فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال چهل و هشتم شماره 5 (پیاپی 32، بهمن و اسفند 1396)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال چهل و هشتم شماره 5 (پیاپی 32، بهمن و اسفند 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/05
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مقاله پژوهشی
  • علی نصیریان *، محمود فغفور مغربی، ابوالفضل اکبرپور، علی محتشمی صفحات 929-940
    آب قنوات بلده از طریق کانالی به طول تقریبی 15 کیلومتر به اراضی فردوس می رسد. کشاورزان برای کاهش اتلاف آب در کانال انتقال، نسبت به گل آلوده سازی آب مبادرت می ورزند. در تحقیق حاضر با انجام اندازه گیری نشت در کانال های مختلف در زمان عبور آب زلال و گل آلود، اثرات گل آلوده سازی بر روی اتلاف آب کانال ها بررسی شد. اندازه گیری نشت در کانال های 1 و 2 با آزمایش ورودی-خروجی و در کانال 3 با آزمایش برکه محاسبه شد. نتایج نشان داد که عبور آب گل آلود می تواند در بازه زمانی 16 ساعت، نشت را 60 تا 67 در صد کاهش دهد. ادامه گل آلوده سازی در طی زمان و کنترل فرسایش می تواند به 95 درصد کاهش نشت منجر شود. اتلاف آب در اثر نشت از محل های ورودی آب به زمین های کشاورزی دو برابر نشت از بستر کانال می باشد و گل آلوده سازی آب در آب بندی منافذ دریچه های آبگیری نیز به شکل مشابه بستر کانال می تواند تا 95 درصد نشت را کاهش دهد. در حال حاضر، مهم ترین تاثیر مثبت گل آلودگی آب قنات بلده در مسیر انتقال به زمین های کشاورزی، بستن تمامی درزها و منافذ خروجی آب بازمانده زیر دریچه های کشویی می باشد.
    کلیدواژگان: اندازه گیری دبی، گرفتگی منافذ خاک، آب بندی کانال، دریچه آبگیر
  • منوچهر گرجی *، جلیل کاکه، علیرضا علی محمدی صفحات 941-950
    یکی از ابزارهای مفید برای بررسی وضعیت مدیریت خاک در کاربری های مختلف، ارزیابی کیفیت خاک است و استفاده از شاخص های کمی، یکی از مناسب ترین روش های تعیین و مقایسه کیفیت خاک ها می باشد. در این تحقیق شاخص ها و روش های انتخاب ویژگی های موثر برای ارزیابی کیفیت خاک در کاربری های مختلف مورد مقایسه قرار گرفتند. 17 ویژگی فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک در پنج کاربری باغ، مرتع، زراعت آبی، زراعت دیم و اراضی رها شده در سه کلاس شیب کمتر از 2، 7-5 و 11-9 درصد، در جنوب شرق قزوین به عنوان مجموعه کل داده ها Total Data Set)) انتخاب شدند. سپس با استفاده از روش تجزیه مولفه های اصلی (Principle Component Analysis)، هفت ویژگی به عنوان دسته داده های حداقل (Minimum data set) انتخاب شدند. با استفاده از دو شاخص کیفیت تجمعی (Integrated quality index) و شاخص کیفیت نمرو (Nemero quality index) در این دو مجموعه داده، کیفیت خاک ارزیابی شد. نتایج نشان داد که کاربری های باغ و مرتع به ترتیب بیشترین مقدار شاخص کیفیت تجمعی و شاخص کیفیت نمرو را دارنداما کاربری های زراعت آبی، زراعت دیم و اراضی رها شده دارای کمترین کیفیت خاک هستند و تفاوت معنی داری با دو کاربری باغ و مرتع دارند. ضریب تبیین بین دو مجموعه داده برای شاخص کیفیت تجمعی و شاخص کیفیت نمرو به ترتیب برابر 95/0 و 88/0 است که بیانگر قابل اطمینان بودن استفاده از دسته داده های حداقل به جای مجموعه کل داده ها و همچنین کارائی بهتر شاخص کیفیت تجمعی برای ارزیابی کیفیت خاک منطقه مورد مطالعه است.
    کلیدواژگان: شاخص کیفیت تجمعی، شاخص کیفیت نمرو، مجموعه کل داده ها، دسته داده های حداقل، کاربری اراضی
  • فرشید امیرسالاری میمنی *، احمد فتحی، محمد محمودیان شوشتری صفحات 951-961
    آبشکن ها اگرچه توانسته اند در حفاظت از قوس رودخانه ها عملکرد مناسبی داشته باشند، اما از روند آبشستگی موضعی حول دماغه مصون نیستند. تحقیقات اخیر نشان داده است که صفحات مثلثی متصل به ساحل به دلیل شکل هندسی سازه، نسبت به آبشکن ها آبشستگی کمتری در دماغه ایجاد می کنند. ایجاد شکاف در سازه یکی از راه کارهای مهندسان در اصلاح الگوی جریان اطراف سازه می باشد. به منظور دست یابی به اهداف تحقیق حاضر شکافی مستطیلی با درصد بازشدگی برابر با 10 درصد سطح موثر صفحه و در موقعیت موازی با وتر، در صفحه ی مثلثی متصل به ساحل ایجاد شده است. سپس در زوایا و شرایط هیدرولیکی متفاوت (287/0، 304/0 و 322/0) اثر شکاف بر توپوگرافی بستر بررسی شده است. نتایج نشان داد متوسط درصد کاهش بیشینه عمق آبشستگی توسط شکاف ایجاد شده در زوایای 23، 30، 40 و 60 درجه به ترتیب 70، 20، 17 و 54 درصد بوده است. همچنین شکاف باعث دور کردن چاله ی آبشستگی از ساحل بیرونی شده است. با افزایش عدد فرود جریان، بیشینه عمق آبشستگی در صفحات شاهد و شکاف دار، افزایش یافت.
    کلیدواژگان: قوس رودخانه، صفحه متصل به ساحل، شکاف، بیشینه عمق آبشستگی
  • مهدی رحیمی، کیومرث ابراهیمی *، شهاب عراقی نژاد صفحات 963-974
    افزایش تقاضا برای آب در بخش های مختلف، باعث افزایش اهمیت استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده (پساب) برای کاربردهای گوناگون شده است. هدف از مقاله حاضر ارائه یک روش پیشنهادی در تعیین مناسب ترین کاربرد پساب بر اساس سطح کیفیت آن است. برای نیل به این هدف مشخصات 60 نمونه پساب ماهانه برای پنج سال (1391 تا 1395) و شانزده پارامتر از هر نمونه از تصفیه خانه شهر اراک تهیه و پس از تعیین شش گزینه ممکن مصرف پساب، پارامترهای مناسب انتخاب و پس از تدوین دو شاخص با کاربرد رویکردهای فازی و آنتروپی ضمن ارزیابی شاخص های پیشنهادی، بهترین گزینه استفاده از پساب در هر حالت تعیین شد. بر اساس نتایج مشخص شد که شاخص های پیشنهادی ضمن حساس بودن به پارامترها و سطح کیفیت پساب، کاربرد پساب را به خوبی تعیین نموده اند. به طوری که نتایج نشان داد که کیفیت پساب تصفیه خانه شهر اراک در پنج سال اخیر بهبود یافته و در سال پنجم، پساب این تصفیه خانه علاوه بر تولید علوفه دام و آبیاری فضای سبز در کاربری های صنعت، سبزی های پخته و تولید دانه های روغنی و تغذیه مصنوعی آبخوان نیز قابل استفاده تشخیص داده شده است. این در حالی است که پساب سال 1391 فقط برای آبیاری فضای سبز و تولید علوفه تایید شده است.
