل سازی و برآورد نقطه ای منحنی مشخصه ی رطوبتی خاکاز دقت بالایی برخوردار است (054/0NMSE=، 019/0MAE=، 963/0R=). همچنین تلفیق شبکه‏ی عصبی با الگوریتم ژنتیک، جهت بهینه‏سازی شرایط اجرایی آن، مثبت ارزیابی گردید و روش تلفیقی در تمامی موارد برتری خود را نسبت به اجرای شبکه‏ی عصبی بدون بهینه‏سازی نشان داد (015/0NMSE=، 01/0MAE=، 985/0R=).
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، شبکه های عصبی مصنوعی، منحنی مشخصه رطوبتی خاک
  • مجتبی محمدی*، حسین سلمانی، حامد روحانی، واحدبردی شیخ، مهدی مردیان صفحات 51-60
    ارزیابی پروژه های حفاظت آب و خاک امروزه از بنیادی ترین مسائلی است که به منظور افزایش کارآیی برنامه ریزی های آتی طرح های اجرایی و مدیریتی منابع طبیعی صورت می گیرد. در این میان نبود تجهیزات لازم به منظور اندازه گیری و ثبت تغییرات ایجاد شده در برابر پدیده های بحران زا نظیر سیل و فرسایش، استفاده از مدل ها را به منظور ارزیابی سناریوهای مختلف مدیریتی در دستیابی به اهداف ضروری می سازد. هدف این مطالعه نیز بررسی اثر سناریوهای مختلف مدیریت پوشش گیاهی بر هیدرولوژی حوزه آبخیز قزاقلی با استفاده از مدل نیمه توزیعی SWAT می باشد. بدین منظور با انتخاب چهار گزینه مدیریتی شامل کشت بر روی تراس، جنگل کاری، باغ کاری و آگروفارستری، شبیه سازی رواناب در قالب 16 سناریوی مدیریتی انجام شد. در فرآیند تبدیل بارش به رواناب برای برآورد عمق حداکثر رواناب از روش استدلالی و برای برآورد حجم رواناب از روش شماره منحنی استفاده گردید. روندیابی جریان با استفاده از روش ماسکینگام و محاسبه تبخیر و تعرق با استفاده از روش پنمن- مانتیس انجام شد. طبق نتایج، حالت ترکیبی سناریوهای مدیریتی (سناریوی 16 شامل تمام گزینه ها) بیشتر تاثیر را بر کاهش رواناب سالانه دارد؛ به طوری که منجر به کاهش 15/13 درصدی رواناب سالانه نسبت به وضع موجود شده است. در بین سناریوهای منفرد نیز سناریوی 5 (آگروفارستری) با 6/11 درصد بیشترین تاثیر را بر کاهش رواناب داشته است. در مقیاس زمانی ماهانه نیز بیشترین تاثیر سناریوها مربوط به ماه ژوئن و ژولای (خرداد و تیر) بود که دلیل آن مصادف بودن این دوره با زمان وقوع حداکثر رشد تاج پوشش گیاهی و در نتیجه افزایش زیاد تبخیر و تعرق و کاهش رواناب است.
