فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال چهل و ششم شماره 1 (پیاپی 20، فروردین و اردیبهشت 1394)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال چهل و ششم شماره 1 (پیاپی 20، فروردین و اردیبهشت 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/01/23
  • تعداد عناوین: 15
|
  • علیرضا کیانی، افشین مساوات صفحات 1-10
    در این پژوهش استفاده از آب شور و کم آبیاری در قالب هفت تیمار به صورت بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار به مدت دو فصل زراعی با حضور ذرت بررسی شد. تیمارها عبارت بودند از آبیاری کامل همه شیارها با آب غیر شور (T1)، آبیاری همه شیارها با 50 درصد آبیاری کامل (T2)، آبیاری یک درمیان شیارها با آب شور غیر شور به صورت متناوب (T3) و ثابت (T4)، آبیاری یک درمیان شیارها فقط با آب غیر شور به صورت ثابت (T5) و متغیر (T6)، و آبیاری کامل با آب شور (T7). شوری آب در تیمارهای شور و غیر شور به ترتیب 8 و dS/m5/1 بود. نتایج این پژوهش نشان داد به جای کم آبیاری با آبیاری یک درمیان شیارها در صورتی که شیارهای آبیاری نشده با آب شور آبیاری شوند، نسبت به کم آبیاری، اثربخش تر خواهند بود. در تیمارهای کم آبیاری در سال های اول و دوم به ترتیب 29 و 36 درصد و در تیمارهای T3 و T4 در حدود 50 درصد از آب غیر شور صرفه جویی شد. متوسط عملکرد در تیمارهای کم آبیاری (T2، T5، T6) نسبت به تیمار T3 و T4 به ترتیب 19 و 24 درصد کاهش معنا دار داشت. از نظر کارایی مصرف آب، نتایج نشان داد در صورتی که ارزش آب شور و غیر شور یکسان در نظر گرفته شود، تیمارهای کم آبیاری، بیشترین بهره وری آب را دارند و از نظر آماری اختلاف معنا داری با تیمار آبیاری کامل بدون تنش ندارند. اگر بهره وری آب بر اساس آب غیر شور در هر تیمار مبنای محاسبه قرار گیرد، تیمارهای T3 و T4 از نظر این شاخص هم بالاتر قرار می گیرند و گزینه های برتر خواهند بود.
    کلیدواژگان: آب شور، آبیاری قطره ای، آبیاری یک درمیان، کم آبیاری، ذرت
  • میترا صمصامی پور، پیمان افراسیاب، محمدرضا امداد، معصومه دلبری، فاطمه کاراندیش صفحات 11-18
    در این پژوهش اثر مدیریت های مختلف کم آبیاری به صورت یک درمیان متناوب و با درنظرگیری مراحل حساس رشد گیاه ذرت بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت علوفه ای بررسی شد. این طرح در قالب بلوک های کامل تصادفی با شش تیمار و سه تکرار انجام پذیرفت. تیمارها عبارت بودند از آبیاری کامل جویچه ها در کل دوره رشد (شاهد)، آبیاری یک درمیان متناوب در کل دوره رشد، آبیاری کامل در مرحله استقرار گیاه و آبیاری یک درمیان متناوب در بقیه مراحل رشد، آبیاری کامل در مرحله گل دهی و آبیاری یک درمیان متناوب در سایر مراحل، آبیاری کامل در مرحله استقرار و گل دهی و آبیاری یک درمیان متناوب در سایر مراحل، آبیاری کامل در مرحله گل دهی و رسیدن محصول و آبیاری یک درمیان متناوب در سایر مراحل. به طور کلی کم آبیاری در سطح معنا داری 1 درصد بر عملکرد و اجزای عملکرد معنا دار شد. تیمار آبیاری کامل جویچه ها در کل دوره رشد بیشترین عملکرد علوفه تر (67022 کیلوگرم در هکتار) و تیمار آبیاری یک درمیان متناوب در کل دوره رشد کمترین عملکرد علوفه تر (50064 کیلوگرم در هکتار) را داشت. بهترین تیمار تیمار آبیاری کامل در مرحله گل دهی و آبیاری یک درمیان متناوب در سایر مراحل رشد شناخته شد. در این تیمار کاهش عملکرد علوفه تر و خشک، وزن تر و خشک برگ ها، و وزن تر و خشک ساقه در مقایسه با تیمار شاهد بین 8 تا 14 درصد به دست آمد که در مقایسه با کاهش 39 درصدی در میزان آب مصرفی نتیجه ای پذیرفتنی است. بالاترین کارایی مصرف آب در تیمار آبیاری کامل در مرحله گل دهی و آبیاری یک درمیان متناوب در سایر مراحل رشد و برابر 88/1 کیلوگرم در متر مکعب بود.
    کلیدواژگان: آبیاری یک درمیان، ذرت، عملکرد، کارایی مصرف آب، کم آبیاری
  • حسین دهبان، کیومرث ابراهیمی*، شهاب عراقی نژاد صفحات 19-30

    استفاده از شاخص های خشک سالی به منظور شناسایی، پایش، و جلوگیری از آثار خشک سالی در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی بسیار مهم است. هدف پژوهش حاضر ارائه و ارزیابی یک شاخص جدید خشک سالی، به نام MRDI، و مقایسه آن با شاخص MSPI بر اساس شاخص های بارش استانداردشده SPI و شناسایی خشک سالی در مقیاس های زمانی مختلف با رویکرد آماری PCA در حوضه آبریز گرگان رود است. بر اساس نتایج، شاخص جدید چندمتغیره زمانی MRDI و شاخص چندمتغیره زمانی MSPI، به دلیل لحاظ متغیرهای زمانی موثر، نسبت به شاخص های تک متغیره SPI و RDI تحلیل هایی دقیق تر و آسان تر دارند. مقایسه نتایج MRDI و MSPI بر مبنای آزمون ناپارامتری کلموگروف اسمیرنوف نشان می دهد تفاوتی معنا دار بین آن ها وجود ندارد و بیش از 90 درصد مواقع رفتاری مشابه دارند. بررسی میزان این تشابه به تکرار این پژوهش در حوضه های معرف دیگر نیاز دارد.

