فهرست مطالب

حفاظت منابع آب و خاک - سال ششم شماره 4 (پیاپی 24، تابستان 1396)

فصلنامه حفاظت منابع آب و خاک
سال ششم شماره 4 (پیاپی 24، تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/04/01
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سعید صمدیان فرد، اسماعیل اسدی صفحه 1
    خشکسالی پدیده ای طبیعی است که به علت برهم کنش عوامل مختلف هواشناسی، دارای فرآیند پیچیده ای بوده و در همه شرایط اقلیمی و در تمام مناطق کره زمین به وقوع می پیوندد. لذا پیش بینی نمایه های خشکسالی و ارزیابی زمانی آن ها، یکی از راه های موثر در مدیریت بحران خشکسالی و تدوین طرح هایی به منظور کاهش اثرات آن به نظر می رسد. در پژوهش حاضر، برای پیش بینی نمایه خشکسالی بارش استاندارد شده (SPI) در ایستگاه سینوپتیک تبریز در بازه زمانی سال های 1358 تا 1391، از روش های رگرسیون بردار پشتیبان و رگرسیون خطی چندگانه استفاده گردید. بدین منظور، برای پیش بینی نمایه SPI در دوره های 3، 6، 9، 12، 24 و 48 ماهه از شش ترکیب متفاوت ورودی متشکل از مقادیر متناظر قبلی همان نمایه استفاده گردید. نتایج حاصل از تحلیل پارامترهای آماری نشان داد که هر دو روش مورد مطالعه دقت مناسبی در پیش بینی نمایه های خشکسالی داشته اند ولی با این وجود، روش رگرسیون بردار پشتیبان در پیش بینی نمایه های SPI-6، SPI-9 و SPI-24 به ترتیب با داشتن جذر میانگین مربعات خطای 4985/0، 4340/0 و 2427/0 عملکرد بهتری در مقایسه با رگرسیون خطی چندگانه داشته است. ولی در پیش بینی نمایه های SPI-3، SPI-12 و SPI-48، روش رگرسیون خطی چندگانه خطای نسبی کم تری را نشان داد. با این وجود، می توان چنین نتیجه گیری نمود که هر دو روش مورد مطالعه شامل رگرسیون بردار پشتیبان و خطی چندگانه پیش بینی های مناسبی از نمایه های خشکسالی داشته اند و می توانند برای مدیریت عواقب ناشی از پدیده مذکور، با اطمینان قابل قبولی مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: پیش بینی، تحلیل آماری، خشکسالی، نمایه بارش استاندارد شده
  • سامان معروف پور، احمد فاخری فرد، جلال شیری صفحه 17
    از اساسی ترین موارد در مدیریت کمی منابع آب زیرزمینی، تخمین سطح آب با استفاده از داده های برداشت شده از شبکه چاه های مشاهده ای است. هدف از این پژوهش، میان یابی سطح آب زیرزمینی با استفاده از زمین آمار و محاسبات نرم در منطقه ای از دشت های بم نرماشیر و رحمت آباد (استان کرمان) با مساحت 19028 کیلومتر مربع به عنوان نمونه می باشد. از روش های کریجینگ ساده و عکس فاصله وزنی و همچنین مدل های شبکه عصبی مصنوعی، سیستم استنتاج فازی-عصبی انطباقی و برنامه ریزی بیان ژن برای پیش بینی توزیع مکانی سطح آب زیرزمینی استفاده و بهترین مدل از بین مدل های هوشمند و زمین آماری انتخاب و برای نمونه برداری بیشتر در منطقه مورد مطالعه استفاده شد. بدین منظور از اطلاعات مربوط به نمونه های حاصل از 65 حلقه چاه در طول آماری سال 1381 تا 1390 استفاده شد. برای مقایسه مدل ها معیارهای آماری RMSE، R2، AARE و MAE به کار بسته شدند. نتایج نشان داد در بین مدل های هوشمند با ورودی طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی، شبکه عصبی مصنوعی و در بین مدل های زمین آماری، روش عکس فاصله وزنی با داشتن کمترین RMSE (به ترتیب 138/7 و 062/15 متر) و AARE(به ترتیب 33 و 47 درصد) و بیشترین R2 (به ترتیب 606/0 و 591/0 ) مناسب ترین مدل جهت برآورد به ترتیب نقطه ای و ناحیه ای سطح آب زیرزمینی می باشد. در نهایت مدل هیبرید IDW-ANN جهت تخمین و پهنه بندی سطح آب زیرزمینی در آینده انتخاب شد.
