به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

multivariate regression

در نشریات گروه آب و خاک
تکرار جستجوی کلیدواژه multivariate regression در نشریات گروه کشاورزی
  • سعیده جلالی، کاظم نصرتی*، زینب فتحی

    ویژگی های ژیومورفیک حوضه های آبخیز دارای روابط متقابل و همبستگی بوده و مقیاس زمانی و مکانی در قالب فصل و زیرحوضه ها بر غلظت رسوب معلق تاثیرگذار است. از اهداف این مطالعه بررسی ارتباط بین غلظت رسوب معلق و ویژگی های آبخیز رودخانه کن با استفاده از رگرسیون مولفه های اصلی و شناخت تاثیر فصل و زیرحوضه ها بر غلظت رسوب معلق بود. بدین منظور غلظت رسوب معلق در طی چهار رخداد بارشی در سه فصل و در زیرحوضه ها اندازه گیری و محاسبه شد. شانزده ویژگی فیزیوگرافی و کاربری اراضی در زیرحوضه ها تعیین شد و با استفاده از تجزیه مولفه های اصلی (PCA)، عامل یا فاکتورهای اصلی شناسایی و امتیاز هر یک از فاکتورها برای هر ویژگی محاسبه شد. نتایج تحلیل واریانس نشان داد که غلظت رسوب معلق از نظر مقیاس مکانی معنادار بوده و فصل بهار بیشترین میزان رسوب زایی را داشته است. آنالیز مازاد داده (Redundancy analysis) و تحلیل کانونیک توابع تشخیص (Discriminant function canonical analysis) بر خصوصیاتی که در عامل اول (PC1) مشارکت دارند، نشان داد که به ترتیب خصوصیات درصد سازند فرسایش پذیر، سازند به نسبت فرسایش پذیر، درصد فعالیت احداث آزاد راه (تسطیح دامنه ها) و طول آبراهه مهم ترین ویژگی های زیرحوضه ها در تولید و غلظت رسوب معلق منطقه مطالعاتی هستند.

    کلید واژگان: تجزیه مولفه های اصلی، غلظت رسوب معلق، رگرسیون چند متغیره
    S. Jalali, K. Nosrati*, Z. Fathi

    The geomorphic characteristics of the watersheds are interrelated and the temporal and spatial scale in the form of season and sub-basins affect the concentration of suspended sediment. One of the objectives of this study was to investigate the relationship between suspended sediment concentration and watershed characteristics of Kan River using principal components regression and to recognize the effect of seasons and sub-basins on sediment concentration. The concentration of suspended sediment during four rainfall-runoff events in three seasons and in sub-basins was measured and calculated. The sixteen physiographic and land use characteristics were determined in the sub-basins and the main factors were identified and the scores of each factor for each feature were calculated using principal component analysis (PCA). The results of variance analysis showed that the concentration of suspended sediment was significant in terms of time scale and spring had the highest rate of sedimentation. Redundancy analysis and canonical analysis on the properties that participate in the first factor (PC1) showed the characteristics of the percentage of erodible formation, relatively erodible formation, and percentage of free construction activity, respectively. Road (slope leveling) and stream length are the most essential attributes of sub-basins in the production and concentration of suspended sediment in the study area.