    کلیدواژگان: شاخص کیفی پساب، کاربری پساب، استنتاج فازی، آنتروپی، تحلیل عاملی
  • سارا البرزی ورکی، محمد بی جن خان *، پیمان دانش کار آراسته صفحات 975-983
    اکسیژن محلول یکی از پارامترهای مهم در بررسی کیفیت آب می باشد. در این پژوهش جهش هیدرولیکی کلاسیک بعنوان یک سیستم مورد استفاده در بخش هوادهی، جهت افزایش اکسیژن محلول مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش هایی جهت بررسی این پدیده برای اعداد فرود در محدوده 2 الی 5/4 صورت گرفت. در این پژوهش بطور کلی 240 داده در آزمایش با شرایط هیدرولیکی متفاوت برداشت شد. برخلاف نتایج ارائه شده در مطالعات پیشین مبنی بر اینکه راندمان هوادهی جهش هیدرولیکی فقط تابعی از افت جهش است، نتایج این تحقیق نشان داد که راندمان هوادهی در جهش هیدرولیکی به پارامترهای کیفی و هیدرولیکی نیز بستگی دارد. با استفاده از تئوری باکینگهام پارامترهای موثر در افزایش اکسیژن محلول بوسیله جهش هیدرولیکی بررسی شد. سپس شکل ریاضی تابع ابعادی با استفاده از تئوری خود-شبیه ناقص (Incomplete Self-Similarity) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که میانگین قدرمطلق خطاهای نسبی، بدست آمده از رابطه ارائه شده در تحقیق حاضر و مدل ارائه شده در سابقه مطالعات برای محاسبه اکسیژن محلول بعد از جهش، به ترتیب برابر 09/9% و 24% می باشند. همچنین جذر میانگین مربعات خطا، RMSE، حاصل از رابطه ارائه شده در این تحقیق و نتایج موجود در سابقه مطالعات به ترتیب برابر با 42/0 و 1 پی پی ام بدست آمد.
    کلیدواژگان: جهش هیدرولیکی، اکسیژن محلول، آنالیزابعادی
  • حیدر غفاری *، منوچهر گرجی، محمود عرب خدری، قربانعلی روشنی، احمد حیدری صفحات 985-994
    فرسایش خاک مهم ترین شکل تخریب منابع خاک و منبع آلودگی های غیرنقطه ای به شمار می رود. هنگامی که مقدار فرسایش خاک از آستانه قابل تحمل تجاوز کند طیف وسیعی از مشکلات اقتصادی-اجتماعی- محیط زیستی رخ می دهند. روش های مختلفی برای تعیین فرسایش قابل تحمل ارائه شده است که هرکدام دارای مزیت و محدودیت های خاص خود هستند. در این پژوهش، روش مبتنی بر شاخص باروری و روش مبتنی بر عمق و کیفیت خاک به عنوان رایج ترین روش ها برای تعیین فرسایش قابل تحمل مورد استفاده قرار گرفتند. هر دو روش مجموعه ای از ویژگی های اساسی خاک شامل نفوذپذیری، ظرفیت نگه داری آب، کربن آلی خاک، پایداری خاکدانه ها، جرم مخصوص ظاهری و وضعیت حاصل خیزی خاک شامل عناصر غذایی نیتروژن، فسفر و پتاسیم را دربر دارند. نتایج نشان داد بین مقدار فرسایش قابل تحمل محاسبه شده با هر دو روش ارتباط نزدیکی وجود دارد. میانگین وزنی مقدار فرسایش قابل تحمل محاسبه شده برای منطقه موردمطالعه با استفاده از مدل شاخص باروری حدود 2/9 و بر اساس عمق و کیفیت خاک حدود 2/10 تن بر هکتار در سال برآورد شد. هرچند روش مبتنی بر عمق و کیفیت خاک به عنوان یک روش استاندارد مطرح است اما نتایج نشان داد که روش باروری خاک نیز کارایی قابل قبولی داشته و حتی به لحاظ مفهومی قوی تر به نظر می رسد؛ زیرا در این روش، وضعیت باروری خاک سطحی با خاک زیرسطحی مقایسه می شود اما در روش کیفیت خاک فقط به وضعیت فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی توجه می شود. از طرف دیگر، روش مبتنی بر عمق و کیفیت خاک، دامنه خاک های متعلق به یک گروه بسیار زیاد بوده و بنابراین دقت تخمین فرسایش قابل تحمل پایین است. ازآنجایی که هر دو مدل تنها اثرات درون مزرعه ای فرسایش را حساب می کنند، بنابراین مقادیر به دست آمده بدون درنظر گرفتن اثرات برون مزرعه ای فرسایش، برای برنامه های حفاظت خاک منطقه قابل توصیه هستند.
    کلیدواژگان: تخریب خاک، آلودگی غیرنقطه ای، حفاظت خاک
  • زهرا نوری *، علی سلاجقه، آرش ملکیان، علیرضا مقدم نیا صفحات 995-1006
    کیفیت آب های سطحی تاثیر زیادی بر روی سلامتی انسان و اکوسیستم های آبی دارد. منابع آلودگی آب شامل منابع آلودگی نقطه ای (PSPS) و منابع آلودگی غیرنقطه ای (NPSPS) می باشد. شناسایی منابع آلودگی نقطه ای و غیرنقطه ای برای ارزیابی کیفیت آب سطحی و منابع اصلی آلودگی در حوضه حائز اهمیت می باشد. در این مطالعه، مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT 2009) برای بررسی تاثیر منابع آلاینده نقطه ای و غیرنقطه ای بر روی کیفیت آب رودخانه سیمره در محدوده مطالعاتی زیرحوضه سیمره در حوضه کرخه مورد استفاده قرار گرفت. مدل برای دوره 2009-2000 واسنجی و سپس برای دوره 2011-2010 اعتبار سنجی گردید. مقادیر ضرایب ناش- ساتکلیف و R2برای شبیه سازی جریان و بار مواد مغذی از 84/0 تا 96/0 و برای اعتبارسنجی جریان از 69/0 تا 85/0 می باشد. نتایج آماری نشان داد که مدل SWAT کارایی مناسبی در شبیه سازی جریان ماهانه و بار مواد مغذی در حوضه سیمره دارد. همچنین مدل SWAT برای شناسایی مناطق منبع بحرانی (CSAs) رسوب، نیتروژن کل (TN) و فسفر کل (TP) در سطح زیرحوضه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل SWAT، 9 زیرحوضه (شامل 33% از سطح حوضه) شامل زیرحوضه های 1، 6، 10، 17، 21، 22، 25، 26 و 29 را به عنوان مناطق بحرانی برای نیتروژن کل (TN) و فسفر کل (TP) شناسایی کرد. سپس شبیه سازی تاثیر بهترین اقدامات مدیریتی (BMPs) برای کنترل هدررفت بار مواد مغذی توسط مدل انجام گرفت. مهم ترین BMPs شامل اجرای کاهش مصرف کودهای شیمیایی و ایجاد نوار فیلتر در طول رودخانه می باشد. سناریوهای BMP منجر به کاهش هدررفت آلودگی در مقایسه با شرایط پایه می شوند و بیشترین کاهش در بار مواد مغذی در ایجاد نوار فیلتر در کنار رودخانه با درصد کاهش 68%، 36% و 39% به ترتیب برای رسوب، TN و TP مشاهده شد. بطور کلی این پژوهش باعث کمک به درک مناسب تر ما از وضعیت کیفیت آب و نقش گزینه های مدیریتی در بهبود کیفیت آن می شود.
    کلیدواژگان: کیفیت آب، منابع آلودگی نقطه ای و غیر نقطه ای، مدل SWAT، بهترین اقدامات مدیریتی (BMP)، حوضه رودخانه سیمره
  • ماهرخ شریف مند، ابراهیم سپهر *، احمد بایبوردی صفحات 1007-1013
    روش تشخیص چندگانه عناصر غذایی (CND) از روش های مهم برای تفسیر نتایج تجزیه شیمیایی برگ و تشخیص وضعیت تغذیه ای گیاهان می باشد. به منظور ارزیابی وضعیت تغذیه ای کدو (Lagenaria Vulgaris) با استفاده از روش CND و تعیین نرم های عناصر غذایی، نمونه های برگ از 122 مزرعه کدو در شهرستان خوی جمع آوری و غلظت های عناصر غذاییB، Cu، Zn، Mn، Fe، Mg، Ca، K، P، N تعیین شدند. دو گروه عملکردی کم و زیاد به روش ریاضی و آماری و با کاربرد تابع تجمعی نسبت واریانس عناصر غذایی متمایز گردیدند. سپس نرم ها و شاخص های CND برای عناصر غذایی محاسبه گردید. نتایج نشان داد بین مزارع با عملکرد بالا و پایین از لحاظ غلظت عناصر غذایی تفاوت معنا دار وجود دارد. براساس شاخص های CND عناصر پتاسیم و روی منفی ترین شاخص ها را داشتند. شاخص های تعادل تغذیه ای CND در مزارع با عملکرد پایین بزرگتر از صفر به دست آمد که نشان دهنده عدم تعادل عناصر غذایی در این مزارع می باشد.