    کلیدواژگان: توزیع مکانی، سیستم استنتاج فازی، عصبی انطباقی، شبکه عصبی مصنوعی، کریجینگ ساده
  • شهرام شاه محمدی کلالق، نادر حبیب زاده صفحه 29
    رودخانه ارس به دلیل قرار گرفتن در مسیر فعالیت های معدن کاوی و شرایط خاص اکولوژیک، اقتصادی، اجتماعی و تنوع گونه های مختلف گیاهان و جانوران آبزی از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و بررسی کیفیت آن ضروری می باشد. تحقیق حاضر به منظور بررسی آلودگی فلزات سنگین سرب (Pb)، مس (Cu)، روی (Zn) و نیکل (Ni) در محدوده منطقه آزاد تجاری – صنعتی رودخانه ارس در استان آذربایجان شرقی انجام گرفت. نمونه برداری به صورت فصلی از رسوبات، آب، گیاه (لوئی) و ماهی (زرد پر) درقالب 4 ایستگاه در پاییز سال 1393و تابستان سال 1394 در محدوده 150 کیلومتری طول رودخانه ارس صورت گرفت. نتایج نشان دهنده غلظت مجاز همه فلزات در نمونه های آب و ماهی و غلظت بیش تر از حد مجاز فلز سنگین مس در نمونه های رسوب و گیاه بر اساس استانداردهای جهانی بود. مطابق مقادیر شاخص های ضریب آلودگی، بار آلودگی و انباشت ژئوشیمیایی، همه ایستگاه ها به جز ایستگاه سنت استپانوس به فلز سنگین مس شدیدا آلوده بوده که می تواند ناشی از فعالیت های معدن کاوی مس سونگون در منطقه مورد مطالعه باشد. شدت آلودگی به فلزات سنگین در ایستگاه ها به ترتیب زیر حاصل شد: Cu > Zn > Pb = Ni. مقادیر کم تر از یک فاکتور تجمع زیستی برای نمونه ماهی زردپر، بیان گر جذب و تجمع فلزات سنگین از طریق جذب سطحی و نه از طریق رژیم غذایی ماهی ها می باشد. مقادیر بالاتر از یک فاکتور تجمع زیستی نمونه های گیاه لوئی در رابطه با فلزات سنگین سرب و روی در ایستگاه های مصب ایلگنه چای و قولان و میسن، آن را به عنوان یک گیاه ابرجاذب مطرح می کند. بنابراین می توان از این گیاه برای اهداف گیاه پالایی در منطقه مورد مطالعه استفاده کرد.
    کلیدواژگان: رودخانه ارس، فاکتور تجمع زیستی، فاکتور آلودگی، فاکتور انباشت ژئوشیمیایی
  • صائب خوش نواز صفحه 45
    در تالاب های مصنوعی از نوع جریان سطحی، حجم گسترده میکروارگانیزم های اطراف ریشه گیاه، محیط مناسبی برای تصفیه فاضلاب فراهم می نمایند. به منظور بررسی اثر گیاه وتیور و زمان ماند فاضلاب، در کارآیی تصفیه این نوع سامانه ها، نه حوضچه در شرکت کشت و صنعت نیشکر کارون واقع در شهرستان شوشتر ساخته شد. واحدها، به صورت موازی در کنارهم قرارگرفته و طول هر واحد 3 متر، عرض 1 متر و ارتفاع 8/0 متر بود. جریان پیوسته فاضلاب کشاورزی حاصل از شستشوی نی، از اواسط آذرماه 1392 تا خردادماه سال 1393 برقرار شد. سه سامانه، با کشت ریشه گیاه درخاک (S)، سه سامانه با کشت گیاه روی صفحات شناور (F) و سه سامانه بدون گیاه و بستر متخلل به عنوان شاهد (C) در نظر گرفته شدند. متوسط غلظت BOD5 فاضلاب ورودی به هر واحد 69/15±115 میلی گرم بر لیتر و زمان های ماند مورد آزمایش 3، 5 و 7 روز بودند. در طی دوره آزمایش، غلظت BOD5 ورودی و خروجی هر واحد، اندازه گیری و با استفاده از نرم افزار آماری SAS آنالیز شد. نتایج حاصل از آنالیز نشان داد، اختلاف معنی داری بین سامانه های حاوی گیاه و فاقد گیاه (شاهد) در زمان های ماند وجود دارد. سامانه حاوی گیاه و زمان ماند 7 روز در ماه خرداد، دارای بیش ترین مقدار بازده حذف، با میانگین 48/68 درصد بود. به عبارت دیگر، شرایط بهینه برای حصول حداکثر بازده حذف BOD5 از فاضلاب کشت و صنعت نیشکر کارون، در سامانه تالاب مصنوعی شناور با کشت گیاه وتیور و در زمان ماند 7 روز به دست آمد.