    کلیدواژگان: مدیریت پوشش گیاهی، هیدرولوژی، مدل SWAT، حوزه آبخیز قراقلی
  • ناصر باغستانی میبدی *، عبدالله امینی، عباس زارع زاده، منیرالسادات طباطبایی زاده صفحات 61-69
    گیاه دارویی آلوئه ورا دارای مصارف گسترده ای در صنایع داروئی، غذایی، آرایشی و بهداشتی می باشد. کاشت گلدانی به عنوان یکی از شیوه های تولید در این گونه گیاهی قابل اجرا می باشد. در چنین شرایطی بررسی اثر مقادیر مختلف کود اوره بر عملکرد و اجزای عملکرد آن در شرایط تولید گلدانی ضروری است. به همین منظور پنج تیمار آزمایشی سطوح کودی اوره برابر صفر، 50، 100، 150 و 200 کیلوگرم در هکتار بر عملکرد و اجزای عملکرد این گونه در قالب طرح آماری کاملا تصادفی با سه تکرار در محیط کشت گلدان (10 گلدان برای هر تکرار) در سال های 1389 و 1390 مورد بررسی قرار گرفت. در این آزمایش صفاتی از قبیل طول، عرض، ضخامت و تعداد برگ، تعداد پاجوش، تولید کل، وزن و درصد ژل مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مصرف کود اوره بر تولید کل، وزن ژل، عرض برگ و تعداد برگ در سطح احتمال یک درصد و بر صفات درصد ژل و طول برگ در سطح احتمال پنج درصد اثر معنی دار می گذارد، اما بر صفات ضخامت برگ و تعداد پاجوش تاثیر معنی داری ندارد. بیشترین تولید در تیمار کودی 50 کیلوگرم اوره در هکتار با مقدار 1039 گرم در هر گلدان به دست آمد. بالاترین میزان ژل با مقدار839 گرم نیز در همین سطح کود مصرفی به دست آمد. درصد ژل تولیدی از این تیمار برابر 7/72 درصد بود که بالاترین مقدار را دارا بود و با سطح کودی 100 کیلوگرم در هکتار اوره تفاوت معنی داری نشان نداد.
    کلیدواژگان: آلوئه ورا (Aloe vera L، )، کود ازته، بیوماس تولیدی
  • حمزه نور*، مهدی وفاخواه، مهنوش مقدسی صفحات 70-80
    اقدامات آبخیزداری شامل ایجاد، بهبود و حفاظت پوشش گیاهی با هدف کاهش رواناب سطحی در سطح حوزه های آبخیز صورت می گیرد. پیشنهاد اقدامات آبخیزداری در مقیاس حوزه آبخیز نیازمند توازن بین مسائل مالی و هیدرولوژیک از طریق استفاده از روش های بهینه سازی است. در این پژوهش یک سامانه پشتیبان تصمیم گیری (SWAT-GA) با هدف بهینه سازی محل اجرای اقدامات مدیریتی آبخیزداری شامل بهبود پوشش گیاهی مراتع به منظور کاهش حداقل 10، 15، 20 و 25 درصد رواناب سطحی، ایجاد شده است. این سامانه تصمیم گیری به صورت هم زمان به دنبال حداقل نمودن هزینه اجرای اقدامات پیشنهادی در حوزه آبخیز می باشد. این سامانه برای شبیه سازی رواناب و اثر اقدامات آبخیزداری در سطح حوزه آبخیز از مدل هیدرولوژیک SWAT استفاده می نماید، هم چنین در این سامانه الگوریتم ژنتیک به عنوان یک روش بهینه سازی استفاده شده است. این سامانه در حوزه آبخیز طالقان با مساحت حدود 940 کیلومتر مربع واقع در رشته کوه البرز مورد آزمون قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای کاهش حداقل 10، 15، 20 و 25 درصد رواناب سطحی می باید در 22، 35، 48 و 62 درصد از حوزه آبخیز طالقان عملیات بیولوژیک آبخیزداری انجام داد. هم چنین حداکثر کاهش و افزایش رواناب پس از اجرای اقدامات پیشنهادی به ترتیب در فصل بهار و تابستان روی داده است. مدیران با استفاده از این ابزار پشتیبان تصمیم گیری قادرند بر اساس مقادیر هدف هیدرولوژیک گزینه بهینه اقدامات مدیریتی را انتخاب نمایند.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی توزیعی، آبخیز سد طالقان، مدیریت جامع حوزه های آبخیز
|
  • Ali Asghar Ghasemi, Naser Baghestani Maybodi *, Zarei Zarei, Fatemeh Alishah Pages 2-8
    One of the most important plans for range improvement is the production of suitable seeds. To achieve this goal and to detect highest germination rate the harvesting time should be regulated, so that the seeds must be both matured and not scattered. In this study the optimal dates of seed harvesting of three range plants including Salsola rigida, Zygophyllum eurypterum and Ferula ovina are investigated. Seed harvesting was done in different stages from physiological maturation time to seed falling. S. rigida seeds were collected on September 22th, 29th and October 6 th, 13th and 27th and November 3th and 10th at 2004, and Z. eurypterum and F. ovina on June 30th and July 7th, 14th and 21th at 2005. From each stage 400 dried seeds in four replications were tested in petridish. Germinated seeds were counted during 21 days.