    کلیدواژگان: تحلیل مولفه های اساسی، خشک سالی، شاخص چندمتغیره زمانی
  • احسان قانع، مریم نوابیان، مهدی اسمعیلی ورکی، امیر ملک پور اسطلکی صفحات 31-39
    پوشش دور زهکشی، با هدف کاهش ورود ذرات خاک به درون زهکش و همچنین افزایش هدایت هیدرولیکی اطراف آن، نقشی مهم در عملکرد زهکش زیرزمینی دارد. در این پژوهش، اثر پوشش های مرکب، شامل مواد مصنوعی و آلی، به منزله تقویت کننده شیب هیدرولیکی و زیست جاذب بر روند تغییرات هیدرولیکی و شیمیایی زهاب خروجی از شرایط اراضی شالیزاری فاقد گیاه بررسی شد. برای این منظور، لوله زهکشی دارای پوشش مصنوعی در دو اندازه نازک و ضخیم در عمق 40 سانتی متری درون مدل فیزیکی نصب و سپس به ضخامت 5 سانتی متر با پوسته برنج دور آن پر شد. آزمایش تحت جریان 1000 ساعت و دو شوری آب 7/0 و 9/1 دسی زیمنس بر متر انجام گرفت و پارامترهای دبی، شوری، نسبت جذب سدیم، و اسیدیته زهاب خروجی از زهکش بررسی شد. نتایج نشان داد کاهش دبی زهاب نسبت به شروع آزمایش در تیمارهای پوسته برنج با ژئوتکستایل نازک در کیفیت آب شور (RNS)، پوسته برنج با ژئوتکستایل نازک در کیفیت آب معمولی (RN)، پوسته برنج با ژئوتکستایل ضخیم در کیفیت آب معمولی (RV)، و پوسته برنج با ژئوتکستایل نازک در کیفیت آب شور (RVS) به ترتیب 44، 94، 21، و 75 درصد است. تیمارهای RNS و RN به ترتیب بیشترین و کمترین گرفتگی را داشتند. ضخامت ژئوتکستایل در میزان کمی و کیفی زهاب خروجی موثر بود و پوسته برنج برای تیمارهای شور عملکرد مناسبی نداشت.
    کلیدواژگان: آزمایش جریان طولانی مدت، پوشش آلی، پوشش مصنوعی، دبی خروجی، شوری، SAR
  • مرتضی دلفان آذری، عاطفه پرورش ریزی صفحات 41-48
    در سامانه های آبیاری کشور از ایستگاه های پمپاژ با پمپ های دور ثابت استفاده می شود که همیشه با مشکل تلفات آب و انرژی مواجه اند. ارائه روشی برای تطبیق عملکرد پمپ ها با الزامات بهره برداری می تواند کارایی توزیع آب و بهره وری انرژی را بهبود بخشد. یکی از گزینه ها استفاده از پمپ دور متغیر است که خود را با تقاضای متغیر سیستم سازگار می کند. در این تحقیق، با کدنویسی در نرم افزار MATLAB، طراحی ایستگاه پمپاژ دور متغیر برای سامانه آبیاری قطره ای انجام شد. سپس، با منظورکردن تقاضای متغیر دبی و فشار در طول فصل آبیاری، عملکرد ایستگاه پمپاژ ارزیابی و با چند روش بهره برداری متداول از پمپ های دور ثابت مقایسه شد. نتایج نشان داد عملکرد پمپ های دور متغیر کاملا مناسب و تلفات آب و انرژی ناچیز است؛ در حالی که میزان تلفات آب در ایستگاه های پمپاژ معمول، حتی با فرض طراحی ایده آل، بر حسب نوع ایستگاه 16 تا 36 درصد است.
    کلیدواژگان: ستلفات آب، سامانه آبیاری، طراحی ایستگاه پمپاژ، عملکرد پمپ
  • فروغ عباسی تشنیزی، فریبرز عباسی، مهدی کوچک زاده صفحات 49-58
    کمبود منابع آب شیرین یکی از نگرانی های رو به فزونی در سراسر جهان است. کمبود آب برای کشاورزی از دغدغه های بسیار مهم در نواحی خشک و نیمه خشک به شمار می رود. فاضلاب های شهری تصفیه شده منبعی مهم برای این منظورند. فاضلاب حتی پس از تصفیه ممکن است حاوی انواع مختلف میکروارگانیسم ها باشد که برای انسان و محیط زیست خطرناک اند. بنابراین، پتانسیل انتقال آلودگی مسئله ای جدی در زمینه استفاده از فاضلاب تصفیه شده برای کشاورزی است. بدین منظور می توان از روش های نوین آبیاری در ارتباط با فاضلاب تصفیه شده برای کشاورزی بهره برد. در این پژوهش انتقال فکال کلی فرم موجود در پساب تصفیه شده در ستون های آزمایشگاهی به قطر داخلی 30 و ارتفاع 60 سانتی متر، که یکی به سیستم آبیاری قطره ای سطحی (DI) و دیگری به سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی (SDI) مجهز بودند، ارزیابی شدند. بدین منظور پس از هر بار آبیاری از زهاب خروجی و محلول خاک در هر ستون نمونه برداری شد. نتایج نشان داد در هر دو ستون جمعیت باکتری بیشتر می شود. با این حال، تفاوتی معنا دار بین میزان باکتری در زهاب خروجی از دو ستون وجود نداشت. همچنین میزان آلودگی لایه 15 سانتی متری زیر سطح خاک در ستون SDI نسبت به ستون DI کمتر بود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای زیرسطحی، آبیاری قطره ای سطحی، آلودگی میکروبی، ستون خاک
  • مهدی یوسفی، محمد صدقی اصل، منصور پرویزی صفحات 59-70
    در زمینه نشت از پی سازه های آبی تا کنون تحقیقات فراوانی، به ویژه در قالب مدل های عددی، انجام شده است که برای ارزیابی صحت آن ها به داده های صحرایی و آزمایشگاهی نیاز است. در این تحقیق، برای بررسی اثر عوامل موثر بر پدیده جوشش از پی سازه های هیدرولیکی مستقر بر پی های آبرفتی، یک مدل آزمایشگاهی به طول 2/2 و ارتفاع 8/0 و عرض 4/0 متر، با استفاده از اسکلت فولادی و جداره های پلکسی گلاس ساخته و آماده شد. پرده آب بند نیز، به منزله متغیر عمقی، از ورقه پلکسی گلاس ساخته شد. در این تحقیق تاثیر موقعیت، عمق دیواره سپری بر مقدار دبی نشت، و گرادیان خروجی در قالب نمودارهای بی بعد آمده است. این تحقیق نشان داد در صورت استفاده از پرده آب بند قائم در نسبت عمق پرده آب بند () به ضخامت پی () برابر و پرده آب بند مایل در نسبت با بیشترین نسبت تراز آب بالادست پدیده جوشش رخ نمی دهد و مقدار دبی نشت و گرادیان هیدرولیکی در محدوده مجاز و مناسبی قرار دارند.