    کلیدواژگان: تالاب مصنوعی، کاهش BOD5، وتیور
  • روژین نگهدار، بهروز مهدی نژادیانی صفحه 59
    در این تحقیق، فرایند انتقال آلاینده ی غیرواکنش گر از میان خاک های ماسه ای لایه ای و رفتار ضریب انتشار در آرایش های مختلف این خاک ها بررسی شد. آزمایش های ردیابی شامل آزمایش های آلودگی و آبشویی بود که در یک تانک شن به ابعاد انجام شد. سه نوع خاک ماسه ای همگن (درشت، متوسط و ریز) به عنوان شاهد و شش نوع آرایش لایه ای بررسی گردید. نتایج نشان داد که در خاک های ماسه ای همگن، ضریب انتشار با افزایش اندازه ی ذرات ماسه زیاد شد. به عنوان مثال، ضرایب انتشار خاک ماسه ای درشت در آزمایش های آلودگی و آبشویی به ترتیب 46/8 و 91/7 برابر بزرگتر از ضرایب انتشار خاک ماسه ای ریز بود. در خاک های ماسه ای لایه ای، نوع آرایش و ترتیب لایه ها در هر آرایش بر ضریب انتشار تاثیر داشت. در آزمایش های آلودگی و آبشویی، کمترین مقادیر ضریب انتشار به ترتیب برابر cm2/min 5/12 و cm2/min 16/17 بود که در آرایش عمود با لایه بندی درشت-متوسط-ریز مشاهده شدند. در حالی که بیش ترین مقادیر ضریب انتشار در آزمایش های آلودگی و آبشویی به ترتیب برابر cm2/min 56/32 و cm2/min 31/37 بود که در آرایش موازی با لایه بندی درشت-ریز-متوسط (از پایین به بالا) به دست آمدند. ضرایب انتشار خاک های ماسه ای لایه ای و خاک های ماسه ای همگن تفاوت معنی داری داشتند. فرایند انتقال در خاک های ماسه ای لایه ای، در مقایسه با خاک های ماسه ای همگن، انحراف بیشتری از انتقال فیکی داشت.
    کلیدواژگان: آبشویی، الگوریتم استراتژی تکاملی، انتقال غیرفیکی، معادله ی جابجایی انتشار
  • آرش تافته، محمدرضا امداد، سعید غالبی صفحه 75
    این پژوهش به منظور بررسی تغییرات ابعاد نوار و عمق توسعه ریشه گندم در منطقه حمیدیه خوزستان بر تغییر راندمان کاربرد آب انجام شد، خاک منطقه دارای بافت سنگین clay loam بوده و آزمایش در سه مزرعه آزمایشی بر اساس کار معمول زارع و اندازه گیری مستقیم جهت واسنجی مدل SRFR 4.1.3 WIN- در سال 1393 انجام شد. عمق موثر توسعه ریشه گندم رقم چمران 100 روز پس از کاشت (اوایل اسفند ماه در زمان پس از گل دهی) 40 سانتی متر اندازه گیری و راندمان کاربرد آب در آبیاری نواری در شرایط زارع حدود 30 درصد تعیین شد. نتایج شبیه سازی شده با این مدل در شرایط عمق توسعه ریشه 40 سانتی متر و عمق خالص آب آبیاری 50 میلی متر نشان داد که با دبی ورودی 18 لیتر بر ثانیه، زمان آبیاری 3 تا 5/3 ساعت، و ابعاد نوار با طول 180 و عرض 10 متر امکان افزایش راندمان کاربرد آب تا 40 درصد فراهم می باشد. چنانچه عمق توسعه ریشه به 50 سانتی متر و عمق خالص آب آبیاری 70 میلی متر افزایش یابد (در شرایط بهبود وضعیت خاک) در شرایط پیشنهادی که 33 درصد افزایش نسبی به شرایط زارع دارد، می توان راندمان کاربرد آب را به 50 درصد افزایش داد. بنابراین با انجام عملیات مناسب شخم و بهسازی خاک و نیز اصلاح ابعاد نوار و مدیریت آبیاری امکان افزایش نسبی راندمان کاربرد آب نسبت به شرایط زارع در حدود 66 درصد میسر می گردد.