    کلیدواژگان: شاخص های CND، کدو، نرم، وضعیت تغذیه ای
  • زینب زنگنه بیغش، حسین بیات *، فرهاد بایزیدی، جواد حمزه ای صفحات 1015-1029
    عملیات مدیریتی خاک تاثیر متفاوتی بر مقاومت در مکش های مختلف دارند که به ندرت مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه تاثیر توام عوامل خاک ورزی و گیاه پوششی بر پایداری خاکدانه ها، مقاومت کششی خاکدانه ها و مقاومت فروروی خاک در مکش های متفاوت بررسی شد. اثر عامل خاک ورزی در سه سطح شخم با گاوآهن برگردان، چیزل و بدون خاک ورزی و عامل گیاه پوششی در سه سطح ماشک، خلر و بدون گیاه پوششی با آزمون فاکتوریل در سه تکرار اعمال شد. پایداری خاکدانه ها با روش الک تر، مقاومت کششی خاکدانه ها با روش غیرمستقیم دکستر و کروسبرگن و مقاومت فروروی خاک با دستگاه فروسنج ریز اندازه گیری شدند. عملیات مدیریتی خاک در مکش 30 کیلوپاسکال بیش ترین تاثیر را بر خصوصیات مقاومتی خاک نشان داد. عامل بدون خاک ورزی به علت کاهش شدت خاک ورزی و دست نخورده بودن خاک باعث کاهش مقاومت کششی شد. تیمار خاک ورزی حفاظتی-خلر باعث افزایش پایداری خاکدانه ها در فصل بهار به مقدار 155 درصد نسبت به تیمار بدون خاک ورزی-بدون گیاه پوششی شد. همچنین تیمار مذکور باعث افزایش مقاومت کششی خاکدانه ها در فصل پاییز در دامنه 7 تا 45 درصد نسبت به سایر تیمارها شد. تیمار خاک ورزی حفاظتی-بدون گیاه پوششی در غالب مکش ها باعث کاهش مقاومت فروروی نسبت به غالب تیمارها در دامنه 5/4 تا 99 درصد شد. احتمالا علت آن شخم سطحی خاک و کاهش تردد ماشین آلات کشاورزی بود. بنابراین کاربرد گیاه پوششی خلر با خاک ورزی حفاظتی در زمین های زراعی توصیه می شود. نتایج مطالعه مقاومت خاکدانه ها با انجام تحقیقات بیشتر، می تواند در تعیین زمان بهینه انجام عملیات خاک ورزی از نظر رطوبتی استفاده شود.
    کلیدواژگان: تراکم، خاک ورزی مرسوم، خاک ورزی حفاظتی، خلر، ماشک
  • ناصر خالق پناه، حسین اسدی *، مهدی شرفا، منوچهر گرجی، مسعود داوری صفحات 1031-1042
    هدف از این تحقیق بررسی کارایی مدل WEPP در برآورد رواناب و رسوب ناشی از رخدادهای طبیعی در سطح کرت در مراتع حوضه خامسان کردستان بود. رواناب و رسوب حاصل از رخدادهای منجر به رواناب در طول سال های 1389 تا 1392 در 18 کرت با ابعاد 24 متر طول و 8/1 متر عرض اندازه گیری شد (6 دامنه- سه کرت در هر دامنه). همزمان داده های ورودی مورد نیاز مدل از جمله ویژگی های خاک، پوشش گیاهی و پوشش زمین در طول این مدت بررسی گردید. در این مدت، تعداد 24 رخداد مورد بررسی قرار گرفت. بعد از واسنجی مدل WEPP بر اساس قسمت تک رخداد با 8 رخداد، اعتبارسنجی مدل با 16 رخداد باقیمانده صورت گرفت. مدل توانست به میزان قابل قبولی رواناب و هدررفت خاک ناشی از رخدادهای طبیعی را در دامنه های مرتعی دارای مقادیر قابل توجهی جزء سنگی پیش بینی نموده و برآوردهای هدررفت خاک تا حدودی بهتر از رواناب بود. به طور کلی، کارایی مدل در دامنه های با مقادیر جزء سنگی (به ویژه پوشش سنگی) و درصد آهک بالاتر، کم تر از دامنه های دیگر بود. به نظر می رسد علاوه بر ویژگی های دامنه های مورد بررسی، تغییرات شدت بارندگی در طول هر رخداد نیز تاثیر به سزایی بر تولید رواناب و رسوب و تخمین های مدل داشت. در مدل WEPP برای تک رخداد، صرفا بخشی از ویژگی های یک بارندگی به مدل وارد شده و تغییرات در طول یک بارندگی که ممکن است تاثیر به سزایی بر مقدار رواناب و رسوب داشته باشد در نظر گرفته نشده است.
    کلیدواژگان: اعتبارسنجی مدل، تک رخداد، جزء سنگی، کرت، هدررفت خاک
  • خالد احمدآلی *، یاسر حمدی احمد آباد، نازگل حسینی پژوه، عباسعلی پورمحسنی صفحات 1043-1052
    در این تحقیق سامانه های آبیاری تحت فشار شامل 7 سامانه سنترپیوت، 3 سامانه لینیر و 8 سامانه کلاسیک ثابت آبپاش متحرک در استان های تهران، قزوین، البرز و قم با استفاده از شاخص های ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع، راندمان پتانسیل کاربرد آب در ربع پایین، راندمان واقعی کاربرد آب در ربع پایین و کفایت آبیاری ارزشیابی شدند. به منظور مقایسه ی سامانه های مذکور، از تمام شاخص های ارزشیابی در هر سامانه به نسبت مساحت میانگین وزنی گرفته شد. نتایج نشان داد که میانگین وزنی شاخص های ذکرشده به ترتیب برای سنترپیوت 78، 63، 69، 69 و 49، لینیر 75، 68، 64، 55 و 62 و برای کلاسیک ثابت آبپاش متحرک 77، 66، 60، 60 و 61 درصد محاسبه گردید. با تجزیه وتحلیل شاخص های محاسبه شده و مقایسه با مشاهدات میدانی در شبکه و ایستگاه های پمپاژ، مشخص شد که ضعف طراحی، عدم تطابق اجرا و طراحی و مدیریت و بهره برداری نادرست عوامل اصلی پایین بودن عملکرد است.
    کلیدواژگان: ارزشیابی، سنترپیوت، لینیر، کلاسیک ثابت آبپاش متحرک، بهره برداری
  • زهرا شریعتمداری *، سعیده کمالی صفحات 1053-1061
    با توجه به اهمیت آگاهی از مقادیر تابش خورشیدی و همچنین تراکم اندک ایستگاه های تابش سنجی، ارائه مدل های برآورد تابش بر پایه سایر متغیرهای هواشناسی موجود موردنیاز مبرم می باشد. معادله تجربی آنگستروم – پرسکات که فرم کلی آن براساس داده های ساعات آفتابی است به طور گسترده برای برآورد تابش خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد. تاکنون مطالعات بسیاری در خصوص واسنجی ضرایب این رابطه برمبنای متغیرهای هواشناسی خاص هر منطقه صورت گرفته‫است؛ اما آنچه تاکنون در کشور ایران به آن پرداخته نشده است بررسی تاثیر آلودگی هوا به‫عنوان عامل کاهنده تابش دریافتی است. در این مطالعه با استفاده از داده های روزانه تابش سنجی ایستگاه کرج در دوره سه ساله 2016-2014 واسنجی ضرایب رابطه آنگستروم-پرسکات با درنظرگرفتن متغیر شاخص آلودگی هوا در قالب مدل های خطی، نمایی و لگاریتمی انجام پذیرفت. نتایج حاصل از تحلیل های آماری نشان داد که مدل های اصلاحی با ساختار لگاریتمی با ضریب تبیین (5911/0) دارای عملکرد بهتری نسبت به معادله کلی آنگستروم_ پرسکات در برآورد تابش خورشیدی روزانه می باشند.