    کلیدواژگان: پرده آب بند، پی آبرفتی، جوشش، سازه های هیدرولیکی، نشت
  • امین سلطانی، علی رئیسی استبرق، جمال عبدالهی صفحات 71-79
    خاک های متورم شونده از خاک های مشکل آفرین در پروژه های عمرانی محسوب می شوند. این دسته خاک ها با جذب آب متورم و با ازدست دادن آن منقبض می شوند. پدیده تر و خشک شدن این خاک ها را اصطلاحا چرخه های تر و خشک می نامند. در این پژوهش تاثیر کیفیت شیمیایی آب منفذی بر پتانسیل تورمی و انقباضی یک خاک متورم شونده بررسی شد. سی و سه نمونه آزمایشگاهی با آب مقطر، محلول سدیم کلرید (با غلظت 50 گرم بر لیتر)، و کلسیم کلرید (با غلظت 250 گرم بر لیتر) به روش استاتیکی تهیه شد. آزمایش ها در یک دستگاه تحکیم اصلاح شده، تحت سر بار 10 کیلوپاسکال، صورت پذیرفت و هنگام اعمال چرخه تر استغراق نمونه ها به وسیله آب مقطر انجام شد. نتایج نشان داد پتانسیل تورمی نمونه تهیه شده با محلول کلسیم کلرید بیشتر از نمونه های تهیه شده با آب مقطر و محلول سدیم کلرید است و مقدار پتانسیل تورمی و انقباضی در این نمونه ها بعد از گذشت تقریبا پنج چرخه برای آب مقطر و سدیم کلرید و سه چرخه برای کلسیم کلرید به حالت تعادل می رسد. از سویی نتایج اندازه گیری تغییرات حجم ویژه و وزن واحد حجم خشک نمونه های مختلف با آب منفذی متفاوت نشان داد مقادیر آن ها نیز با افزایش چرخه های متوالی تر و خشک به مقدار نسبتا ثابتی می رسد.
    کلیدواژگان: آب منفذی، پتانسیل تورمی و انقباضی، حجم ویژه، وزن واحد حجم خشک
  • علی کلاهدوزان، یعقوب دین پژوه، رسول میر عباسی نجف آبادی، اسماعیل اسدی، صابره دربندی صفحات 81-93
    بررسی تغییرات منابع آب زیرزمینی دشت نجف آباد، به ویژه بعد از خشک شدن رودخانه زاینده رود، در برنامه ریزی منابع آب اهمیت بالایی دارد. در این مطالعه روند تراز آب زیرزمینی سی و سه چاه پیزومتری در مقیاس ماهیانه در منطقه دشت نجف آباد در دوره آماری 1374 تا 1391 با آزمون ناپارامتری من کندال بررسی شد. برای هر سری زمانی، شیب خط روند با روش تخمینگر سن محاسبه شد. همگنی روند تغییرات تراز آب زیرزمینی با روش وان بل و هوقس آزمایش شد. نتایج نشان داد در همه ایستگاه ها، به جز ایستگاه هایی که در محدوده شبکه های آبیاری و زهکشی قرار ندارند، تراز آب زیرزمینی دارای روند منفی معنادار است. در بیش از 52 درصد ایستگاه ها روند منفی (1/0P) معنادار بود. بررسی شیب خط روند نشان داد به طور متوسط تراز آب زیرزمینی دشت نجف آباد حدود 32 سانتی متر در سال افت دارد. بیشترین افت تراز آب زیرزمینی متعلق به ایستگاه کهریز سنگ جدید بود که شیب منفی 92/5 متر را در سال داشت. نتایج آزمون همگنی نشان داد روند تراز آب زیرزمینی در ماه های مختلف همگن ولی در ایستگاه های مختلف غیر همگن است. نقشه های روند نشان می دهد بیشترین تغییرات تراز آب زیرزمینی در محدوده شبکه های آبیاری و زهکشی رخ داده است؛ به طوری که طبق نقشه های تراز در برخی ایستگاه های واقع در شبکه های آبیاری و زهکشی در این دوره هفده ساله افت تراز آب زیرزمینی بین 50 تا 100 متر است. برای انجام دادن آزمون پتیت سری های آماری، که مقدار آماره Z آن ها در سطح 1 درصد معنادار بود، انتخاب شد. نتایج آزمون پتیت نشان داد بیشترین تغییر در تراز آب زیرزمینی بین سال های 1378 تا 1381 رخ داده است که در این سال ها رودخانه زاینده رود خشک شده بود و ایستگاه های واقع در شبکه های آبیاری و زهکشی بیشترین پرش را در این سال ها داشتند. همچنین نمودار آزمون پتیت نشان می دهد در برخی چاه های واقع در این منطقه افتی برابر 50 تا 100 متر در این سال ها رخ داده است که فاجعه ای در این منطقه به شمار می رود.