    کلیدواژگان: آبیاری نواری، حمیدیه، راندمان کاربرد آب، عمق توسعه ریشه
  • صفورا اسدی کپورچال، مهدی همایی صفحه 91
    شوری خاک یکی از چالش های مهم کشاورزی پایدار در مناطق خشک و نیمه خشک است. تجمع نمک ها در ناحیه رشد ریشه بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک از جمله فشار اسمزی، نفوذپذیری و هدایت هیدرولیکی تاثیر گذاشته و در نتیجه آن رشد و نمو بیش تر گیاهان زراعی و باغی یا مختل می شود و یا به طور کامل متوقف می گردد. هدف از پژوهش حاضر بررسی کاربرد مدل های شوری زدایی به منظور ارائه برنامه تناوب زراعی اصلاح و بهسازی خاک های شور و سدیمی است. بدین منظور آزمایشی با دو تیمار و سه تکرار در اراضی به مساحت 45000 هکتار واقع در استان خوزستان که کلاس شوری و سدیمی بودن آن در کلاس S4A3 قرار داشت انجام شد. در تیمار نخست از هیچ گونه ماده اصلاح کننده استفاده نگردید و فقط با کاربرد یک متر عمق آب آبشویی در چهار تناوب 25/0 متری اجرا شد. لیکن در تیمار دوم، گچ با درجه خلوص 78% به اندازه ده تن در هکتار استفاده و سپس عملیات آبشویی به روش غرقاب متناوب و یک متر عمق آب آبشویی انجام گردید. نمونه های خاک پیش، حین و پس از کاربرد هر تناوب آبیاری از اعماق25-0، 50-25، 75-50، 100-75، 125-100، 150-125 سانتی متری برداشت و تجزیه های فیزیکی و شیمیایی مورد نظر بر روی آن ها اعمال شد. نتایج نشان داد که از میان مدل های مورد بررسی، مدل لگاریتمی از کارآیی بهتری برای تخمین مقدار آب مورد نیاز برای اصلاح خاک های شور و سدیمی برخوردار است. بر اساس مدل به دست آمده، مقدار خالص آب لازم برای کاهش مقدار شوری اولیه خاک محاسبه و در نهایت برای بهسازی خاک های شور و سدیمی، برنامه تناوب زراعی اصلاحی اراضی در دو گزینه ارائه گردید. گزینه نخست با آبشویی مقدماتی و کشت جو در استمرار آبشویی در اولویت بود و گزینه دوم با آبشویی مقدماتی و کشت یونجه در استمرار آبشویی در اولویت بعدی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان می دهد که گنجاندن یک برنامه ی تناوب زراعی به همراه آب آبشویی، ضمن آبشویی موثر نمک های محلول از نیمرخ خاک، موجب صرفه جویی قابل توجه در میزان آب مصرفی می گردد.