    کلیدواژگان: مدل برآورد تابش کل خورشید، شاخص کیفیت هوا، مقیاس زمانی روزانه، ایستگاه کرج، ایران
  • محمدعلی عموپور *، علی رحیمی خوب، مریم وراوی پور صفحات 1063-1071
    پارامتر بهره وری آب نرمال شده یکی از ورودی های مدل آکواکراپ است که بر اساس آن عملکرد زیست توده محصول در مقیاس روزانه شبیه سازی می شود. مقدار پیش فرض مدل برای پارامتر گیاه ذرت 7/33 گرم بر متر مربع می باشد. مسئله این پژوهش آن است که تاکنون مقدار بهره وری آب نرمال شده برای گیاه ذرت رقم سینگل کراس- 704 تعیین نشده است. محل آزمایش مزرعه کشاورزی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران واقع در منطقه پاکدشت بود. آزمایش ها در دو سال متوالی 1394 و 1395 در سه کرت به مساحت هر یک 25 متر مربع با آبیاری کامل انجام گرفت. عملکرد زیست توده ذرت در شش و هفت نوبت در طول دوره رشد به ترتیب در سال اول و دوم اندازه گیری شد. داده های اندازه گیری شده در سال اول و دوم به ترتیب برای واسنجی و صحت سنجی استفاده شدند. واسنجی به دو روش سعی و خطا و روش Steduto et al. (2009) انجام گرفت. پارامتر بهره وری آب نرمال شده با استفاده از روش اخیر با اندکی دقت بیشتر، واسنجی شد و مقدار آن برابر 3/32 گرم بر متر مربع و در روش سعی و خطا برابر 3/31 گرم بر متر مربع تعیین شد. ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین خطای اریب بین داده های اندازه گیری شده و شبیه سازی شده با استفاده از مقدار واسنجی شده فوق به ترتیب 73/0 و 25/0 تن در هکتار برآورد شد. نتایج این پژوهش نشان داد، مقدار واسنجی شده حدود 4/1 گرم بر مترمربع از مقدار پیش فرض مدل کمتر بوده و با دقت بهتری نسبت به مقدار پیش فرض، عملکرد زیست توده را شبیه سازی می کند.
    کلیدواژگان: مدل آکواکراپ، عملکرد محصول، آبیاری کامل، شبیه سازی
  • رئوف مصطفی زاده *، خدیجه حاجی، محسن ذبیحی صفحات 1073-1085
    ارزیابی دوره های خشک و مرطوب هیدرولوژیک به عنوان ضرورت و مبنای اولیه برنامه ریزی و مدیریت منابع آب می باشد که نیازمند درک و مطالعه وقوع خشکسالی ها است. هدف از این پژوهش استفاده از روش آنالیز توانی (Power Laws Analysis) و تحلیل الگوهای دوره های کم آبی و پرآبی جریان رودخانه ای در تعدادی از ایستگاه های استان مازندران می باشد. بدین منظور، خصوصیات دوره های کم آبی و پرآبی در سری های زمانی دبی ماهانه در 26 ایستگاه هیدرومتری استان مازندران طی دوره آماری 36 ساله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در همین راستا میانگین ماهانه دبی، حد آستانه و نیز شروع و پایان دوره های کم آبی و پرآبی محاسبه و سپس تعداد دنباله ها در توالی وقوع دوره های کم آبی و پرآبی در دوره های 1 تا 41 ماهه مشخص گردید. نتایج نشان داد که بین شدت وقوع و تداوم دوره های کم آبی و پرآبی رابطه مستقیم وجود دارد. کم ترین شدت دوره های کم آبی و پرآبی مربوط به ایستگاه های پلور و هنیسک به ترتیب با مقادیر شیب خط 87/0- و 29/1- در جنوب غربی و غرب استان می باشند. براساس نتایج، بیش ترین تداوم جریان با مقادیر 09/122 و 89/145 برای دوره های کم آبی و پرآبی در ایستگاه قرآن تالار در مرکز استان به وقوع پیوسته است. به عبارتی می توان گفت که ایستگاه های واقع در سرشاخه اصلی جنوب شرقی و مرکز مازندران دارای تداوم جریان کم آبی و پرآبی بیش تری در مقایسه با سایر ایستگاه ها هستند. نزدیکی ابر نقاط به خط مستقیم و خطوط نزدیک یا موازی بدون تقاطع در استان مازندران بیان گر وجود رژیم همگن دوره های کم آبی و پرآبی بوده و تغییرات قابل ملاحظه زمانی در آن ها چندان مشاهده نمی شود. در این خصوص می توان بر قابلیت استخراج الگوی تناوب دبی ماهانه و تداوم آن براساس روش آنالیز توانی اشاره نمود. نتایج می تواند در تعیین مناطق با تداوم بالای خشکسالی جریان و نیز وقوع خشکسالی های شدید و برنامه ریزی مدیریت منابع آب سطحی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آنالیز توانی، تداوم جریان، حد آستانه، دوره های کم آبی و پرآبی جریان، شدت خشکسالی
  • عباس احمدی*، پیمان پالیزوان زند، حبیب پالیزوان زند صفحات 1087-1095
    هدایت هیدرولیکی خاک از ویژگی های مهم فیزیکی خاک است که در مدل سازی انتقال آب، املاح و آلاینده ها کاربرد دارد. اندازه گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی خاک وقت گیر و پرهزینه بوده و گاهی اوقات به دلیل خطاهای آزمایشی و عدم یکنواختی خاک نتایج بدست آمده چندان قابل اعتماد نمی باشد. از طرف دیگر این پارامتر می تواند با استفاده از پارامتر های زودیافت خاک برآورد شود. هدف از این پژوهش، ارائه مدل های برنامه ریزی بیان ژنی و رگرسیون خطی بر اساس ویژگی های زودیافت هست. برای این منظور 160 نمونه خاک با خصوصیات متفاوت از مناطق مختلف استان آذربایجان شرقی برداشته شد. سپس برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن ها همانند درصد شن، سیلت، رس و مواد آلی، جرم مخصوص ظاهری، pH و EC اندازه گیری شد. سپس داده ها بطور تصادفی به دو دسته داده های سری آموزش (75 درصد) و داده های سری آزمون (25 درصد) تقسیم شدند. شش تابع انتقالی (PTFs) با ترکیبی از عملگرهای ریاضی متفاوت توسط برنامه ریزی بیان ژنی طراحی شد. در نهایت یکی از توابع که از دقت و صحت بیشتری نسبت به بقیه برخوردار بود، انتخاب گردید. همچنین از رگرسیون ریج برای ارائه تابع انتقالی رگرسیونی استفاده شد. دقت و صحت توابع با معیارهای آماری R2، RMSE و MAE ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که تابع انتقالی ارائه شده با روش برنامه ریزی بیان ژنی از دقت و صحت بیشتری نسبت به مدل رگرسیونی برخوردار می باشد. به طوری که مقادیر R2، RMSE (Cm h-1) و MAE (Cm h-1) برای تابع انتقالی برنامه ریزی بیان ژنی در داده های سری آموزش به ترتیب برابر 91/0، 82/1 و 23/1 و برای داده های سری اعتبار سنجی برابر 92/0، 27/2 و 59/1 بود. در حالی که مقادیر معیارهای فوق در مدل رگرسیونی، برای داده های سری آموزش به ترتیب برابر 70/0، 48/3 و 07/2 و برای داده های سری اعتبار سنجی برابر 76/0، 11/3 و 88/1 بود.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی ژنتیک، توابع انتقالی، مدل سازی
  • محسن قاسمی، جهانگیر عابدی کوپایی*، منوچهر حیدرپور، محمد دیناری صفحات 1097-1107
    شوری آب آبیاری یکی از عوامل مهم در شور شدن خاک، کاهش نفوذپذیری خاک و کاهش محصولات زراعی می باشد و یافتن روش های نوین با هزینه کم در کاهش شوری آب آبیاری اجتناب ناپذیر است. هدف کلی این تحقیق تولید کربن فعال از مخروط های درخت کاج و ارزیابی کاربرد آن در جذب یون های عامل شوری آب آبیاری بود. آزمایش های جذب در سیستم ناپیوسته انجام شد و تاثیر پارامترهای موثر بر جذب شامل زمان تماس، غلظت اولیه یون های شوری در آب، ایزوترم و سینتیک جذب و همچنین تاثیر جذب بر پارامترهای کیفیت آب آبیاری شامل EC، TDS، TH و SAR مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جاذب کربن فعال تهیه شده از مخروط های درختان کاج می تواند 5/21 درصد از یون های عامل شوری در هدایت الکتریکی 4/20 دسی زیمنس بر متر را جذب کند و در هدایت الکتریکی های 4/10 و 6/5 دسی زیمنس بر متر، درصد جذب یون های عامل شوری به ترتیب به 3/14 و 7 درصد رسیده است. سینتیک و ایزوترم جذب یون های شوری به ترتیب از مدل شبه مرتبه دوم و ایزوترم فروندلیچ پیروی کرد. همچنین بیشترین کاهش TH و SAR آب آبیاری در شوری 4/20 دسی زیمنس بر متر مشاهده گردید که به ترتیب 4/14 و 8/14 درصد کاهش یافتند.