    The results of this experiment showed, there is a significant difference between various seed harvesting times of S. rigida. The highest germination rate of this plant is on Nov. 10th (75%), and the lowest rate is on Sep. 22th (7.3%). No significant difference was detected for Z. eurypterum. The highest rate of germination of Z. eurypterum was on June 30th (61%) and the lowest one was on July 21th (46%). F. ovina seeds had the highest rate of germination (54%) on July 21th and the least rate of germination on June 30th and July 14th (37%). There is also a significant difference in harvesting rate of this plant referring to different times. According to the achieved results of this study, harvesting delay increases germination rates of S. rigida and F. ovina, while this parameter has no effect on Z. eurypterum. This variable is considered as a clue in selecting optimal time of seed harvesting.
    Keywords: Seed harvesting time, Germination, viability, Range plants
  • Alireza Sepah Vand *, Hamid Reza Moradi, Parviz Abdolmaleki Pages 9-19
    A large part of Iran's formed mountainous areas, so each year, landslides cause damage to structures, residential areas and forests, creating sedimentation, mud floods and finally cause filling reservoirs. Since forecasting of the landslide occurrence is out of human knowledge in both temporally and spatially, so the landslide zoning is considered in order to be shown how much a mountain slope is susceptible to a mass movement. In this study, nine factors including slope percent and aspect, geology, precipitation, distance from the road and the river and faults, land use and elevation were used. The purpose of this study is to determine the most effective factor on landslide occurrence and preparation of landslide susceptibility map in a Part of Haraz Watershed. In this study for determining the most effective factor influencing on landslide occurrence and finally preparing of the landslide susceptibility map Analytic Hierarchy Process (AHP) and Artificial Neural Network (ANN) were used. From seventy eight points of slide and seventy eight points of un-slide determined in this area, seventy percent used for modeling and thirty percent for testing. Firstly, for providing aforementioned layers, Geographic Information System (GIS) was applied and then each of classes specified in every layer was valued using frequency ratio. In this study, for network training used Back-Propagation (BP) algorithm and sigmoid function. The results of the Analytic Hierarchy Process showed that slope is the most importance factor among studied factors. The results of the Artificial Neural network showed that structure 9-14-1 whit learning rate 0.2 is optimal structure and Root Mean Square Error is 0.051. Accuracy of network in training and testing phase was equal 92.307 and Coefficient of Determination was equal 0.962.
    Keywords: Landslide, Articial Neural Network, Back Propagation Algorithm, Sigmoid Function
  • Ehsan Kamali Maskooni *, Abdol Ali Adelpour, Abdollah Pirnia Pages 20-29
    Improper and inadequate usage of not-renewable resources and drought has prepared condition for degrading of vegetation cover and desertification. Herein control and flood spreading project that could be applied in more deserts is an appropriate solution to this problem. On the other hand, different parameters including slope gradient, soil texture, vegetation cover and flow resistance affect on flow hydraulic characteristics. In this study, seasonal floods are spreading with spreading channels which is constructed on contour lines. This study carried out in the Gareh Baygan plan, in the south east of Fars province to investigate the effect of slope steepness on critical distance for scouring. An open hydraulic flume with 100 meter length, 40 centimeter width and 25 centimeter depth was used to simulate overland flow with 10 centimeter depth. Five treatments including 0.002, 0.004, 0,006, 0.008 and 0.010 for slope were examined, and for each treatment, three to four experiments were used and some hydraulic parameter including discharge and flow depth were measured directly, and others such as flow area and flow velocity were calculated. After each experiment erosion and sedimentation depth were measured individually. Results of this study show that threshold value will be increasing with increase slope gradient. Average distance of erosion threshold obtained for different treatments 66.5, 56, 45, 36 and 28, respectively. Likewise, flow velocity was increased with flow length. Also, this increasing trend was linear and uniform and changed according to bed slope and roughness and reached the maximum value in each experiment.