    کلیدواژگان: آبشویی، بهسازی خاک، خاک های شور و سدیمی، تناوب زراعی
  • پرویز حقیقت جو، زهرا محمدزاده شاهرودی، ام البنی محمدرضا پور صفحه 107
    امروزه تخمین صحیح تبخیر به عنوان یکی از عناصر مهم چرخه هیدرولوژی، نقش مهمی را در توسعه و مدیریت منابع آب کشورهای مواجه با بحران آب ایفا می کند. تاکنون روش ها و فرمول های تجربی فراوانی در زمینه برآورد فرایند غیرخطی و پیچیده تبخیر از تشتک ارائه شده که از دقت بالایی برخوردار نبوده و همچنین دسترسی به تمام پارامترهای ورودی مشکل و یا اندازه گیری آنها محتاج صرف هزینه و زمان زیادی می باشد. هدف از این تحقیق ارزیابی کارایی دو مدل برنامه ریزی بیان ژن و عصبی- فازی جهت تخمین تبخیر از تشتک در استان خراسان جنوبی می باشد. برای این منظور از داده های هواشناسی روزانه شش ایستگاه سینوپتیک به مدت بیست سال(2010-1990)، استفاده شد. پارامترهای ورودی به مدل عبارتند از: میانگین دمای هوا، رطوبت نسبی، حداکثر وحداقل دمای هوا، سرعت باد و ساعات آفتابی. برای ارزیابی مدلها و مقایسه آن ها از معیارهای ضریب تبیین ، جذر میانگین مربع خطاها و میانگین خطاها استفاده گردید. مقایسه نتایج آزمون دو مدل نشان داد که مدل برنامه ریزی بیان ژن کارایی بهتری نسبت به مدل عصبی- فازی در برآورد روزانه تبخیر از تشتک دارد. بطوری که بهترین نتایج مدل برنامه ریزی بیان ژن در ایستگاه بشرویه با ضریب تبیین 79/0، 44/1=RMSE و 35/0MBE= ضعیف ترین نتایج در ایستگاه بیرجند با ضریب تبیین7/0، 6/2=RMSE و 2/1MBE= بدست آمد. همچنین نتایج نشان داد میانگین دمای روزانه بیشترین تاثیر را در برآورد تبخیراز تشتک دارد.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی بیان ژن، عصبی، فازی، تبخیر تشتک، خراسان جنوبی
  • بهروز سبحانی، محمد عیسی زاده، منیر شیرزاد صفحه 119
    پیش بینی جریان رودخانه ها در حوضه های آبریز نقش مهمی در بهره برداری و مدیریت صحیح منابع آبی دارد. تعیین نوع و تعداد ورودی مدل های تخمین گر، یکی از مهم ترین مراحل در پیش بینی جریان رودخانه ها می باشد. بنابراین از روش تجزیه پروکراستس (PA) برای تعیین تعداد ورودی های موثر استفاده شده است. در این تحقیق پیش بینی جریان با استفاده از داده های جریان ماهانه ایستگاه های آب سنجی صفاخانه و سنته انجام گرفته است. مدل شبکه عصبی مصنوعی (MLP) و مدل ماشین بردار پشتیبان (SVM) برای پیش بینی جریان مورد استفاده قرار گرفته اند. بهترین تخمین جریان با استفاده از مدل های MLP و PA-MLP در ایستگاه آب سنجی صفاخانه به ترتیب با RMSE برابر با (m3/s) 68/5 و (m3/s) 85/4 و CC برابر با 73/0 و 78/0 و در ایستگاه آب سنجی سنته به ترتیب با RMSE برابر با (m3/s) 44/6 و (m3/s) 36/6 و CC برابر با 78/0 و 79/0 انجام شده است. مدل PA-SVM نیز به ترتیب با RMSE و CC برابر با (m3/s) 45/5 و 73/0 در دوره صحت سنجی نتایج بهتری را نسبت مدل SVM در تخمین جریان ایستگاه آب سنجی صفاخانه داشته است. همچنین نتایج نشان داد که مدل‏های SVM و PA-SVM جریان ایستگاه سنته را با RMSE به ترتیب برابر با (m3/s) 85/6 و (m3/s) 03/7 تخمین زده‏اند. در حالت کلی نتایج نشان داد که روش تجزیه پروکراستس می تواند به عنوان یکی از روش های کارآمد و مناسب جهت تعیین تعداد ورودی موثر مورد استفاده قرار گیرد. مقایسه نتایج مدل های MLP و SVM نیز نشان داد که مدل MLP از دقت بیشتری نسبت به مدل SVM برخوردار است.