    کلیدواژگان: جذب، شوری، کربن فعال، سینتیک، ایزوترم
  • مصطفی یعقوب زاده *، مهدی امیرآبادی زاده، یوسف رمضانی، محسن پوررضا بیلندی صفحات 1109-1119
    رطوبت خاک فاکتور مهم فرآیندهای هیدرولوژیکی است. لذا در این تحقیق عدم قطعیت مدل های AOGCM در برآورد رطوبت خاک به کمک مدل SWAP برای دوره آتی 2099-2080 بررسی شد. داده های اقلیمی به کمک ده مدل GCM و دو سناریو انتشار A2 و B1 ایجاد و با استفاده از مدل LARS-WG ریزمقیاس شده و وارد مدل SWAP شدند. نتایج نشان داد مدل های INMCM3 و NCARPCM به ترتیب کمترین و بیشترین مقادیر رطوبت خاک در طی هفته های پس از رشد را دارند. عدم قطعیت رطوبت سالانه اعماق خاک نیز نشان داد مدل INMCM3 برای سناریوهای A2 و B1 دارای بیشترین باند قطعیت و مدل GISS-ER برای سناریو A2 و مدل CGCM3T47 برای سناریو B1 دارای کمترین قطعیت می باشند. همچنین با مقایسه رطوبت اعماق خاک مشخص شد مقادیر رطوبت خاک در عمق 60 سانتی متری نسبت به عمق 30سانتی متری در آینده بیشتر خواهد بود.
    کلیدواژگان: عدم قطعیت، تغییراقلیم، مدل های AOGCM، مدل SWAP، رطوبت خاک
  • مهدی اسمعیلی ورکی*، نسترن پورنعمت اللهی، امیر ملک پور صفحات 1121-1132
    سرریزهای استوانه ای یکی از سازه های متداول برای اندازه گیری جریان و کنترل سطح آب در کانال های انتقال آب و رودخانه ها می باشند. پارامترهای هندسی و هیدرولیکی متعددی بر مشخصات جریان عبوری از این سرریزها تاثیرگذار است. در تحقیق حاضر اثر زبری سطح سرریز استوانه ای و رسوب گذاری بالادست آن بر ضریب دبی سرریز، توزیع فشار و افت انرژی در شرایط پایاب آزاد به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در شرایط عدم تغییر تراز کف کانال و در تراز دوسوم ارتفاع سرریز در 3 قطر از سرریز استوانه ای، اعمال چهار زبری و دامنه وسیعی از دبی جریان انجام شد. مقایسه نتایج حاصل از بررسی تاثیر زبری و ترازهای مختلف کف کانال بالادست بر ضریب دبی سرریز نشان داد که در کلیه سرریزهای مورد مطالعه، در محدوده دبی حداقل تا حداکثر با افزایش زبری از PVC به 5/4 میلی متر مقدار ضریب دبی سرریز به طور متوسط 8 درصد کاهش و با افزایش تراز رسوب گذاری از صفر تا دوسوم ارتفاع سرریز، مقدار ضریب دبی سرریز 3 درصد افزایش می یابد. همچنین در تراز رسوب گذاری دوسوم ارتفاع سرریز افزایش زبری به 5/4 میلی متر منجر به کاهش 3 تا 7 درصدی ضریب دبی سرریز می شود. با افزایش قطر سرریز از 150 به 250 میلی متر مقدار ضریب دبی 5 درصد افزایش و افت انرژی 15 درصد کاهش می یابد. نتایج نشان داد که در کلیه سرریزها با افزایش زبری مقدار افت انرژی تقریبا 14 درصد افزایش و با افزایش تراز رسوب گذاری به دوسوم ارتفاع سرریز، مقدار آن 22 درصد کاهش می یابد. بررسی نتایج حاکی از آن است که روند تغییرات فشار در طول سرریز در تراز رسوب گذاری دوسوم ارتفاع سرریز، مشابه با روند تغییرات آن در شرایط بدون رسوب است اما مقدار آن با افزایش سطح رسوب گذاری، کاهش می یابد. علاوه بر این تاثیر زبری بر روی مقادیر فشار در نیمه پایین دست سرریز بیشتر از نیمه بالادست آن می باشد.
    کلیدواژگان: سرریز استوانه ای، ضریب دبی سرریز، زبری، توزیع فشار، افت انرژی
  • میثاق پرهیزگار، حسین اسدی *، سیدعلی موسوی صفحات 1133-1144
    یکی از چالش هایی که در پیشرفت مطالعات علوم خاک و هیدرولوژی وجود دارد این است که نظریه ها برای مقیاس زمانی و مکانی خاصی به کار می روند. این تحقیق به منظور بررسی اثر اندازه کرت برتولید رواناب و کمی کردن اثرات مقیاس انجام شد. برای این هدف، شش کرت آزمایشی با طول 3 تا 60 متر و عرض 1 تا 6 متر در یک دامنه در منطقه سراوان رشت در استان گیلان احداث شد. میزان رواناب در 14 رخداد طبیعی باران از مهر سال 1394 تا اردیبهشت 1395 جمع آوری و سپس مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت. همچنین با نصب باران سنج، ارتفاع باران برای هر کرت اندازه گیری شد. نتایج نشان داد رواناب در واحد سطح با افزایش طول کرت به صورت غیر خطی کاهش می یابد. مقایسه میانگین بین کرت ها نشان داد که کرت های با طول بیش تر از 10 متر اختلاف معنی داری از نظر تولید رواناب با هم ندارند. با این حال کرت های زیر 10 متر با کرت های بزرگ تر اختلاف معنی داری از نظر تولید رواناب نشان دادند (P >0/05). براساس نتایج، کرت با طول 10 متر حداقل طول مناسب برای مقیاس بندی است. برای مقیاس بندی ضریب رواناب دامنه، از یک مدل دو پارامتری استفاده شد. پارامترهای مدل با استفاده از واسنجی مدل با استفاده از داده های نه رخداد تعیین شدند. ارزیابی مدل با پنج رخداد باقیمانده، بیان گر کارایی مناسب این مدل در کرت های کوچک تر از 30 متر بود.
    کلیدواژگان: ضریب رواناب، کرت های فرسایش، مقیاس بندی، نفوذپذیری
  • علی شریف پاقلعه*، احسان سرلکی، محمدحسین کیانمهر، نیما شکیبا صفحات 1145-1158
    به دلیل تاثیر و اهمیت مواد هیومیکی در انواع فرآیند های زیست محیطی، آگاهی و دانش از خصوصیات شیمیایی، طیفی و ساختاری این مواد، جنبه هایی هستند که همیشه باید در مطالعات وابسته به مدیریت و پالایش اکوسیستم ها درنظر گرفته شوند. در این پژوهش، پس از استخراج و پالایش هیومیک اسید از زغال سنگ های معادن ایران، از تکنیک گراویمتری برای تعیین درجه خلوص، از طیف سنجی های غیرمخرب مانند FT-IR، UV-VIS، ICP-OES و CHNOS برای سنجش کیفی و کمی و همچنین از ریزنگاره های SEM برای مطالعه ساختاری هیومیک اسید استفاده شد و نتایج بدست آمده با نمونه هیومیک اسید استاندارد آلدریچ مقایسه شدند. نتایج آزمون گراویمتری نشان داد که درجه تخلیص هیومیک اسید تولیدشده 98 درصد است. از نظر کمی، نتایج آنالیز عنصری ICP-OES نشان دادند که بعد از پالایش هیومیک اسید، غلظت انواع فلزات سنگین در هیومیک اسید خیلی کمتر از محدوده مجاز پیشنهادشده هستند و گستره ای از عناصر ماکرو و میکرومغذی در ساختار هیومیک اسید وجود دارند. همچنین نتایج کیفی آنالیزهای FT-IR، UV-VIS و SEM به خوبی حضور یک ساختار غالب آروماتیک و غنی از گروه های عاملی کربوکسیلی و فنولی با درجه هیومیفیکاسیون و فشردگی بالا و نوع A با سطوح اسفنجی مانند نرم و متخلخل ناهمگن را در هیومیک اسید نشان دادند. نتایج آنالیز CHNOS نیز علاوه بر تائید مناسب بودن زغال سنگ استفاده شده جهت استخراج هیومیک اسید، محصول تولیدی را منطبق بر نمونه استاندارد هیومیک اسید نشان می دهد.