    کلیدواژگان: تحلیل روند، تخمین گرسن، تراز آب زیرزمینی، دشت نجف آباد، من، کندال، همگنی روند
  • سیدعلی موسوی، محمدرضا خالدیان، حسین اسدی، محمد علی گلی، مهدی نوروزی صفحات 95-107
    مطالعه انتقال آب و آلاینده ها در محیط غیر اشباع خاک مستلزم تعیین ویژگی های هیدرولیکی خاک است. در این تحقیق، برآورد پارامترهای هیدرولیکی خاک از آزمایش نفوذ کم هزینه بیرکن در شش نقطه منطقه اسالم گیلان با شش کلاس بافت مختلف بررسی شد. پارامترهای شکل و اندازه منحنی های مشخصه هیدرولیکی به ترتیب از تحلیل توزیع اندازه ذرات خاک و مدل سازی آزمایش نفوذ با روش های BEST-slope(B/s)، BEST-intercept (B/i)، خطی سازی مشتقی (DL) و خطی سازی تجمعی (CL) تعیین شد. تجزیه وتحلیل نتایج نشان داد با وجود اجرای راحت تر دو روش DL و CL در مقایسه با روش های B/s و B/i، این دو روش در تخمین مقادیر معتبر پارامترهای اندازه در هیچ یک از نقاط آزمایش موفق نبودند. این در حالی است که دو روش B/s و B/i به صورت مکمل یکدیگر عمل کردند و توانستند با دقت این پارامترها را در همه نقاط برآورد کنند. مقادیر پارامتر قابلیت جذب آب تخمینی به دو روش B/s و B/i اختلاف معنا داری نداشت. اما مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع به روش B/i بیشتر از روش B/s تخمین زده شد. با توجه به خطای نسبی کمتر روش B/s، به نظر می رسد برآوردهای روش B/i تا حدودی دست بالا باشد. بنابراین، در شرایط مدل سازی موفق و معتبر با هر دو روش، بهتر است مقادیر تخمینی پارامترها به روش B/s مد نظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: پارامترهای شکل و اندازه، روش بیرکن، قابلیت جذب آب، هدایت هیدرولیکی اشباع
  • مجید شریفی پور، عبدعلی ناصری، عبدالرحیم هوشمند، هادی معاضد، علیرضا حسن اقلی صفحات 109-119
    حجم قابل توجهی زهاب در شبکه های آبیاری و زهکشی خوزستان تولید می شود که مدیریت و استفاده مجدد از آن ها ضروری است. یکی از راه های استفاده مجدد از زهاب ها استفاده از آن ها در آبشویی اراضی است. با هدف بررسی قابلیت کاربرد زهاب بر سدیم زدایی از خاک های رسی این منطقه، آزمایش های آبشویی در کرت هایی با ابعاد 5/1×5/1 متر در اراضی کشت و صنعت نیشکر سلمان فارسی انجام شد. سه کیفیت آب با هدایت الکتریکی 61/2 (آب تازه رودخانه کارون)، 0/6، و 0/9 دسی زیمنس بر متر (مخلوط زهاب این کشت و صنعت با آب رودخانه کارون) به صورت سه تیمار به نام های، به ترتیب، T1، T2، و T3 با روش آبشویی پیوسته (کاربرد 30، 60، 120 سانتی متر آب) با شش تکرار به روش بلوک های کامل تصادفی در این پژوهش بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش شوری آب آبشویی روند سدیم زدایی کندتر می شود. ولی استفاده از زهاب های شور تا حد 6 دسی زیمنس بر متر موجب افزایش مقدار کلسیم و منیزیم خاک پس از آبشویی می شود. نسبت جذب سدیم در لایه 0 تا 30 سانتی متری خاک، که قبل از آبشویی 84 میلی اکی والان در لیتر به توان یک دوم بود، پس از اعمال تیمارهای T1 تا T3 به ترتیب به 9، 10، و 18 میلی اکی والان در لیتر به توان یک دوم رسید. بنابراین، مشکل سدیمی در این لایه با آبشویی با زهاب دارای شوری 6 دسی زیمنس بر متر برطرف می شود و برای این کار به استفاده از آب شیرین نیازی نیست. واکنش خاک بررسی شده، چه قبل از آبشویی و چه بعد از آن، در محدوده قلیایی قرار نگرفت.
    کلیدواژگان: احیای اراضی، خوزستان، زهاب، نسبت جذب سدیم، واکنش خاک
  • سیما محمدی، مهدی همایی، سید حمیدرضا صادقی صفحات 121-131
    ارزیابی کمی تاثیر خاک های آلوده به مشتقات نفتی بر ویژگی های فیزیکی خاک برای مدیریت بهینه منابع آب و خاک ضروری است. هدف این پژوهش بررسی تولید رواناب در خاک های آلوده به نفت سفید و گازوییل بود. بدین منظور متغیرهای زمان آغاز رواناب، ضریب رواناب، تغییرات رواناب نسبت به زمان، و رواناب تجمعی برای خاک های آلوده به نفت سفید و گازوییل با دو غلظت مختلف تعیین شدند. نتایج نشان داد وجود ترکیبات نفتی در خاک، باعث کاهشی معنادار در زمان آغاز رواناب نسبت به خاک شاهد می شود؛ به طوری که زمان آغاز رواناب از کرت شاهد نسبت به کرت آلوده به گازوییل تاخیر زمانی حدود 128 ثانیه را نشان داد. بیشترین ضریب رواناب در تیمارهای آلوده با غلظت بیشتر به دست آمد که باعث افزایش حدود سه تا سه و نیم برابر ضریب رواناب نسبت به کرت شاهد شدند. ارزیابی رواناب در گام های زمانی مشترک نشان داد رواناب تولیدشده فقط در تیمارهای گازوییل با غلظت کمتر نسبت به تیمارهای نفت سفید با غلظت مشابه افزایش معنادار دارد؛ حال آنکه در غلظت بیشتر تفاوتی معنا دار بین این دو تیمار مشاهده نشد. نتایج حاکی از افزایش معنا دار رواناب تجمعی تولیدشده در همه کرت های آلوده در مقایسه با کرت غیر آلوده بود.