    Keywords: Principal component analysis, Suspended sediment concentration, Multivariate regression
  • سمیه سلطانی گردفرامرزی*
    تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین یکی از مهم ترین متغیرهای مورد استفاده در پروژه های انرژی خورشیدی، مدل سازی هیدورولوژی، تبخیر و تعرق، هواشناسی و کشاورزی می باشد. در این تحقیق قابلیت عملکرد روش آنالیز مولفه های اصلی و رگرسیون چند متغیره خطی، در پیش بینی مقدار تابش خورشیدی در ایستگاه یزد در حد فاصل سال های 2010 تا 2014 و 2015 تا 2021 بررسی شد. متغیرهای میانگین دما، دمای کمینه، دمای بیشینه، ساعات آفتابی، رطوبت نسبی و تابش خورشیدی بصورت روزانه از سازمان هواشناسی دریافت و متغیرهای تابش فرازمینی، فاصله نسبی زمین تا خورشید، زاویه میل خورشیدی و حداکثر ساعات آفتابی با روابط موجود محاسبه و به عنوان ورودی روش آنالیز مولفه اصلی انتخاب شدند. همبستگی این پارامترها با مقدار تابش خورشیدی نشان از وجود رابطه معنی دار مثبت در سطح 1 درصد بین مقادیر تابش خورشیدی و تابش فرازمینی، نسبت ساعات آفتابی، دمای میانگین و فاصله نسبی زمین تا خورشید و با زاویه میل خورشیدی در سطح 5 درصد و همبستگی منفی معنی دار در سطح 1 درصد با مقادیر رطوبت نسبی دارد. نتایج حاصل از بررسی مولفه های اصلی نشان داد که می توان دو مولفه اول را با توجه به مقادیر ویژه حاصل از پارامترها و درصد واریانس، به عنوان مولفه اصلی انتخاب کرد. ضریب همبستگی مولفه های اول و دوم با تابش خورشیدی به ترتیب 893/0و 168/0- به دست آمد و در نتیجه مولفه اول نسبت به مولفه دوم با مقدار تابش خورشیدی همبستگی بیشتری دارد. مقدار دوران شده بارگذاری، در مولفه اول نشان می دهد که دمای کمینه، دمای بیشینه، میانگین دما و رطوبت نسبی با تابش خورشیدی همبستگی بیشتری دارند و همبستگی بقیه عوامل (تابش فرازمینی، زاویه میل خورشیدی و فاصله نسبی زمین تا خورشید و نسبت ساعات آفتابی) در این مولفه کم است. بررسی رابطه بین تابش خورشیدی و مقادیر مولفه های اصلی بدست آمده از PC1 و PC2 با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیره نشان داد که اثر پارامترهای هواشناسی بر تابش خورشیدی معنی دار (001/0>p) و ضریب تبیین آن (R2) به میزان 89/0 درصد تعیین شد. معیارهای ارزیابی روش های PCR و MLR بیانگر توانایی روش PCA برای برآورد تابش خورشیدی است.
    کلید واژگان: تابش خورشیدی، آنالیز مولفه های اصلی، عامل تورم واریانس، رگرسیون چند متغیره، یزد
    Somayeh Soltani-Gerdefaramarzi *
    Solar radiation reaching the earth's surface is one of the most important variables used in solar energy projects, hydrological modeling, evaporation and transpiration, meteorology and agriculture. In this research, the functionality of principal component analysis and linear multivariate regression was investigated in predicting the amount of solar radiation in Yazd station between 2010 to 2014 and 2015 to 2021. Variables of average temperature, minimum temperature, maximum temperature, hours of sunshine, relative humidity and solar radiation are received from the Meteorological Organization on a daily basis and variables of extraterrestrial solar radiation, relative distance from the earth to the sun, solar inclination angle and maximum hours of sunshine are calculated with the existing relations and was chosen as input of Principal component analysis method. The correlation of these parameters with the amount of solar radiation shows the presence of a significant positive relationship at the level of 1% between the amount of solar radiation and extraterrestrial radiation, the ratio of sunny hours, the average temperature and the relative distance from the earth to the sun, and with the solar inclination angle at the level of 5% and was observed a significant negative correlation at the level of 1% with relative humidity values. The results of the analysis of the main components showed that the first two components can be selected as the main components according to the eigenvalues of the parameters and the percentage of variance. The correlation coefficient of the first and second components with solar radiation was 0.893 and -0.168, respectively, and as a result, the first component has a higher correlation with the amount of solar radiation than the second component. The rotated value of loading in the first component shows that the minimum temperature, maximum temperature, average temperature and relative humidity are more correlated with solar radiation and the correlation of other factors (extraterrestrial radiation, solar inclination angle and relative distance from the earth to the sun and the ratio of sunny hours) is low in this component. Investigating the relationship between solar radiation and the values of the main components obtained from PC1 and PC2 using multivariate linear regression showed that the effect of meteorological parameters on solar radiation is significant (p < 0.001) and its R2 is was determined as 0.89%. The evaluation criteria of PCR and MLR methods show the ability of PCA method to estimate solar radiation.
    Keywords: Multivariate Regression, principal components analysis, Solar Radiation, VIF.Yazd
  • داوود نیک کامی، محمد طهمورث*