    کلیدواژگان: هیومیک اسید، زغال سنگ، طیف سنجی، ساختار، خواص
|
  • Ali Nasirian *, Mahmoud F. Maghrebi, Abolfazl Akbarpour, Ali Mohtashami Pages 929-940
    Water of Baladeh's qanats travels around 15 Kilometers to arrive the lands in Ferdows by a channel. Farmers in order to reduce seepage in transition channels try to make the water muddy. In this research, with measuring seepage in both muddy water and pure water channels, the effects of making muddy water in seepage are investigated. The Seepage in channel 1 and 2 is measured by inflow-outflow test. Noticed that pondage test is employed for channel 3. The results show that making muddy water in a 16 hours period can reduce seepage around 60-67 percent. Also with continuing in making muddy water and controlling the erosion, seepage can be decreased approximately 95 percent. Loss of water in entrance of the channels is twice of the value in channels bed. Also muddy water can decrease seepage around 95 percent in sealing of pores in intake valves. Nowadays the most significant effect of turbid water in Baladeh qanats is closing the output pores of valves.
    Keywords: Flow measurement, clogging, channel sealing, gate
  • Manoochehr Gorji *, Jalil Kakeh, Alireza Alimohammadi Pages 941-950
    Assessment of soil quality is one of the most useful tools for evaluating soil management conditions and different land uses. Determination and comparison of quantity indices is one of the best ways to compare the quality of different soil.In this study soil quality indices and selection methods were compared for the effective evaluation of soil quality in different land uses.Seventeen soil physical, chemical and biological properties were selected as total data set (TDS) at five different land uses including orchard, rangeland, irrigated farming, dry land farming and unutilized lands, in slope classes of 0-2, 5-7, and 9-11 %, at some parts of south eastern of Qazvin (Iran). Then, 7 properties selected as minimum data set (MDS) using Principle Component Analysis (PCA). Soil quality was evaluated by integrated quality index (IQI) and Nemero quality index (NQI) in two set of soil properties including MDS and TDS. The results showed that orchard and rangeland had the highest IQI and NQI in both data sets, respectively, however irrigated farming, dry land farming and unutilized lands have the least IQI and NQI in both data sets, respectively and have significant different compared to orchard and rangeland. Correlation coefficient between TDS and MDS was 0.95 and 0.88 for IQI and NQI, respectively, indicating the reliability of the MDS instead of TDS, and indicated that the IQI offers better results for evaluating the soil quality in this case study.
    Keywords: Integrated quality index, Nemero quality index, Total data set, Minimum data set, land uses
  • Farshid Amirsalari Meymani *, Ahmad Fathi, Mohammad Mahmoodian Shooshtari Pages 951-961
    Although the spur dikes have appropriate performance to protect rivers bank, these structures are not immune from the local scour around their tips. Recent researches have shown that the bank attached triangular vanes has less scour depth at their tips toward the spur dikes because of their geometrical shape. One of the methods of flow pattern improvement around the structures is creating slot in structure to reduce maximum scour depth around the structures tips. In order to achieve the purposes of present study a rectangular slot (with opening percent equal to 10 percent of the effective surface vane and the location of the slot is parallel to the chord) has been created in the bank attached triangular vane. Then the effect of slot on bed topography was analyzed at different angles and hydraulic conditions (0.287, 0.304 and 0.322). Results showed that the average reduction of maximum scour depth by means of slot at the angles of 23, 30, 40 and 60 degrees have been 70, 20, 17 and 54 percent, respectively. Also the created slot in the vane caused the maximum scour depth to form away from the outer bank. By increasing the Froude number, the maximum scour depth has increased at sample-slotted vanes.
    Keywords: River bend, Bank attached vane, Slot, Maximum scour depth
  • Mahdi Rahimi, Kumars Ebrahimi *, Shahab Araghinejad Pages 963-974
    The increase in water demand, in different aspects of water usages, has highlighted the importance of treated wastewater as new water resources. The main aim of the current paper is to present a new method to specify the best effluents applications, involving fuzzy and entropy approaches, based on the effluents’ characteristics. To achieve this goal, the effluents characteristics of Arak city wastewater plant, from 2013 to 2017, were used. Also six possible consumption options were determined and considered. Following by that the appropriate parameters were selected and the best options were chosen, involving the new derived indices. The mentioned indices are named the Fuzzy Effluents Quality Index (FEQI) and the Entropy Effluents Quality Index (EEQI). The results indicate that not only the proposed indices are sensitive to the input parameters but they also classify the effluents correctly. Moreover, results illustrated that the quality of Arak effluents, in last 5 years, have been improved. As in the last year, according to the new indices the effluents can be used in industrial, environmental, fodder production, cooked vegetables, oil seed production, and artificial groundwater recharge systems.
    Keywords: Effluents Quality index, effluents usages, fuzzy logic, Entropy, Factor Analysis
  • Sara Alborzi Verki, Mohammad Bijankhan *, Peyman Daneshkar Arasteh Pages 975-983
    Dissolved oxygen is a key parameter to study the water quality. In this investigation the classical hydraulic jump as an aeration device was used to increase the dissolved oxygen. Experiments were performed for the Froude numbers in the range of 2 to 4.5 to study the phenomenon. A total of 240 data points were collected for different hydraulic conditions. Although the previous studies indicated that the aeration efficiency of the hydraulic jump should be considered as a function of the jump head loss, the experimental results of this study revealed that it depends also on other hydraulic and qualitative parameters. In this regard Buckingham analysis was used to find the effective parameters in the phenomenon of dissolved oxygen increase using classical hydraulic jump. The mathematical shape of the functional relationship was obtained using the incomplete self-similarity theory. In order to find the dissolved oxygen just after the hydraulic jump, the results of this study indicated that the mean absolute relative errors associated with the relationships proposed in this study and the one available in the literature were 9.09% and 24% respectively. Also the Root Mean Square Error values, RMSE, calculated for the method proposed in this study and that of available in the literature were 0.42 and 1 ppm respectively.
    Keywords: Hydraulic jump, Dissolved oxygen, Dimensional analysis
  • Heidar Ghafari *, Manoochehr Gorji, Mahmood Arabkhedri, Ghorbanali Rooshani, Ahmad Heidari Pages 985-994
    Erosion has been known as an important factor in soil resources degradation and non-point pollutions. A wide range of damaging effects involve social, economic and environmental problems occur when soil erosion rate go beyond the allowable value. There are several method to determine soil loss tolerance that each has specific advantage and limitations. In this paper, two widely used methods have been compared in determining tolerable erosion on a watershed scale. The first approach is based on assessment of the productivity index (PI) and the second approach is based on soil depth and soil quality index. A particular minimum data set of soil properties include infiltration, water holding capacity, organic carbon, aggregate stability, bulk density, and fertility status (nitrogen, phosphorus, potassium) was used to calculate criteria. The results showed the calculated tolerable erosion by two methods are closely related. The average tolerable soil loss for the study area was determined 9.2 and 10.2 ton/ha/year based on soil productivity method and soil depth-quality approach, respectively. The PI-based approach is preferred over the soil depth-quality approach for two reasons: First, the PI-based approach is a depth-wise and chemo-physical properties of topsoil are compared with subsoil layers. Second, the soil depth-quality based approach is a general guide that cannot take the differences between soils into account in details. As both model take into account just onsite effects of erosion, these values can be used for managers and decision-makers to soil conservation regardless off offsite impacts.
    Keywords: Soil degradation, non-point pollution, Soil conservation
  • Zahra Noori *, Ali Salajegheh, Arash Malekian, Alireza Moghadamnia Pages 995-1006
    Surface water quality have a far-reaching impact on the human health and aquatic ecosystems. The sources of surface water pollutions are including point source (PSP) and non-point source pollution (NPSP). Identify of point source and non-point source pollutions have been critical to evaluated surface water quality and major pollutant sources in a watershed. In this study, Soil and Water Assessment Tool (SWAT 2009) was used to investigate the influence of PS and NPS Pollution on the water quality. The model was calibrated for the period 2000-2009 and then validated for 2010-2011. The values of Nash-Sutcliffe efficiency (ENS) and R2 for simulations of flow and nutrient loads range from 0.84 to 0.96 for calibration period while varies from 0.69 to 0.85 for validation period used for flow simulation. The statistical results revealed that the SWAT model performed satisfactorily in simulating monthly flow and nutrient loads in Seimareh watershed. Also, SWAT was used to identify the critical source areas (CSAs) of sediment, TN and TP at the watershed level. SWAT identified 9 sub-watershed (33% of total watershed area) as CSAs for TN and TP. The sub-watersheds 1, 6, 10, 17, 21,22, 25, 26 and 29 were identified as CSAs of TN and TP while most of these sub-watershed were also identified as sediment CSAs. Then model was also used to simulate the impact of best management practices (BMPs) at controlling nutrient losses. Major BMPs implemented were reducing chemical fertilizer application, and building a filter strip along the river bank. The result of WQI demonstrates that water quality at upstream is generally better than downstream with higher level of nutrient loads. Also, the seasonal variations of the WQI clearly indicate the summer and autumn season as critical time period for nutrient loads within the watershed.