    Keywords: Flood water spreading, The Kowsar station, Slope gradient, erosion threshold length, gully erosion threshold
  • Morteza Mofidi *, Mohammad Jafari, Ali Tavili, Ahmad Alijanpour Pages 30-39
    In order to study the effect of rangeland improvement operations on vegetation properties, a study was conducted at Imam Kandi rangelands. In the present study, improvement operations including pit seeding, exclusion and counter trenches were selected at region and control region was considered for each region. the systematic-randomly method was used, six 100 m transect was established on each sites and along each them ten 10*10 plot for sampling was selected. Within each plot, existing species table, crown cover percent, palatability classes, production, density and vegetation growth forms was recorded. In order to comparison of vegetation properties at sites with improvement operation within control site independent t-test was used. Results showed that plants in classes I and II at improved regions increased and plants III decreased compared to control and had significant difference. In terms of growth forms, mean properties of permanent graminea and permanent forbs at improved region increased and had a significant difference with control site. Overall, results show that improvement operation at Imam Kandi rangelands was successful and caused improvement of vegetation cover properties in these rangeland area.
    Keywords: exclusion, pit seeding, couture trench, vegetation properties, Emam Kandi rangelands, Urmia
  • Nabi Jenadeleh, Habib Allah Nadian, Bijan Khalilimoghadam *, Shojaa Ghorbani Dashtaki Pages 40-50
    Soil hydraulic properties have key role in sugar cane cultivation management. The purpose of this study is to estimate soil moisture characteristic curve using an artificial neural network and its optimization with genetic algorithm. Therefore, based on the cultivation operations management and soil properties included: organic matter content, soil texture, electrical conductivity, sodium adsorption ratio, 4 land unit tracts in Debel-Khozaii, Amir-Kabir, Karoon and Haft-Tapeh agro-industries were selected. A total of 310 soil samples from both 0-40 and 40-80 cm of soil profiles were collected. In this study, five models were arranged in hierarchy to estimate soil hydraulic properties with ANNs. The performances of the models were evaluated using Spearman's correlation coefficient (r) between the observed and the estimated values, normalized mean square error (NMSE), and mean absolute error (MAE). Owing to the fact that the selection of each of the variable parameters of neural network necessitated recurring trails and errors, and consequently teaching a large number of networks with various topologies, genetic algorithm method was utilized for finding the optimization of these parameters and the efficiency of this method was examined in terms of the optimization of neural network. Results showed that the neural network has a high degree of accuracy in modeling and estimating soil moisture characteristic curve (R =0.943, MAE=0.019, NMSE=0.054). Also, combining artificial neural networks with genetic algorithm for optimizing the conditions of the artificial neural networks implementation was positive and combining approach indicated its superiority over non-optimized implementation of artificial neural networks in all cases (R=0.985, MAE=0.01, NMSE =0.0151).