    آگاهی از میزان فرسایش و تغییرات مکانی آن راه گشای مدیران و برنامه ریزان در امر مهم حفاظت آب و خاک در حوزه های آبخیز است. در پژوهش حاضر با هدف ارایه نقشه فرسایش آبی خاک از داده های دبی آب و رسوب 40 ایستگاه آب سنجی در منطقه البرز میانی و در دوره آماری بین سال های آبی 1361-1360 تا 1400-1399 استفاده شد. در ابتدا مهم ترین عوامل موثر بر فرسایش و رسوب دهی در زیرحوضه های مورد مطالعه شامل 30 ویژگی هیدرولوژیکی، فیزیوگرافیکی، ژیومورفولوژیکی، زمین-شناسی و خاک، اقلیمی، کاربری اراضی و پوشش گیاهی به عنوان متغیرهای مستقل و دو ویژگی رسوب دهی کل و رسوب دهی ویژه به عنوان متغیرهای وابسته مشخص شد. با استفاده از روش های تجزیه و تحلیل عاملی و تحلیل مولفه های اصلی، مهمترین خصوصیات حوضه ها موثر در رسوب دهی مشخص شد. در مرحله بعد حوضه های منطقه مطالعاتی براساس ویژگی های منتخب و انجام تحلیل خوشه ای به شش گروه همگن تقسیم و با استفاده از رگرسیون چندمتغیره به روش گام به گام اقدام به مدل سازی بین رسوب دهی ویژه و خصوصیات حوضه ها شد. با توجه به مدل های رگرسیونی انتخابی مشخص می شود که مقدار رسوب دهی ویژه در منطقه البرز میانی به پنج عامل مساحت اراضی کشاورزی (دیم، آبی و باغات)، مساحت زیرحوضه ها، مجموع مساحت سازندهای حساس به فرسایش و کواترنر، دبی متوسط سالیانه و ضریب فرم حوضه بستگی دارد که این پنج عامل 92 درصد تغییرات تولید رسوب زیرحوضه های انتخابی را کنترل می کنند. سپس با در نظر گرفتن ضریب انتقال رسوب زیرحوضه ها میزان فرسایش خاک تعیین و نقشه فرسایش خاک برای منطقه البرز میانی ترسیم شد. نتایج نشان داد که میانگین رسوب دهی و میزان متوسط وزنی فرسایش خاک در منطقه مطالعاتی به ترتیب 84/3 و 56/13 تن در هکتار در سال بوده و عوامل موثر بر فرسایش و رسوب منطقه البرز میانی را می توان به سه گروه تغییر کاربری اراضی به واسطه فعالیت های انسانی، زمین شناسی و فیزیوگرافی تقسیم بندی کرد.

    کلید واژگان: حفاظت خاک، رسوب دهی، رگرسیون چندمتغیره، مدل سازی، فرسایش خاک
    Davood Nikkami, Mohammad Tahmoures *

    Awareness of erosion and its spatial changes is a guide for managers and planners in the important matter of water and soil protection in watersheds. In the present study water flow and sediment data of 40 hydrometric stations in the Middle Alborz region and in the statistical period between the wateAwareness of erosion and its spatial changes is a guide for managers and planners in the important matter of water and soil protection in watersheds. In the present study, with the aim of presenting a map of soil water erosion, water flow and sediment data of 40 hydrometric stations in the Middle Alborz region and in the statistical period between the water years of 1980-1981 to 2020-2021 were used. First, the most important factors affecting erosion and sedimentation in the studied sub-basins including 30 hydrological, physiographic, geomorphological, geological and soil characteristics, climate, land use and vegetation as independent variables and two sediment characteristics; including total yield and specific deposition as dependent variables were identified. Using factor analysis and principal component analysis methods, the most important characteristics of effective basins in sedimentation were identified. In the next stage, the study area basins are divided into six homogeneous groups based on selected characteristics and cluster analysis and multivariate regression stepwise method was used to model between specific sedimentation and basin characteristics. According to the selected regression models, it is determined that the amount of special sediment in the Middle Alborz region to five factors of agricultural land area (rainfed, irrigated and orchards), the area of sub-basins, the total area of erosion-sensitive and Quaternary structures, the average annual discharge and the form factor of the basin depend on the fact that these five factors control 92% of the sediment production changes in the selected sub-basins. Then, considering the sediment transfer coefficient of the sub-basins, the amount of soil erosion was determined and the soil erosion map was drawn for the Middle Alborz region. The results showed that the average sedimentation rate and the average weight of soil erosion in the study area were 3.84 and 13.56 tons per hectare per year, respectively. In general, the factors affecting erosion and sedimentation of the Middle Alborz region can be divided into three groups: land use change due to human activities, geology and physiography.r years 1980-1981 to 2020-2021 were used. First, the most important factors include 30 hydrological, physiographic, geomorphological, geological and soil characteristics climate land use and vegetation as independent variables and two sediment characteristics. The most important characteristics of effective basins in sedimentation were identified. In the next stage, the study area basins are divided into six homogeneous groups based on selected characteristics and cluster analysis and using multivariate regression by stepwise method to model between specific sedimentation and basin characteristics. According to the selected regression models, it is determined that the amount of special sediment in the Middle Alborz region to five factors of agricultural land area (rainfed, irrigated and orchards), the area of sub-basins, the total area of erosion-sensitive and Quaternary structures, The average annual discharge and the form factor of the basin depend on the fact that these five factors control 92% of the sediment production changes in the selected sub-basins. Then, considering the sediment transfer coefficient of the sub-basins, the amount of soil erosion was determined and the soil erosion map was drawn for the Middle Alborz region. The results showed that the average sedimentation rate and the average weight of soil erosion in the study area were 3.84 and 13.56 tons per hectare per year, respectively. In general, the factors affecting erosion and sedimentation of the Middle Alborz region can be divided into three groups: land use change due to human activities, geology and physiography.