    کلیدواژگان: آب گریزی، آلودگی آب و خاک، بارش، ترکیبات نفتی، نفوذپذیری
  • ابراهیم سپهر، امیر توسن صفحات 133-140
    به منظور بررسی تاثیر pH و قدرت یونی بر رفتار جذب کادمیوم توسط جاذب های آلی، آزمایشی به صورت سیستم بسته با غلظت اولیه کادمیوم 0 تا 200 میلی گرم در لیتر با دو سطح pH 4 و 8 و دو قدرت یونی 03/0 و 1/0 مولار روی ساقه آفتابگردان و بقایای هرس سیب انجام شد. داده های آزمایشی با مدل های جذب لانگمویر، فروندلیچ، و تمکین برازش داده شدند. نتایج نشان داد pHو قدرت یونی اثری قابل توجه بر جذب کادمیوم دارند. حداکثر جذب تک لایه ای (qmax) و KL (انرژی جذب) در هر دو جاذب با افزایش pH افزایش یافت. ضرایب معادله فروندلیچ (KFوn) و تمکین (KT و A) نیز روندی مشابه نشان دادند. اما، با افزایش قدرت یونی از 03/0 به 1/0 مولار، پارامترهای جذب کاهش یافتند؛ به گونه ای که در ساقه آفتابگردان به طور میانگین qmax از8550 به 8150 میلی گرم بر کیلوگرم و KL از 14/0 به 08/0 لیتر بر میلی گرم و در بقایای سیب qmax از 7550 به 7300 میلی گرم بر کیلوگرم و KL از 09/0 به 06/0 لیتر بر میلی گرم کاهش یافت.
    کلیدواژگان: ایزوترم های جذب، جاذب های آلی، قدرت یونی، کادمیوم، pH
  • مهدی خطیبی، علی رئیسی استبرق، نادر عباسی، جمال عبداللهی علی بیک صفحات 141-149
    خاک سیمان یکی از مصالح ساختمانی است که در جاده سازی، پوشش کانال های آبیاری و غیره کاربرد زیادی دارد. در این تحقیق، خواص مکانیکی خاک رسی آلوده به ماده آلی (3، 6 و 9 درصد گلیسرول) و خاک سیمان تهیه شده از خاک رسی و خاک رسی حاوی ماده آلی (گلیسرول) با 3 و 6 درصد سیمان بررسی شد. نمونه های آزمایشگاهی به روش تراکم استاتیکی تهیه شدند و مقاومت خاک طبیعی و خاک آلوده به ماده هیدروکربنی تعیین شد. همچنین مقاومت نمونه های خاک سیمان تهیه شده از خاک طبیعی یا خاک آلوده به گلیسرول در زمان های عمل آوری مختلف تعیین شد. نتایج نشان داد مقاومت خاک رسی آلوده به گلیسرول نسبت به خاک رسی معمولی کاهش می یابد و این کاهش با افزایش درصد آلاینده همراه است. از طرف دیگر، خاک سیمان تهیه شده از خاک رسی حاوی درصد کم (3 درصد) ماده آلاینده نسبت به خاک سیمان تهیه شده از خاک رسی طبیعی مقاومت بیشتری دارد؛ در صورتی که در درصدهای بیشتر آلاینده (6 و 9 درصد) نسبت به خاک سیمان متناظر تهیه شده از خاک رسی طبیعی مقاومت کمتر است.
    کلیدواژگان: خاک سیمان، زمان عمل آوری، گلیسرول، مقاومت
  • عادل ریحانی تبار، صابر حیدری، علی اولاد صفحات 151-161
    فسفر، بعد از نیتروژن، مهم ترین عامل محدودکننده تولیدات کشاورزی در جهان است. روش های مختلفی برای ارزیابی مقدار فسفر در آب و خاک وجود دارد. یکی از شیوه های جدید در این زمینه روش شیب پخش در غشای نازک (DGT) است. این روش بر پایه انتقال یون ها یا عناصر به صورت پخشیدگی از لایه پخش و جذب آن ها در لایه جاذب عمل می کند. در ساخت ژل های مورد نیاز در روش DGT، به طور معمول، از مواد انحصاری و دارای حق ثبت استفاده می شود. در این بررسی از ژل آکریلامید آلیل آگاروز به منزله لایه پخش و فری هیدرات در ژل آکریلامید آلیل آگاروز به منزله لایه جاذب در DGT استفاده شد و اثر این ماده در ضریب پخشیدگی یون فسفر در ژل پخش، واکنش پذیری ژل پخش، سینتیک واجذب فسفر از ژل جاذب، راندمان استحصال فسفر از ژل جاذب، و عملکرد DGTدر آب و خاک بررسی شد. نتایج نشان داد ضریب پخشیدگی یون فسفر در این ژل با 3/0 درصد از آلیل آگاروز در دمای 25 درجه سلسیوس cm2/s6-10×2/8 بود و با افزایش غلظت آلیل آگاروز کاهش یافت. در این تحقیق راندمان استحصال فسفر از ژل جاذب با 10 میلی لیتر اسید سولفوریک 15/0 مولار تقریبا 100 درصد بود. همچنین مقدار فسفر اندازه گیری شده با روش DGT همبستگی خطی نزدیکی با مقدار فسفر موجود در محلول (**98/0r=) داشت. در این تحقیق همبستگی بسیار خوبی بین مقدار فسفر اندازه گیری شده با روش DGT و فسفر قابل جذب در سه خاک آهکی مورد مطالعه (**99/0=r) وجود داشت که نشان می دهد ممکن است روش DGT جانشینی مناسب برای اندازه گیری سریع فسفر قابل جذب در خاک های آهکی باشد.
    کلیدواژگان: آکریلامید، آلیل آگاروز، خاک، فسفر، DGT
|
  • Alireza Kiani, Afshin Mosavat Pages 1-10
    A field experiment was conducted with completely randomized block design، three replications and seven treatments for two lasted growth stages of corn. Treatments were: T1 and T2 (50% of T1): full and deficit irrigation with non-saline water، respectively; T3 and T4: variable and fixed full irrigation with saline-non saline water in every other row، respectively; T5 and T6: fixed and variable deficit irrigation with non-saline water in every other rows، respectively and T7: full irrigation with saline water. Irrigation water salinity in non-saline and saline treatment were 8 and 1. 5 dS/m، respectively. The results showed that instead of deficit irrigation with non saline water using alternate furrow irrigation، if not irrigated furrows are irrigated with saline water، are more effective when they are compared with deficit irrigation. In deficit irrigation treatments 29 and 36 % and in T3 and T4 about 50 % of fresh water was saved in 2012 and 2013، respectively. The quantitative comparison have shown a significant reduction in maize yield by 22% with deficit irrigation scenarios (T2، T5 & T6) when compared to salinity treatments (T3 & T4). In terms of water use efficiency، the results indicate that if fresh and saline water are considered as the same worth، deficit irrigation treatments have the highest water productivity and it was not significantly different with T1 treatment. However، water use efficiency is calculated on the basis of fresh water، treatments T3 and T4 are higher water use efficiency than others and، therefore the criteria above have been selected as the preferred option. However، water use efficiency is calculated on the basis of fresh water per treatment، the efficiency of water use in treatments T3 and T4 are higher than others and therefore، they will be selected as the best options.