    Keywords: Genetic algorithms, Artificial neural networks, Soil moisture characteristic curve
  • Mojtaba Mohamadi *, Hossein Salmani, Hamed Rohani, Vahedbedi Sheikh, Mehdi Mardian Pages 51-60
    Nowadays, evaluation of soil and water conservation projects are the most fundamental issues in order to increase the efficiency of natural resources planning and management. . Due to lack of necessary equipment and tools to measure and record changes induced by critical phenomena such as flooding and degradation, application of models to evaluate different management scenarios aiming to attain the goals is inevitable. Purpose of this study is assessment of the impacts of vegetation-based management scenarios on hydrologic responses of the Ghazaghli watershed using the SWAT model. To this end, four management actions including terracing, afforestation, orchard plantation and agroforestry were chosen. Different combination of these four actions leads to 16 (2n) different management scenarios. Rationale method was used to estimate runoff depth and SCS method was used to estimate volume of runoff. Furthermore, the Muskingum and FAO Penman-Monteith methods were used for flood routing and estimation of ETo, respectively. The simulation of all possible scenarios indicated that a scenario combining all management actions (scenario 16) is the most effective scenario in reducing runoff. Whereas this scenario leads to 13/15 percent reduction in the annual runoff volume.. Among the individual scenarios, the scenario 5 with Agroforestry action resulted in the largest decrease in the annual runoff which was 11.6 percent. The largest reduction in monthly runoff has occurred during June and July. This period of year coincide with the maximum growth of vegetation cover which induce the increase of evapotranspiration and consequently decrease runoff volume.
    Keywords: Vegetation-based management, scenario, runoff, SWAT model
  • Naser Baghestani Maybodi *, Abdollah Amini, Abbas Zarezadeh, Monirossadat Tabataeizadeh Pages 61-69
    Medicinal plant of Aloe vera L. are used in food, healthy, cosmetic and medical industry. Pot sowing is one of the production methods of this plant. In this conditions evaluation of different urea level on yield and yield component in pot sowing essential. For this purpose, an experiment was conducted as a completely randomized design in five levels of nitrogen fertilizer as urea (0, 50, 100, 150 and 200 kg.ha-1) with three replications (10 pots for each replication) in the greenhouse in 2010. In this experiment, traits such as leaf length, of width, thickness, number and shoot number, total biomass, weight and percentage gels were studied. Analysis of variance based on the effect of nitrogen on total biomass, weight of gel, leaf width and number was significant at the one percent level and characteristics of the gel percentage and leaf length at the level of five percent was significant. But effect of nitrogen on leaf thickness and number of shoot traits, was not significant. The highest biomass production was obtained at 50 kg.ha-1 N with 1039 g per pot. The highest gel weight (839 g) was obtained at 50 kg N. Gel percentage production was 72.7% at this level of nitrogen application and did not have significant difference with 100 kg N treatment.
    Keywords: Aloe vera L, Nitrogen fertilizer, Biomass production
  • Hamzeh Noor *, Mehdi Vafakhah, Mahnoosh Moghaddasi Pages 70-80
    Watershed management practices (WMPs) include methods to create, enhance, and maintain vegetation to reduce surface runoff in the watershed. The implementation of WMPs at the watershed scale is an ongoing challenge that needs to take into account trade-offs between hydrological and economic objectives using optimization algorithm. This research demonstrate a methodology and decision support tool that suggests the optimal location of biological watershed management practices (including improvement rangeland cover) which minimize the cost and simultaneously reduce surface runoff to target levels cases (i.e. 10%, 15%, 20% and, 25%) at watershed scale. The decision support tool (SWAT-GA) consists of a semi-distributed hydrologic model, Soil and Water Assessment Tool (SWAT) which simulation of runoff in watershed, a genetic algorithm (GA), which serves as the optimization engine for the location of biological watershed management practices across the rangeland of the watershed. The proposed method was then applied to Taleghan watershed with an approximate area of 900 km2 that located in Alborz Mountain, Iran. Results indicate watershed management practices should use in 22%, 35%, 48% and 62% of total area of watershed to reduction 10%, 15%, 20% and 25%, respectively. The maximum decrease and increase runoff after the implementation of WMPs have been occurring in the spring and summer, respectively. Using this decision support tool, for each level of target goals, decision makers can select the optimal combination of watershed management practices.
    Keywords: Integrated Watershed Management, Optimization Methods, Genetic Algorithm, Taleghan Dam Watershed