    Keywords: soil conservation, Sediment yield, multivariate regression, modeling, Soil erosion
  • مهدی درخشان نیا، مهدی قمشی، سید سعید اسلامیان*، سید محمود کاشفی پور
    مقدمه

    جریان غلیظ یکی از مهمترین عوامل در فرآیند رسوب گذاری سدها می باشد. افزایش رسوب در نزدیک دیواره سد، ظرفیت ذخیره سازی آن را کاهش داده و چالش های قابل ت وجهی را برای مهندسین مربوطه ایجاد می کند. بنابراین درک پویایی سیالات غلیظ و الگوهای رسوبی مرتبط جهت مدیریت مخزن سدها بسیار کارآمد است.

    روش

    هدف از این تحقیق ایجاد یک مدل هوشمند با تطابق مناسب با داده های آزمایشگاهی بوده تا بتوان از آن در طرح های آتی با متغیرهای متفاوت نیز استفاده نمود. براین اساس در این تحقیق درصد کاهش هد جریان غلیظ نمکی تحت تاثیر موانع نفوذپذیر ذوزنقه ای شکل (سنگ دانه ها با قطر 1 سانتیمتر)، با در نظر گرفتن متغیرهایی همچون دبی، شیب، غلظت و ارتفاع موانع به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت، سپس براساس نتایج حاصله اقدام به مدل سازی هد جریان غلیظ نمکی با روش شبکه عصبی مصنوعی پیش خور و روش کلاسیک رگرسیون چند متغیره شد و کارکرد این دو روش مورد مقایسه قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که روش هوشمند شبکه عصبی مصنوعی پیش خور در مدل سازی درصد کاهش هد جریان غلیظ نمکی نسبت به روش رگسیون چند متغیره برتری قابل توجهی دارد به گونه ای که مقادیر رگسیون آموزش، واسنجی و تست به ترتیب 99/0، 0.98 و 98/0 برای شبکه عصبی و 92/0، 0.91 و 91/0 برای رگسیون چند متغیره بدست آمد.

    نتیجه گیری

    عملکرد شبکه عصبی مصنوعی نسبت به روش رگسیون چند متغیره کارایی بسیار بهتری دارد.

    کلید واژگان: جریان غلیظ، رسوب گذاری، درصد کاهش هد، شبکه عصبی پیش خور، رگرسیون چند متغیره
    Mehdi Derakhshannia, Mehdi Ghomeshi, Saied Saeid Eslamian *, Seyed Mahmood Kashefipour
    Introduction

    Density current is one of the most important factors in the sedimentation process of dams. Increased sediment will reduce dam storage capacity and makes significant challenges for relevant engineers. Therefore, understanding the dynamics of density fluids and related sediment patterns is very efficient for dam reservoir management.

    Methods

    The purpose of this study was to create an intelligent model with appropriate adaptation to laboratory data so that, it can be used in future designs with different variables. Therefore, in this study, the percentage of reduction of density salt current head under the influence of trapezoidal permeable obstacles (aggregates with a diameter of 1 cm), taking into account variables such as discharge, slope, concentration and height of obstacles in laboratory.

    Findings

    Based on the results, the density salt current head was modeled using the artificial neural network feed-forward method and the classical multivariate regression method, and the performance of these two methods was compared. The results showed that the intelligent feed neural network intelligent method in modeling the percentage reduction of density salt current head is significantly superior to the multivariate regression method so that the training, calibration and test regression values ​​ are 0.99, 0.98 and 0.98 were obtained for neural network and 0.92, 0.91 and 0.91 for multivariate regression, respectively.