    Keywords: Alternate irrigation, Deficit irrigation, Drip irrigation, Corn, Saline water
  • Mitra Samsamipour, Peiman Afrasiab, Mohammadreza Emdad, Masoumeh Delbari, Fateme Karandish Pages 11-18
    In the present study، different deficit irrigation management scenarios as alternate furrow irrigations considering sensitive growths stages of corn were assessed in terms of their effects on yield and yield components. This research was performed as a randomized full block design with six treatments and three replications. The treatments were full furrow irrigation in the whole growing season (control)، alternate furrow irrigation in the whole growing season، full irrigation at establishment stage and alternate irrigation in the other stages، full irrigation at flowering stage and alternate irrigation in the other stages، full irrigation at establishment and flowering stage and alternate irrigation in the other stages، full irrigation at flowering and ripening stages and alternate irrigation in the other stages. Overall، the effect of deficit irrigation on yield and yield components was statistically (p<0. 01)، significant. Full irrigation in the whole growing season had the highest wet forage yield (67022 kg/ha) and alternate furrow irrigation in the whole growing season، had the lowest wet forage yield (50064 kg/ha). The best treatment was the full irrigation at flowering stage and alternate irrigation in the other stages. With this treatment، the reduction in wet and dry forage yields، leaves wet and dry weights and stem wet and dry weights in comparison with control was about 8 to 14 %. This is quiet acceptable as it saves 39% irrigation water. The highest irrigation water use efficiency (1. 8 kg/m3) was achieved by full irrigation at flowering stage and alternate irrigation in the other stages.
    Keywords: Alternative irrigation, Deficit irrigation, Yield, Corn, Water use efficiency
  • Hossein Dehban, Kumars Ebrahimi, Shahab Araghinejad Pages 19-30

    In order to avoid drought effects، it is essential to detect and monitor the spatial and temporal changes of the phenomenon. Generally، drought indices are used to achieve these goals. The main aim of this paper is to introduce and assess a new drought index named MRDI. The Modified Reconnaissance Drought Index (MRDI) is then compared with the Modified Standardized Precipitation Index (MSPI)، based on the Standardized Precipitation Index (SPI) and the Reconnaissance Drought Index (RDI)، involving well known statistical technique named Principal Component Analysis (PCA) in Gorganroud basin، Iran، as a case study. According to the results، the new MRDI and also MSPI multivariate indices have shown more accurate results and are also easier to use than the SPI and RDI univariant indices. Comparison of MRDI and MSPI results، based on the non-parametric Kolmogorov–Smirnov test in Gorganroud basin، has shown that، there is no significant difference between them and their behaviour is similar in more than 90% of the cases. Evaluation of the latter result needs to repeat this study in more reagent basins.

    Keywords: Drought, Time Multivariate Index, Principal Components Analysis
  • Ehsan Ghane, Maryam Navabian, Mehdi Esmaeili Varaki, Amir Malekpor Estalki Pages 31-39
    Drain envelopes have significant roles in performance of drainage systems due to reduce sediments into the drainpipes and also increase the hydraulic conductivity of soil around the drainpipes. In this research، the effect of 1000 hours flow on dual envelopes consist of geotextile as improving the hydraulic gradient and rice husk as bio-sorbent، on the hydraulic and chemical trends under paddy field conditions without rice، was considered. To do so، drainpipe with two different thicknesses of geotextile at depth of 40 cm on a physical model was installed. Then the drain pipe filled using 5 cm thickness of rice husk. Thousand hours flow test under two different water qualities with 0. 7 and 1. 9 dS/m was done and flow of drainage، EC، sodium absorption ratio and pH of drained water was measured. Results showed that the reduction of flow rate of treatments of rice husk & thin geotextile with saline water (RNs)، rice husk & thin geotextile with ordinary water quality (RN)، rice husk & thick geotextile with ordinary water quality (RV) and rice husk & thick geotextile with saline water (RVs) was 44، 94، 21 and 75 percent، respectively. But totally، RN and RNs treatments had maximum and minimum clogging، respectively. Thickness of geotextiles affected on flow rate and chemical trends، and performance of rice husk among all treatments، didn’t perform properly for saline conditions.
    Keywords: flow rate, geotextile, rice husk, salinity, SAR
  • Morteza Delfan Azari, Atefeh Parvaresh Rizi Pages 41-48
    In more irrigation systems in our country، pumping stations equipped with fixed speed pump are implemented. These pumps in addition to waste water، consume excessive energy. Providing a method for adjusting the pumps functioning with obligations of operation can improve efficiency of water distribution and also productivity of energy. One of the choice toward this aim، is employing the variable speed pumps which consistent themselves with variable demand of system. In this study، by coding in MATLAB software، design of pumping stations equipped with variable- speed pumps was done for a drip irrigation system. Then regarding to variable demand of discharge and pressure during irrigation season، the designed system was evaluated and compared with some ordinary operation methods based on constant speed pumps. The results show that the utility of variable- speed pumps to supply the pressure head and discharge is definitely acceptable; while the water losses in ordinary pumping stations، depending on the type of station، is 16 to 36 percent.