    کلیدواژگان: پیش بینی جریان، تجزیه پروکراستس، شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان
|
  • Saeed Samadianfard, Esmael Asadi Page 1
    Drought is a natural phenomenon, which has a complex mechanism as a result of interactions of meteorological parameters and usually occurs in all climates. So, predicting drought indices and their chronological evaluation is an effective way for the drought management and adaptation with its consequences. In the current research, prediction of drought indices are carried out for Tabriz synoptic station, using support vector regression, multiple linear regression and standard precipitation index (SPI) for the time period of 1979 to 2012. In this regard, for predicting SPI indices in the periods of 3, 6, 9, 12, 24 and 48 months, six different input combinations including the antecedent correspondent values of the mentioned index have been utilized. The results of statistical analysis showed that both methods had significant accuracy. Nonetheless, the support vector regressions for predicting SPI-6, SPI-9 and SPI-24 had better performances, regarding the root mean squared errors of 0.4985, 0.4340 and 0.2427, respectively. However, the multiple linear regressions showed lower relative errors, for predicting SPI-3, SPI-12 and SPI-48. Meanwhile, it can be concluded that both examined methods including support vector and multiple linear regressions had acceptable predictions of drought index and can be used with an admissible confidentiality for the management of drought consequences.
    Keywords: drought, prediction, standardized precipitation index, statistical analysis
  • Saman Maroofpour, Ahmad Fakheri-Fard, Jalal Shiri Page 17
    One of the most important issues in groundwater resources quantitative management is estimating water table level using observation wells network data. The purpose of this study is to estimate the groundwater level using the combination of the geostatistics and soft computing methods. Bam Normashir and Rhmtabad plains (Kerman province) with an area of 1928 km2 was selected as a case study of this work. In this study, Kriging and IDW methods were used along with the data driven ANN, ANFIS and GEP models for predicting the spatial distribution of groundwater level, then, the best model was selected for further sampling in the studied region. Data from 65 wells during the period of 2002 to 2011 were used. RMSE, R2, AARE and MAE statistical indices were used for comparing the applied models. Results showed that for all of the models with two input parameters (including longitude and latitude), ANN and IDW models presented the most accurate results with the lowest RMSE (7.138 and 15.062m, respectively) and AARE (33 and 44%, respectively), and the highest R2 (0.606 and 0.596, respectively) for the point and regional estimation of groundwater table level. Finally, ANN-IDW hybrid model was selected for estimation and zoning the groundwater level for the future investigations.
    Keywords: Adaptive neuro fuzzy inference system, Artificial neural network, spatial distribution, simple kriging
  • Shahram Shahmohammadi-Kalalagh, Nader Habibzadeh Page 29
    Aras river due to located in the path of mining activities and having special ecological, economic, social and a variety of different species of aquatic plants and animals is very important and assessment of its quality is essential. This study was conducted to assess pollution of Pb, Cu, Zn and Ni in the Aras free trade-industrial zone. Samples of sediments, water, plant (Typha australis) and fish (Varicorhinus dapoeta) were collected in four sampling sites of 150 km of Aras river in autumn 2013 and summer 2014. The results indicated that the concentration of all elements in water and fish samples aligned with standards, although Cu value exceeded standard level within sedimentation and plant. According to contaminant criteria (contaminant factor, pollution load index, and geoaccumulation index), Cu concentration was very high in all sampling sites except SantSpataneous site. Its reason is likely to overloading Cu from Sungon mine. The magnitude of heavy metal pollutants in all sampling sites was identified as follows: Cu > Zn > Pb = Ni. The bioaccumulation factor of heavy metals in fish samples was found to be lower than 1 indicating they probably were uptaked through fish respiratory and dermal surfaces rather than dietary uptake. The high concentrations of Pb and Zn in Typha australis from Ilganeh river and Gholan and Missen sites exhibited that this species could be utilised to remediate the polluted places to heavy metals.