    Keywords: Surface Water Quality, Point Source (PSP), Non-point Source Pollution (NPSP), SWAT model, Best Management Practices (BMPs), Seimareh River Watershed
  • Mahrokh Sharifmand, Ebrahim Sepehr *, Ahmad Bybordi Pages 1007-1013
    Compositional nutrient diagnosis (CND) are important methods for interpretation of the results of chemical analysis and diagnosis of nutritional status of plants. In order to evaluate the nutritional status of squash (Lagenaria Vulgaris) through CND and to determine nutrient norms for this crop, 122 leaf samples were collected from squash fields of Khoy region and N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu and B were analyzed. The squash fields were divided into two high and low yielding groups, based on mathematical and statistical methods and by additive function of variance ratio, then CND indices and norms were calculated. Results showed that there were significantly differences between high and low yielding fields in terms of nutrients concentration. Based on CND indices, potassium and zinc nutrients had the most negative indices. CND nutritional balance index of low yielding fields were greater than zero indicating nutritional imbalances in these fields.
    Keywords: CND indices, Norm, Nutritional Status, Squash
  • Zeinab Zangeneh, Hosein Bayat *, Farhad Bayazidi, Javad Hamzei Pages 1015-1029
    Soil management practices have different impacts on the values of soil resistance at different suctions, which rarely have been evaluated. In this study the combined effects of tillage and cover crop factors on the aggregate stability, aggregates tensile strength and soil penetration resistance at different suctions were evaluated. The tillage factor in three methods, including moldboard plow, chisel plow and no-tillage, and cover crop factor in three types including Vetch, Lathyrus and no cover crop at the factorial design with three replications was applied. Aggregate stability was measured using wet-sieving method. Tensile strength of aggregates and penetration resistance of the undisturbed samples were determined by Dexter and Kroesbergen indirect method and a micro penetrometer, respectively. Soil management practices had the highest effect on the resistance characteristics at 30 kPa matric suction. No tillage treatment reduced tensile strength due to reduced tillage intensity and undisturbing soil. Conservation tillage with Lathyrus cover crop, increased stability of aggregates by 155 percent comparing to no tillage-no cover crop in the spring season. Also conservation tillage with Lathyrus treatment, increased tensile strength of aggregates by 7-45 percent comparing to other treatments in the autumn season. The conservation tillage without cover crop reduced penetration resistance compared to most treatments by 4.5-99 percent at most matric suctions due to reduced plowing and decreasing agricultural machinery traffic. Therefore, we recommend using Lathyrus cover crop with conservation tillage in agricultural fields. The results of studying aggregates strength, with further research, could be used to determine the optimum time of agricultural operations.
    Keywords: Compression, Conventional tillage, Conservation tillage, Vetch, Lathyrus
  • Naser Khaleghpanah, Hossein Asadi *, Mahdi Shorafa, Manoochehr Gorji, Masood Davari Pages 1031-1042
    The aim of this study was to evaluate the efficiency of WEPP model in estimation of runoff and soil loss under natural events at plot scale in rangelands of Khamesan watershed, Kurdistan. Runoff and sediment induced by events leading to runoff were measured over three years (2011 to 2013) at eighteen plots of 24 m long by 1.8 m wide (6 Hillslopes-three plots in each hillslope). At the same time, the input data including soil characteristics, vegetation and ground cover were evaluated and recorded during this period. In overall, 24 events were investigated. Model validation was performed with 16 remaining events, after calibration the model with eight events data based on the single event section of the model. The model estimated runoff and soil loss with acceptable accuracy under natural events in rangeland hillslopes containing significant amounts of rock fragment. The soil loss estimations were somewhat better than total runoff. In general, the model efficiency was lower in the hillslopes with higher rock fragment (especially rock cover) and higher percentage of lime, than the other hillslopes. It seems that rainfall intensity pattern during each event also had a significant effect on the model estimations. In WEPP model for single event estimations, just some of storm characteristics are used as input, and intra-storm variations are not considered which may have a significant impact on the amounts of runoff and sediment.
    Keywords: Model validation, Plot, Rock fragment, Single event, Soil loss
  • Khaled Ahmadaali *, Yaser Hamdi Ahmadabad, Nazgol Hosseini Pazhouh, Abbas Ali Pourmohseni Pages 1043-1052
    In this research, pressurized irrigation systems including 7 center pivot, 3 linear, and 8 solid-set with portable sprinklers systems in the provinces of Tehran, Qazvin, Alborz, and Qom were assessed using by uniformity coefficient, distribution uniformity, Potential Application Efficiency of Low Quarter, Application Efficiency of Low Quarter, and of Irrigation Adequacy indices. In order to compare the assessed systems, weighted averages of all used indexes were calculated. The results showed that the weighted average of mentioned indices are 78, 63, 69, 69 and 49 for center pivot, 75, 68, 64, 55 and 62 for Linear, and 77, 66, 60, 60 and 61% for solid-set with portable sprinkler respectively. By analyzing indices and comparison with field and pumping stations observations, it was found that the incorrect design, mismatch between design, performance and management, and incorrect operation are the main causes of low performance.
    Keywords: Assessment, Center pivot, Linear, Solid-set with portable sprinkler, operation
  • Zahra Shariatmadari *, Saeede Kamali Pages 1053-1061
    With respect to sparseness of solarimeteric stations and the importance of awareness of solar radiation values, development of solar radiation models that’s based on other meteorological variables is necessary. Empirical Angstrom-Prescott equation that is based on sunshine hours has been widely used for the estimation of solar radiation. Hitherward, many studies were conducted to validation of its coefficients for each region based on site specific meteorological conditions but what has not been addressed yet in Iran is the role of air pollution as a reducing agent of receiving radiation. In this article validation of A-P equation was done based on the 3-year data of Karaj station in daily time scale with consideration of air pollution index and in form of logarithmic, linear and exponential equations. Results showed that corrected models with logarithmic structure with Coefficient of determination (0.5911) were partially performed better than the original Angstrom-Prescott models.
    Keywords: Solar radiation models, Air pollution index, daily timescale, Karaj, Iran
  • Mohammad Ali Amopour *, Ali Rahimi Khoob , Maryam Varavipour Pages 1063-1071
    The normalized water productivity (WP*) parameter was calibrated for Corn Single Crosses 704 in this study. This parameter is one of the inputs AquaCrop model upon which the daily biomass production simulated. The default value of WP* is 33.7 grams per square meter in the model. This study was conducted for two years (2015-2016) at an experimental farm of Abouraihan collage belonging to the University of Tehran in Pakdasht Region. The total numbers of plots were tree. Each plot size was 25 m2. Biomass yield of corn was measured six and seven times during the growing season in 2015 and 2016, respectively. The data measured in the first year (2015) and second year (2016) were used for calibration and verification, respectively. Calibration was done using two methods of trial and error and Steduto et al. (2009). The WP* was calibrated with a little more accuracy by Steduto et al. (2009) method and its value was estimated equal 32.3 grams per square meter. Root mean square error and mean bias error for the comparison between measured and estimated biomass production are 0.73 and 0.25 ton ha-1 for the tested data set.
    Keywords: AquaCrop model, yield Production, full irrigation, Simulation
  • Raoof Mostafazadeh *, Khadijeh Haji, Mohsen Zabihi Pages 1073-1085
    The assessment of hydrologic wet and dry periods is the primary and necessary basis of water resource management and planning which need to study and understand of drought occurrence. The aim of this study is the use of Power Law Analysis and analyzing wet and dry period’s patterns of river flow in some gauge stations of Mazandaran Province. Toward this attempt, wet and dry periods of monthly discharge time series in 26 hydrometric stations have been analyzed through a 36-years study period. Therefore, average monthly discharge, threshold limit and start and end of wet and dry spells were calculated and then the number of wet and dry spells occurrence sequences from 1 to 41 months were determined. Results showed that there is an straight relationship between the severity and duration of dry and wet spells. The minimum severity of dry and wet spells were observed in Polur and Hanisk stations with the line slope of -0.87 and -1.29 in southwest and western parts of the Mazandaran Province. The maximum flow duration for dry and wet periods (122.09 and 145.89) were identified in Qoran Talar station at the center of study area. In other words, stations in the main branches of southeast and center of Mazandaran province have dry and wet flow durations more than other studied stations. The proximity of scatter plots to the straight line or parallel lines without intersection in the study area represented a homogeneous regime of dry and wet periods and significant changes with the time hadn’t observed. In this regard, it can be noted that the periodic pattern of monthly discharge and its duration can be determined using Power Law Analysis method.