    Keywords: Irrigation system, water loss, design of pumping station, pump performance
  • Foroogh Abbasi Tashnizi, Fariborz Abbasi, Mahdi Koochakzadeh Pages 49-58
    Shortage of fresh water resources is a major concern all over the world. Availability of water for irrigation is one of the most important factors in arid and semiarid regions، and treated domestic wastewater becomes an important source. Even after treatment، wastewater may contain a great variety of microorganisms that are hazardous for humans and environment. Thereafter the potential transmission of pollution is a principle concern associated with the agricultural use of treated wastewater. Thereafter various irrigation techniques can be used associated with treated wastewater for agriculture. Accordingly، the present study was conducted on Fecal Coliform in the wastewater treatment in laboratory columns، having 30 cm diameter and 60 cm height irrigated using surface (DI) and subsurface drip irrigation systems (SDI). Samples of the effluent and soil solutions were collected from each column after each irrigation events. Results represented that crowd of bacteries increased in both columns. There were no significant difference between crowds of bacteries in the effluent columns of two irrigation systems. It was observed that contamination of 15 cm layer in SDI was lower than DI column.
    Keywords: Soil column, Surface drip irrigation, Subsurface drip irrigation, Microbial contamination
  • Mehdi Yousefi, Mohammad Sedghi Asl, Mansoor Parvizi Pages 59-70
    So far، for the analysis of seepage under hydraulic structures much research has been conducted in the form of numerical models. However، few field and laboratory works have been done to study boiling phenomena for evaluating numerical models. In the present work، a laboratory model was built to simulate seepage and its controlling measures under sheet piles. The model consists of a 2. 2 m long، 0. 8 m deep and 0. 4 m wide flume، in which vertical sheet piles were provided by Perspex sheets. The flume was made of a steel frame and Perspex as well as thick glass sheets. The effect of position and depth of the sheet pile on the seepage flow، exit gradient and uplift pressure have been demonstrated in the form of dimensionless curves. The results indicate that the ratios and with the maximum upstream water level are best possible depths، for both vertical and inclined sheet piles in the depth of the foundation sheet pile. In other words، inclined sheet piles are much more effective in reducing and controlling seepage، uplift pressure and hydraulic gradient than vertical ones.
    Keywords: Alluvial Foundation, Boiling, Hydraulic Structure, Sheet pile, Seepage
  • Amin Soltani, Ali Raeesi Estabragh, Jamal Abdollahi Pages 71-79
    Expansive soils are considered a worldwide problem as they cause extensive damage to civil engineering structures. An important characteristic of expansive soils is their susceptibility to volume change due to wetting and drying. This paper presets the effect of pore water quality on the swelling and shrinkage behavior of an expansive soil during wetting and drying cycles. 33 soil samples were prepared by static compaction with various pore water qualities consisting of distilled water، sodium chloride (50g/lit) and calcium chloride (250gr/lit). Wetting and drying cycles were conducted on samples in a modified odometer apparatus under the surcharge pressure of 10 kPa using distilled water as the reservoir fluid during wetting. Results indicated that samples prepared with calcium chloride show more swelling potential compared to distilled water and sodium chloride. Furthermore swelling and shrinkage potential، specific volume and dry unit weight for soil samples reach equilibrium after 5 cycles for distilled water and sodium chloride and 3 cycles for calcium chloride.
    Keywords: Pore water, Swelling, shrinkage potential, Specific volume, Dry unit weight
  • Ali Kolahdouzan, Yaghoub Dinpajooh, Rasoul Najafabadi, Esmaeil Asadi, Sabere Darbandi Pages 81-93
    The study of changes in groundwater resources of Najafabad is an important issue for water resources management، especially after drying of Zayandehrood River. In the present study trend analysis conducted on groundwater level of 33 piezometeric stations located in Najafabad plain during 1374-1391 using Mann-Kendall non-parametric test. The slope of trend line was estimated by the Sen’s estimator method for each time series. Homogeneity of trends was tested using the Van Belle and Hughes method. Results showed that trends of groundwater level for all stations (except stations located out of drainage and irrigation networks) were significant negative. Significant negative trends exhibited for above 52 percent of stations. Results of trend line slopes revealed that in average groundwater level of Najafabad plain declined about 32 cm/year. The strongest decline belonged to Kahriz-sang-jadid station، which declined about 5. 92 m/year. Results of homogeneity of trends showed that trends were homogeneous for months، but it was heterogeneous for stations. Results of trend maps showed that the maximum level of groundwater changes occurred on drainage and irrigation network range. The isopiz maps showed that some stations located on the drainage and irrigation network range had declined about 50 to 100 meters in recent 17-years.
    Keywords: analysis, Groundwater, Homogeneity, Najafabad, Mann, Kendall
  • Sayed Ali Moussavi, Mohammad Reza Khaledian, Hossein Asadi, Mohammad Aligoli, Mahdi Norouzi Pages 95-107
    Studying of water and contaminants transport in the vadose zone required determination of soil hydraulic properties. The current study aimed to estimate and analysis the soil hydraulic parameters through inexpensive experiment of Beerkan in six sample points of various soil textural classes، in Asalem region، in Guilan (Iran). Shape and scale parameters of the hydraulic characteristic curves were estimated from particle size distribution analysis and infiltration experiment respectively. Four fitting methods were used and copmaired including BEST-slope (B/s)، BEST-intercept (B/i)، Derivative Linearization (DL) and Cumulative Linearization (CL). Although scale parameters of any sample points were not estimated feasibly and accurately by DL and CL methods but B/s and B/i methods acted as complementary to each other and estimated feasible and accurate values for scale parameters of all six experimental points. The estimated values of sorptivity by B/s and B/i method were not significantly different، but saturated hydraulic conductivity values estimated by B/i was greater than B/s values. Also comparison of these two methods by relative error showed that B/s is more accurate than B/i. It seems that B/i method overestimates saturated hydraulic conductivity. It is recommended therefore to use B/s method for estimating soil hydraulic properties.