    Keywords: Aras river, bioaccumulation factor, contaminant factor, geoaccumulation index
  • Saeb Khoshnavaz Page 45
    In the free water surface flow (FW-SF) constructed wetlands, a large number of micro organisms that live around the roots of plants create a suitable environment for wastewater treatment. To study the effect of Vetiver plant and sewage retention time in treatment efficiency of such systems, nine ponds in the Karoun sugarcane Agro-industrial located in the city of Shushtar was built. Units, in parallel with each other and each unit with length 3m, width 1m and height 0.8 meters. Continuously, agricultural wastewater from the washing process of sugarcane from December 2013 until May 2014 was established. Three of the units filled with soil and were transplanted with vetiver (S), three units were cultivated with vetiver on the floating platform (F) and three units were kept unplanted as control (C). The average BOD5 concentration of the wastewater entering the unit was 115±15.69 mg/l and retention times of experiments were 3, 5 and 7 days. During the experiment, the concentration of BOD5 per unit of input and output measurements was analyzed using SAS software. The results of the analysis showed significant differences between plant and non-plant systems, including retention times. The constructed wetland system with plant cultivated and the retention time of 7 days in May had highest value of the average removal rate equal to 68.48 percent. In other words, optimum conditions for maximum BOD5 removal rate of Karoun sugarcane Agro-industrial wastewater in floating constructed wetlands systems was with vetiver cultivated and in the retention time of 7 days.
    Keywords: BOD5 attenuation, constructed wetland, vetiver
  • Rozhin Negahdar, Behrouz Mehdinejadiani Page 59
    In this research, the transport process of a non-reactive contaminant through layered sandy soils and dispersion coefficient behavior in different configurations of these soils were investigated. Tracer tests included pollution and leaching experiments conducted in a sandbox with dimensions of 130 cm×10 cm×60 cm. Three types of homogeneous sandy soils (coarse, medium and fine) as a control and six types of layered sandy soils were studied. The results showed that in the homogeneous sandy soils, the dispersion coefficient increased with increasing particle size of sand. For example, the dispersion coefficients of the coarse sandy soil in the pollution and leaching experiments were 8.46 and 7.91 orders of magnitude larger than the dispersion coefficients of the fine sandy soil, respectively. In the layered sandy soils, the type of configuration and the order of layers at each configuration influenced dispersion coefficient. In the pollution and leaching experiments, the least values of dispersion coefficients were equal to 12.50 cm2/min and 17.16 cm2/min, respectively, which were observed in the perpendicular configuration with stratification of coarse-medium-fine. However, the most values of dispersion coefficients in the pollution and leaching experiments were equal to 32.56 cm2/min and 37.31 cm2/min, respectively, which were obtained in the parallel configuration with stratification of coarse-fine- medium (from bottom to top). The dispersion coefficients of the layered sandy soils differed significantly from those of the homogeneous sandy soils. The transport process in the layered sandy soils, compared to the homogeneous sandy soils, had a more deviation from Fickian transport.
    Keywords: Advection-dispersion equation, evolutionary strategy algorithm, leaching, non-fickian transport
  • Arash Tafteh, Mohammad Reaza Emdad, Saeed Ghalebi Page 75
    This study was conducted to investigate changing of border dimension and the root zone depth in Hamidieh Khuzestan on water application efficiency. Soil of site has heavy soil texture (Clay Loam) and investigation in three farms base of usual method of farmer and direct measurement to calibration of WIN-SRFR model in 2015 was applied. The effective depth of root development of wheat (Chamran verities) 100 days after planting date (Late February ,After flowering) about 40 cm and water application efficiency in border irrigation in farmer situation about 30% were determined. The simulation results by this model in condition of 40 cm root zone depth and 50 cm net depth of irrigation water show that with 18 lit/s discharge, 3-3.5 h cutoff time and border dimension with 180 m length and 10 m width, the possibility of increasing water application efficiency is up to 40% is provided. If root zone depth and net depth of irrigation water increase respectively 50cm and 70 mm (In condition of improving soil) can be water application efficiency increased to 50% in proposed condition that percent relative increase is about 33% more than farmer situation. So by applied convenient operation plowing and soil emendation and also correction of border dimension and irrigation management can be increase percent relative increase of water application efficiency up to 66 percent in comparison of farmer condition.