    Conclusion

    The performance of the artificial neural network is much better than the multivariate regression method.

    Keywords: density current, sedimentation, Head reduction percentage, Feed Forward neural network, Multivariate regression
  • محمدجواد زارعیان*

    این پژوهش به منظور بررسی عوامل اصلی اثرگذار بر نوسانات سطح آب زیرزمینی در دشت نجف آباد انجام گرفته است. جهت انجام این تحلیل، بازه زمانی 10ساله سال های 2004 تا 2014 در نظر گرفته شد و نوسانات دما، بارش، تغییرات دبی رودخانه بین دو مقطع ابتدا و انتهای محدوده مطالعاتی، تغییرات بهره برداری از آب زیرزمینی و تغییرات جریان آب در شبکه های آبیاری و زهکشی بررسی گردید. جهت برقراری ارتباط میان هر کدام از مولفه های ذکرشده با تغییرات تراز آب زیرزمینی در محدوده مطالعاتی، دو دسته بندی کلی برای تعیین هیدروگراف واحد آب زیرزمینی در نظر گرفته شد. در دسته بندی اول، هیدروگراف واحد آب زیرزمینی برای کل چاه های مشاهده ای در محدوده مطالعاتی تهیه شد. در دسته بندی دوم نیز این هیدروگراف برای چاه های مشاهده ای اطراف رودخانه تهیه گردید. سپس با استفاده از آنالیز رگرسیون چند متغیره در قالب نرم افزار SAS، بهترین ارتباط بین این مولفه ها با تغییرات تراز آب زیرزمینی تعیین شد. نتایج نشان داد که در حالتی که تغییرات هیدروگراف آب زیرزمینی در گروه اول مدنظر قرار داشته باشد، تغییرات برداشت آب زیرزمینی با سهم 36.19 درصد، بیشترین تاثیر را بر تغییرات تراز آب زیرزمینی داشته است. پس از آن تغییرات جریان در رودخانه با سهم 28.60 درصد، متغیر اثرگذار مهم خواهد بود. از طرف دیگر، زمانی که هیدروگراف واحد تراز آب زیرزمینی برای گروه دوم در نظر گرفته شود، تغییرات جریان در رودخانه با سهم 34.64 درصد بیشترین اثر را بر تغییرات تراز آب زیرزمینی خواهد داشت و سهم پمپاژ آب به 28.53 خواهد رسید.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی، تحلیل حساسیت، رگرسیون چندمتغیره، نجف آباد
    MohammadJavad Zareian *

    This study was conducted to investigate the main factors affecting groundwater level fluctuations in the Najafabad plain. For this analysis, the 10-year period from 2004 to 2014 was considered and changes in temperature, precipitation, in river discharge between the beginning and end of the study area, groundwater withdrawal and in water flow in irrigation and drainage networks, were analyzed. In order to establish the relationship between each of the mentioned components with the changes in groundwater level in the study area, two general classifications were considered to determine the groundwater unit hydrograph. In the first classification, a groundwater unit hydrograph was prepared for all observation wells in the study area. In the second category, this hydrograph was prepared for observation wells around the river. Then, using multivariate regression analysis in SAS software, the best relationship between these components with changes in groundwater level was determined. Results showed that if the changes of groundwater unit hydrograph level are considered in the first group, changes in groundwater withdrawal with a share of 36.19%, had the maximum impact on changes in groundwater level. After that, the changes in the river flow with a share of 28.60%, had the greatest share in groundwater fluctuations. On the other hand, when the groundwater unit hydrograph is considered for the second group, changes in flow in the river with a share of 34.64% will have the maximum effect on changes in groundwater level and the share of groundwater withdrawal will reach to 28.53.