    Keywords: Infiltration, Beerkan method, Shape, scale parameters, Saturated hydraulic conductivity, Sorptivity
  • Majid Sharifipour, Abd Ali Naseri, Abd Al-Rahim Hooshmand, Hadi Moazed, Alireza Hassanoghli Pages 109-119
    Huge amount of drainage water is disposing from operating irrigation and drainage networks in Khuzestan، SW Iran، that needs to manage and/or reuse. One of the low risk methods of reusing drainage water is to use it for land reclamation. To investigate the effects of water quality on desodification of clay soils of this area، leaching experiments were done in 1. 5×1. 5 meter Plots in “Salman Farsi” sugarcane agro industry، South Khuzestan. Leaching with three different water qualities; 2. 61 dS/m (fresh water from Karun River)، 6. 0 and 9. 0 dS/m (mixture of agro industry drainage water and Karun River water) in three treatments; T1، T2 and T3 respectively، and six replications based on complete randomized blocks design were experimented. Rate of desodification were decreased with increasing leaching water salinity. Using drainwater with salinity of 6. 0 dS/m led to increasing dissolved Ca++ and Mg++ in soil after leaching. The SAR of 0-30 cm soil layer that was 84 (meq/lit) 1/2، after application of treatments T1، T2 and T3 decreased to 9، 10 and 18 (meq/lit) 1/2 respectively. So the sodicity problem was solved with leaching by drainage water with salinity of 6. 0 dS/m، and there is no need to use fresh water. The soil pH was not in the basic range neither before nor after leaching.
    Keywords: Drainage Water, Land Reclamation, pH, SAR, Khuzestan
  • Sima Mohammadi, Mehdi Homaee, Seyed Hamid Reza Sadeghi Pages 121-131
    Quantitative evaluation of the effects of petroleum contaminated soils on soil physical properties is required for optimal soil and water resources management. The objective of this study was to investigate runoff generation in Kerosene and Gas Oil contaminated soils. For this purpose، the variables of runoff commencement، runoff coefficient، variation of runoff duration time and cumulative runoff were determined in contaminated soils. The experimental treatments were consisted of two concenterations of Kerosene and Gas Oil.. The results indicated that Kerosene and Gas Oil contaminated plots had a significant influence in reducing the runoff commencement. So that، the runoff commencement at non-contaminated plot was occurred 128 seconds later than other contaminated plots. However، different type of petroleums with same quantities had no significant influence on the runoff commencement. In addition، the maximum runoff coefficient was obtained at higher concentration of contaminants. The results further indicated that the runoff coefficient in contaminated plots was about 3 to 3. 5 times larger than that of non-contaminated plots. All the contaminated plots had a significant influence in increasing the cumulative runoff compares to non-contaminated plots.
    Keywords: Hydrophobicity, Infiltration, Petroleum compounds, Rainfall, Soil, water contamination
  • Ebrahim Sepehr, Amir Tosan Pages 133-140
    To study the effect of pH and ionic strength on the sorption behavior of cadmium by biosorbents، a batch experiment was conducted with various initial concentration of Cd2+ (0 – 200 mg. L-1) with two biosorbents (sunflower stalks and apple pruning residues) in two pH (4، 8) and two ionic strength (0. 1 and 0. 03 M). Sorption data were fitted to Langmuir، Temkin and Freundlich equations. Results showed that both pH and ionic strength (IS) had significantly effect on Cd sorption. Langmuir maximum mono layer adsorption (qmax) and binding energy value (KL(increased with increasing pH by two biosorbents and sorption coefficients of Freundlich (KF، n) and Temkin (KT، A) showed similar trends as well. But by increasing IS (from 0. 03 to 0. 1 M) all sorption parameters significantly decreased; in the case of sunflower stalks with increasing ionic strength، on average qmax decreased from 8505 to 8150 mg/kg and KL from 0. 14 to 0. 08 L/mg; for apple pruning residues، qmax decreased from 7550 to 7300 mg/kg and KL from 0. 09 to 0. 06 L/mg، respectively.
    Keywords: cadmium, ionic strength, pH, biosorbents, adsorption isotherm
  • Mehdi Khatibi, Ali Raeesi Estabragh, Nader Abbasi, Jamal Abdolahi Alibeyk Pages 141-149
    Soil-cement has been used widely as a base material for constructing many projects، such as pavement of highways and lining of channels and reservoirs. This paper presents the effect of an organic contaminant (Glycerol) on the mechanical behavior and properties of soil and soil-cement mixtures. Soil samples were prepared by static compaction at maximum dry density and optimum moisture content for various percentages of cement and Glycerol and various curing durations. Results indicated that contaminated soil with Glycerol (3%، 6% and 9%) show lower compressive strength compare to natural soil. Furthermore the decrease in compressive strength is seen to be a function of Glycerol percentage. In addition the use of cement (3% and 6%) on natural soil will cause increase in compressive strength، furthermore the increase in the compressive strength of different soil-cement samples were seen to be a function of cement percentages and curing duration. In addition soil-cement mixtures contaminated with 3% of Glycerol show greater compressive strength compare to uncontaminated soil-cement mixture، however the use of higher percentages of Glycerol (6% and 9%) resulted in a noticeable decrease in strength compared to uncontaminated soil-cement mixtures.
    Keywords: Soil, cement, Glycerol, strength, curing duration
  • Adel Reyhanitabar, Saber Heidari, Ali Olad Pages 151-161
    After nitrogen، between the essential nutrients، phosphorus is the most important limiting factor in agricultural yield production in the world. There are different methods for assessing the phosphorus status in soil and water. One of the new techniques in this regard is diffusive gradient in thin films (DGT) techniques. This method based on the ion transport in a diffusion layer and its absorption by a resin layer. In manufacturing the gels in DGT، the material used is monopolies and patented. In this study، acrylamide - alyl agarose gel was used as the diffusion layer and ferryhydrite in acrylamide - alyl agarose gel as the resin layer in DGT assembly and the effect of diffusion coefficient in diffusive gel، diffusive gel reactivity، and phosphorus desorption kinetics from resin gel، phosphorus recovery efficiency from the resin gel and DGT performance in soil and water were examined. The results showed that the diffusion coefficient of phosphorus ions in the gel with a 0. 3% of alyl agarose at 25 °C was 8. 2×10-6 cm2/s and decreased with increasing alyl agarose concentrations. Phosphorous recovery efficiency from resin gel measured by 10 ml H2SO4 0. 15 M was almost 100 percent. The measured P using DGT، showed a strong linear correlation (r=0. 98**) with the phosphorus concentration in the examined solution. In this study، an excellent correlation (r=0. 99**) between the P measured by DGT and the available P measured by the traditional Olsen method were observed in three calcareous soils، implying that DGT may be a suitable alternative method for rapid available P measurement in calcareous soils.
    Keywords: Acrylamide, Alyl agarose, DGT, Phosphorous, Soil