    Keywords: Power laws analysis, Flow duration, Threshold level, Flow wet, dry spells, Drought intensity
  • Abbas Ahmadi *, Peyman Palizvan Zand, Habib Palivan Zand Pages 1087-1095
    Soil hydraulic conductivity is an important physical characteristic which used in modeling of water, solutes and pollutants transport. Direct measurement of soil hydraulic conductivity is time-consuming and costly, and due to experimental error and soil heterogeneity, results sometimes are unrealistic. On other hand, it could be estimated by easily measurable soil properties. The purpose of this study is development of genetic programming and linear regression models to estimate the saturated hydraulic conductivity of soil using readily available soil properties. For this reason, 160 soil samples with different properties were taken from different area of East Azerbaijan province of Iran. Then some physical and chemical characteristics of soil such as sand, silt, clay and organic matter, bulk density, pH and EC were measured. Then the data was divided into the two different data sets, namely training (75% of data) and testing datasets (25% of data). GeneXproTools 4.0 and Statistica software’s was used to calibration of Genetic programming and regression models, respectively. Six pedotranfer functions (PTFs) with a combination of different mathematical operators was designed by genetic programming. Finally, one of the PTFs which was more accurate than the others was selected. As well as ridge regression was used to development of regression PTFs. The accuracy and reliability of PTFs were determined by R2, RMSE, and MAE criteria. Results showed that the genetic programming PTF (GP-PTF) is more accurate and reliable than the regression-PTF. So that R2, RMSE (Cm h-1) and MAE (Cm h-1) of GP-PTF for training dataset were 0.91, 1.82 and 1.23 respectively, and for test dataset were 0.92, 2.27 and 1.59, respectively. While values of the above mentioned criteria of regression-PTF for training dataset were 0.70, 3.48 and 2.07, respectively, and for test dataset were 0.76, 3.11 and 1.88, respectively.
    Keywords: Genetic programming, Modeling, Pedotransfer functions
  • Mohsen Ghasemi, Jahangir Abedikoopahi *, Manoochehr Heidarpoor, Mohammad Dinari Pages 1097-1107
    Irrigation water salinity is one of important factors in soil salinization, decreasing of the soil permeability and yields. Hence, finding new low cost method in reducing of irrigation water salinity is inevitable. The aim of this study was producing activated carbon from pine cones and evaluation of its application in adsorption irrigation water salinity ions. Adsorption experiments were conducted in batch system and the effect of parameters affecting the adsorption including contact time, initial concentration of salinity ions, adsorption isotherm and kinetics, and the effect of adsorption on irrigation water quality parameters including EC, TDS, TH and SAR, were studied. The results showed that the maximum reduction of salinity in the electrical conductivity of 5.48, 10.41 and 20.4 (dS/m) were 7, 14.3 and 21.5 %, respectively. Adsorption Kinetic and isotherm of salinity ions followed the pseudo-second order reaction and Freundlich isotherm respectively. The maximum reduction in TH and SAR of irrigation water was observed in salimity of 20.4 dS/m that were decreased 14.4 and 14.8 percent, respectively.
    Keywords: adsorption, salinity, activated carbon, Kinetic, isotherm
  • Mostafa Yaghoobzadeh *, Mahdi Amir Abadi Zadeh, Yousef Ramezani, Mohsen Pourreza Pages 1109-1119
    Soil moisture is an important factor in hydrological processes. So in this study, uncertainty AOGCM models were investigated in estimation of soil moisture by SWAP model for future period as 2099-2080. The climatology data were produced by ten of AOGCM models and two of emissions scenarios (A2 and B1) and had been downscaled by LARS_WG model and was used in SWAP model. The results showed that INMCM3 and NCARPCM models had the most and lowest amount of soil moisture during weeks of post-growth. The uncertainty of yearly soil moisture showed that INMCM3 model had the most of uncertainty band for A2 and B1 scenarios and GISS-ER model and CGCM3T47 model had the lowest uncertainty band for A2 and B1 scenario, respectively. Also, it was determined by comparison of soil depth's moisture that depth of 60 cm would have more soil moisture than depth of 30 cm.
  • Mahdi Esmaeili Varaki *, Nastaran Poornemat Ellahi, Amir Malekpoor Pages 1121-1132
    Cylindrical weirs are one of the most common structures for measuring flow discharge and controlling water level in canals and rivers. Numerous geometric and hydraulic parameters can affect characteristics of the flow passing over these weirs. In the present study, the effect of surface roughness and upstream sedimentation on discharge coefficient, pressure distribution and energy loss was investigated experimentally. The tests were carried out for non-sedimentation channel bed, and sedimentation levels of 1/3 and 2/3 of the weir height. Three different weir diameters and four different surface roughness of the weirs was considered for large range of flow discharge. Comparison of results of discharge coefficient of weirs for different upstream channel bed level and the weirs diameters indicated that by increasing surface roughness from PVC to 4.5 mm, the discharge coefficient of the weir reduces of up to 8%. Also, by increasing sedimentation level from zero to 2/3 of the weir height, the weir discharge coefficient increases up to 3%. In addition, increasing of roughness to 4.5 mm for sedimentation level of 2/3 weir height, leads to decrease the discharge coefficient between 3 to 7 percent. By increasing weir diameter from 150 to 250 mm, the discharge coefficient increases up to 5% and the energy loss decrease up to 15%.. it was found that, in all the tested weirs, by increasing surface roughness, energy loss increases up to 14% and by increasing the sedimentation level to 2/3 the weir height, it reduces about 22%. comparison of the results showed that pressure variation along the weir at a sedimentation level of 2/3 the weir height followed a similar trend to that obtained under non-sedimentation level. However, the magnitude of pressure decreased with increasing sedimentation level.
    Keywords: Cylindrical weirs, discharge coefficient of weir, pressure distribution, energy loss
  • Misagh Parhizgar, Hossein Asadi *, Sayed Ali Moussavi Pages 1133-1144
    One of the challenges to progress in hydrology and soil science researches is that the theories applied just to certain time-space scales. This study was carried out to examine the effect of plot size on runoff generation and quantify scale effects. For this purpose, 6 experimental plots with the length of 3 to 60 m and the width of 1 to 6 m were established on a hillside in Saravan region of Rasht, located in Guilan province. Outflow runoff was collected from October 2015 to May 2015 and then the data were analyzed. Also, rain height was measured for each plot by installing rain gauges. Results showed that the amount of runoff per unit area decreases with plots length in non-linear form. Compare the mean values between the plots confirmed that there are no significant differences among plots with length longer than 10 m in terms of runoff yield. However, there were significant differences among plots shorter than 10 m and longer plots (P >0/05). The results verified the optimal length of 10 m for scaling proposes. A two-parameter model was used for scaling hillslope runoff ratio. Model parameters were determined using model calibration. The evaluation of the model showed its appropriate efficiency for plots shorter than 30 m long.
    Keywords: Erosion plots, Infiltration, Runoff coefficient, Scaling
  • Ali Sharif Paghaleh *, Ehsan Sarlaki, Mohamadhosein Kianmehr, Nima Shakiba Pages 1145-1158
    Due to substantial impact of humic substances on a variety of environmental processes, knowledge of the chemical, spectroscopic and structural properties of these substances, are aspects that should always be considered in studies related to the management and remediation of impacted ecosystems. In this study, after from extraction and purification of humic acid (HA) from low grade coals of IRAN, was used from gravimetric technic in order to determination of degree of purity of HA, from non-destructive spectroscopies such as ICP-OES, UV-VIS, FT-IR and CHNOS for measuring of quality and quantity of HA as well as from microstructures of SEM in order to structural study of HA and obtained results were compared with standard Aldrich HA. Results of gravimetric analysis showed that degree of purification of produced HA is 98%. Also, In point of quantity, results of elemental analysis of ICP-OES showed that after from purification of HA, the concentration of various heavy metals in HA are lower from recommended safe limit and there have macro and micronutrients at ranges in HA structure. Also, quality results of FT-IR, UV-VIS and SEM analysis, shown well presence of an aromatic predominant structure and rich from carboxylic and phenolic functional groups with high humification and condensation degree and A type with a loose spongy and heterogeneous porous surfaces for HA. CHNOS analysis also confirmed the suitability of the coal used to extract HA, and showed that the final product is in accordance with the standard HA results.
    Keywords: Characterization, Coal, Humic Acid, Spectroscopy, Structure