    Keywords: Groundwater, multivariate regression, Najafabad, Sensitivity analysis
  • حمزه سعیدیان*، حمیدرضا مرادی

    در ابتدای تبدیل بارش به رواناب، مقداری از بارش به وسیله خاک جذب شده یا به اعماق زمین نفوذ می کند و باقیمانده تبدیل به رواناب سطحی می شود با تعیین آستانه همزمان رواناب و فرسایش می توان به مدیریت صحیح حوزه های آبخیز کمک شایانی کرد. در این تحقیق به منظور تعیین شروع همزمان آستانه رواناب و فرسایش با استفاده از مولفه های مختلف فرسایش در کاربری های مختلف سازند گچساران، بخشی از حوزه آبخیز کوه گچ شهرستان ایذه با مساحت 1202 هکتار انتخاب گردید. در این تحقیق تعیین رابطه بین شروع همزمان آستانه رواناب و فرسایش و مولفه های مختلف فرسایش مانند میزان نفوذپذیری خاک و مقدار رسوب و میزان رواناب در کاربری های مختلف سازند گچساران به کمک رگرسیون چند متغیره انجام گرفت. سپس نمونه برداری مولفه های مختلف فرسایش در 6 نقطه و با 3 تکرار و در شدت های مختلف بارش 75/0، 1 و 25/1 میلی متر در دقیقه در سه کاربری مرتع، منطقه مسکونی و اراضی کشاورزی به کمک دستگاه شبیه ساز باران انجام شد. به منظور انجام تحلیل های آماری از نرم افزار SPSS و EXCEL استفاده گردید. نتایج نشان داد که در تخمین شروع آستانه رواناب و فرسایش در هر سه کاربری، مقدار رسوب و سپس میزان نفوذپذیری خاک بیشترین اثر گذاری مثبت و منفی را داشته اند و مقدار رواناب هیچ نقشی در مدل سازی نداشته است. اثر گذاری مثبت مقدار رسوب به طور کلی در میزان شروع رواناب و رسوب پنج مورد و اثر گذاری منفی آن نیز در سه مورد می باشد و اثر گذاری مثبت مقدار نفوذپذیری خاک در مدل سازی به طور کلی در میزان شروع رواناب و رسوب سه مورد و اثر گذاری منفی آن نیز در سه مورد می باشد.

    کلید واژگان: آستانه رواناب و رسوب، رگرسیون چند متغیره، شبیه ساز باران، کاربری اراضی، نفوذ
    HaMzeh Saeediyan *, Hamidreza Moradi

    At the beginning of the conversion of precipitation into runoff, some of the precipitation is absorbed by the soil or penetrates deep into the earth and the rest becomes surface runoff. By determining the runoff and erosion simultaneous threshold can help to watersheds proper management. In this study, in order to determine the runoff and erosion simultaneous threshold using erosion different components in different land uses of Gachsaran Formation, a part of the Kuhe Gach watershed of the Izeh city with an area of 1202 hectares was selected. In this study, the relationship between the runoff and erosion simultaneous threshold and erosion different components such as soil permeability and the amount of sediment and runoff in different land uses of Gachsaran Formation was done using multivariate regression. Then, sampling of erosion different components at 6 points with three replicates and at different rainfall intensities of 0.75, 1 and 1.25 mm in min, in 3 land uses of the range, residential area and agricultural lands with the help of the device rain simulator was performed. SPSS and EXCEL software were used for statistical analysis. The results showed that in estimating the runoff and erosion threshold in all three-land uses, the amount of sediment and then the degree of soil permeability had the most positive and negative effects and the amount of runoff had no role in modeling. The positive effect of the amount of sediment in general on the runoff and erosion threshold in five cases and its negative effect in three cases and the positive effect of soil permeability in modeling in general on the runoff and erosion threshold in three cases and affecting its negative is three cases.

    Keywords: Runoff, sediment threshold, Multivariate Regression, Rain simulator, land use, Infiltration
  • کورش شیرانی*