    Keywords: border irrigation, Hamidieh, root zone depth, water application efficiency
  • Safoora Asadi Kapourchal, Mehdi Homaee Page 91
    Soil salinity is one of the important challenges for sustainable agriculture in arid and semi-arid regions. Accumulation of soluble salts within the soil profile adversely affects some physical and chemical properties of soils including osmotic pressure, permeability and hydraulic conductivity. As a consequence, growth and development of plant is seriously reduced or fully ceased. The objective of this study was to assess using desalinization models for scheduling crop rotation of reclamation saline-sodic soils. Consequently, a large area of 45,000 ha with S4A3 (extreme salinity and sodicity) salinity/sodicity class was selected to obtain the required data ,in Khuzestan, Iran. This experiment was conducted with two treatments each with three replicates. In the first treatment, the experiment was conducted by applying just 100 cm water depth in four-25 cm intervals. In the second treatment, 10 Ton gypsum (78% purity rate) was applied prior to salt leaching together with leaching water. Soil samples were taken from 0-25, 25-50, 50-75, 75-100, 100-125 and 125-150 cm soil depths before, during and after each leaching water application interval. The required physical and chemical soil analyses were performed for the collected data. The results indicated that the logarithmic model can estimate the capital leaching requirement much better than other models. Based on the obtained model, the amount of net water needed to reduce initial soil salinity was calculated and finally crop rotation in two options was presented for reclamation of saline-sodic soils. The first option with preliminary leaching and cultivation of barley in continues leaching was assigned as the first priority. The second option with preliminary leaching and alfalfa cultivation and continues leaching was assigned as the next priority. The obtained results further indicated that the inclusion of scheduling crop rotation to the leaching practice, in addition to enhance effective leaching of soluble salts from the soil profile, causes considerable water saving.
    Keywords: crop rotation, leaching, saline-sodic soils, soil reclamation
  • Parviz Haghighatjou, Zahra Muhammad Zadeh Shahroudi, Omolbanin Mohammad Reza Pour Page 107
    Accurate estimation as one of the important elements of the hydrological cycle of evaporation play an important role in the development and management of water resources plays countries facing a water crisis. so far methods, and many empirical formulas in estimating the nonlinear process evaporation of the basin, which provide high accuracy and as well as access to all the input parameters problem or measure they need a lot of time and money.The aim of this study was to compare of ability of Gene expression programming and neuro-fuzzy methods for estimation of evaporation in South Khorasan province. For this purpose daily data collected from occurs six synoptic stations during years 1990-2010. Input parameters are daily mean temperature, relative humidity, max and min temperature, wind speed and sun shine. Finally, to evaluate of models and compare them criteria such as coefficient of determination (R2) and Mean Bias Error (MBE) and Root Mean Square Error (RMSE) and MBE is used. Compression of result in test period showed the GEP Model has better performance than the neuro-fuzzy model to estimate the daily evaporation. The best result of GEP is R2=0.79¡ RMSE= 1.44 and MBE=0.35 in Boshroie station and worst is R2=0.7¡ RMSE= 2.6 and MBE=1.2 in Birgand station. Also the results showed the main factor in estimation of evaporation is mean temperature in all station except that mine temperature is impact parameter.
    Keywords: Gene expression programming, nero-fuzzy, pan evaporation, south Khorasn
  • Behrooz Sobhani, Mohammad Isazadeh, Monir Shirzad Page 119
    Rivers flow prediction in river basins has an important role in the operation and correct management of water resources. Determining type and number of estimator models inputs is one of the important steps in rivers flow prediction. Therefore, The Procrustes analysis (PA) method for determining the number of effective inputs was used. In this study, flow prediction was done using the flow data obtained from the Safakhaneh and Santeh hydrometric stations. The Artificial Neural Network (ANN) and The Support Vector Machine (SVM) models was used for flow prediction. The best estimation of flow is done using the MLP and SVM models in Safakhaneh hydrometric station with RMSE equal to 5.68 (m3/s) and 4.85 (m3/s), respectively, and CC equal to 0.73 and 0.78, respectively. While in Santeh hydrometric station RMSE was equal to 6.44 (m3/s) and 6.36 (m3/s) respectively, and CC was equal to 0.78 and 0.79 respectively for MLP and SVM models. PA-SVM model showed better results than SVM model in estimating Safakhaneh hydrometric stations flow with RMSE equal to 5.45 (m3/s) and CC equal to 0.73 during the test period. The results also indicated that SVM and PA-SVM models estimated the flow of Santeh station with RMSE equal to 6.85 (m3/s) and 7.03 (m3/s) respectively. Basically, results indicated that the Procrustes analysis method can be used as one of the Efficient and suitable methods for determining the number of effective inputs. Comparison of the ANN and SVM results indicated that ANN model has more accuracy than SVM model.
    Keywords: Artificial neural network, flow prediction, Procrustes analysis, support vector machine