    شناسایی مناطق حساس و مستعد فرسایش خندقی با استفاده از مدل‏ های آماری و همچنین استفاده حداکثری از داده‏ ها و اطلاعات موجود با صرف هزینه و زمان کم‏تر و دسترسی ‏به ‏‏دقت بیش‏تر از اهمیت ویژه‏ای برخوردار می‏باشد. هدف این پژوهش تعیین مناطق حساس به فرسایش خندقی و تهیه نقشه حساسیت نسبت به آن با استفاده از ‏داده‏ کاوی‏‏ روش‏ های آماری دو متغیره دمپسترشفر و چندمتغیره خطی و تلفیق آن‏ها به منظور ارتقاء قابلیت‏ ها و مرتفع نمودن معایب آن‏ها در حوزه آبخیز سمیرم در جنوب استان اصفهان می‏باشد. بدین منظور با استفاده از نقشه پراکنش مکانی 156 ‏خندق‏ و14 پارامتر موثر در رخداد ‏خندق، مقادیر شاخص ضریب تحمل (TOL) و فاکتور تورم واریانس (VIF) آزمون هم‏خطی چندگانه (Multicollinearity) عوامل موثر تعیین شدند. مدل سازی و اعتبارسنجی به ترتیب با استفاده از نسبت 70 و 30 درصد ‏خندق‏ های شناسایی شده انجام شد. نقشه ‏های حساسیت تهیه شده به 5 طبقه حساسیت خیلی کم تا خیلی زیاد تقسیم شدند. شاخص سطح سلول هسته (SCAI) و سطح زیر منحنی ویژگی عملگر گیرنده (AUC-ROC) به ‏ترتیب به‏ منظور تعیین آستانه‏ های طبقات و اعتبارسنجی نقشه‏ های پهنه‏ بندی حساسیت مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج روش رگرسیون چند متغیره نشان داد که پارامترهای کاربری اراضی، شیب و فاصله از آبراهه بیش ترین تاثیر را در رخداد ‏خندق داشته ‏اند. مدل تلفیقی با AUC-ROC معادل 0/942، نسبت به مدل‏ های نظریه شواهد دمپسترشفر (0/924) و رگرسیون چند متغیره (0/864) از دقت بیش‏تری برخوردار می‏باشد. همچنین مقدار SCAI در مدل ‏تلفیقی‏‏ از رده های حساسیت خیلی کم به خیلی زیاد دارای روند نزولی می‏باشد که بیانگر تفکیک مناسب رده بندی حساسیت در این مدل می‏ باشد.

    کلید واژگان: پهنه بندی، حساسیت، حوضه پایاب سمیرم، خندق، رگرسیون چندمتغیره، دمپسترشفر، عدم قطعیت
    K. Shirani*

    Delineation of gully erosion susceptible areas by using statistical models, as well as optimum usage of existing data and information with the least time and cost and more precision, is important. The main objective of this study is to determine the areas accuracy to gully erosion and susceptibility mapping by using data mining of the bivariate Dempster-Shafer, linear multivariate statistical methods and their integration in Semirom watershed, southern Isfahan province. First, the geographical location of a total of 156 randomly gullies were mapped using preliminary reports, satellite imagery interpretation and field survey. In the next step, 14 conditioning parameters of the gullies in the study area were selected including the topographic, geomorphometric, environmental, and hydrologic parameters using the regional environmental characteristics and the multicollinearity test for modeling. Then, the Dempster-Shafer statistical, linear regression, and ensembled methods were developed using 70% of the identified gullies and 14 effective parameters as dependent and independent variables, respectively. The remaining 30% of the gully distribution dataset were used for validation. The results of the multivariate regression model showed that land use, slope and distance to drainage network parameters have the most significant relation to gully occurrence. The gully erosion susceptibility maps were prepared by individual and ensemble methods and they were divided to 5 classes of very low to very high rate. The area under the curve (AUC) of the receiver operating characteristic (ROC) curve was used to validate gully erosion susceptibly maps. The verification results showed that the AUC of ensemble method (0.948) is higher than Dempster-Shafer (0.924) and Multivariate regression (0.864) methods. Also, the the seed core area index (SCAI) value of the ensembled model from very low to very high susceptible classes have a decreasing trend that indicating a proper separation of susceptible classes by this model.

    Keywords: Zonation, Susceptibility, Semirom riffle, Gully, Multivariate regression, Dempster-Shafer, Uncertainty
  • یاسر حسینی*، مجید رئوف، فردین نظری گیگلو
    سابقه و هدف

    ارزیابی هر دستگاه آبیاری و تحلیل کارایی قابل اندازه گیری آن دستگاه در شرایط واقعی، یک ابزار مدیریتی است که به استفاده کننده دستگاه امکان می دهد تا بتواند از آنچه که در دسترس دارد به بهترین شکل ممکن استفاده نماید. ازآنجاکه نواحی مختلف ایران دارای آب وهوای خشک و نیمه خشک می باشد، به دست آوردن میزان واقعی تلفات تبخیر و باد بردگی و همچنین استفاده بهینه از آب، در راستای مدیریت پایدار منابع آب از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. از طرفی برآورد تلفات تبخیر و باد بردگی توسط مدل های ارایه شده در شرایط اقلیمی مختلف، نتایج متفاوتی را در بر داشته و ارایه مدل مرجع امکان پذیر نیست، لذا هدف از این تحقیق بررسی پارامترهای موثر اقلیمی بر تلفات تبخیر و بادبردگی سامانه عقربه ای و ارایه مدلی بهینه با استفاده از رگرسیون چند متغیره در منطقه مورد مطالعه می باشد.

    مواد و روش ها

    این تحقیق در استان اردبیل و در شهرستان پارس آباد و در بخش شش کشت و صنعت مغان، در سرعت های باد 0-3،3-6 (متر بر ثانیه) و در سه تکرار انجام شد. آزمایشات بر روی دو سیستم عقربه ای موجود در بخش 5 و 6 کشت و صنعت مغان (1-4-6 و 1-8-6) انجام شد که دو تیمار طرح را شامل گردید. ارتفاع متوسط این منطقه از سطح دریا 32 متر می باشد. برای انجام آزمایش، دو ردیف قوطی با زاویه 3 نسبت به یکدیگر در مسیر شعاعی و به مرکزیت سامانه عقربه ای با فاصله 10 متر از هم قرار گرفتند. آبپاش بکار رفته در این تحقیق آبپاش مدل F33AS 11/64 با قطر پاشش 26متر بود و فشار کارکرد آبپاش ها در حدود 45/4 بار بود.

    یافته ها

    نتایج نشان داد راندمان سامانه در سرعت باد 0 تا 3 و 3 تا 6 به ترتیب برابر 47/89 و 47/84 درصد بوده و عوامل موثردر تلفات تبخیر و باد بردگی، شامل سرعت باد، درجه حرارت، رطوبت نسبی، قطر نازل و کمبود فشار بخار اشباع میباشد. بر اساس نتایج به دست آمده در سسامانه عقربه ای، عامل باد بیشترین تاثیر و کمبود فشار بخار اشباع کمترین تاثیر را بر تلفات تبخیر و باد بردگی داشته است. همچنین معادله تلفات تبخیر و بادبردگی با شرایط جوی منطقه به دست آمد، که دارای بهترین برازش با مقادیر اندازه گیری شده بود. نتایج نشان داد، اختلاف میانگین مقادیر مدل شده و مشاهداتی در سطح اعتماد یکدرصد معنیدار نمی باشد. علاوه بر این، میزان تلفات تبخیر و باد بردگی اندازه گیری شده بین 7 تا 18 درصد و مدل سازی شده بین 10 تا 18 درصد متغیر می باشد.

    نتیجه گیری

    نتایج ارتباط مستقیم تلفات و بادبردگی را با سرعت باد در منطقه نشان داد. به طوری که در سرعت باد کمتر از 3 متر بر ثانیه پارامترهای ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع و راندمان های پتانسیل و واقعی ربع پایین در محدوده مناسبی قرارگرفته و در سرعت های متوسط و زیاد باد، پارامترهای ارزیابی آن در محدوده مطلوبی قرار نمی گیرد و این نشان دهنده اهمیت طراحی سامانه عقربه ای در مناطق باد خیز می باشد.

    کلید واژگان: تلفات تبخیر و باد بردگی، راندمان، سرعت باد، رگرسیون چند متغیره
    Yaser Hoseini *, Majid Raoof, Fardin Nazari-Gigloo
    Background and Objectives

    Evaluation of irrigation systems consists of analyzing the measurable performance of the system in operation conditions, is a management tool that allows the system users to make the best use of the irrigation systems. Since various regions in Iran have arid and semi-arid climates, obtaining the actual wind drift and evaporation losses and also making optimized use of water towards sustainable water resources management has a great importance. Since estimation of evaporation and wind losses that has been presented in different climatic conditions has different results, and it is not possible to present a reference model, so the purpose of this study is to investigate the effective climatic parameters on evaporation and wind losses of the Center Pivot system and to present an optimal model using multivariate regression in the study area.

    Materials and Methods

    This research has been carried out in the city of Pars-Abad in Ardabil province. The study was conducted in Part of the Moghan Agro-Industrial Complex, at wind speeds of 0-3 and 3-6 meters per second with three replications. Experiments were performed on two Center Pivot Irrigation System in sections 5 and 6 of Moghan Agro-Industrial Complex (1-4-6 and 1-8-6), which included two design treatments. The average altitude of this area is 32 meters above the sea.

    Results

    Results indicated that the efficiencies of the system at wind speeds of 0-3, 3-6 meters per second were 89.47, 84.47 percent, respectively, and wind speed, temperature, relative humidity, nozzle diameter, and vapor pressure deficit (saturation deficit) were among the factors that influenced wind drift and evaporation losses. Base on the results, the wind factor had the most and vapor pressure deficit had the least effect on wind drift and evaporation losses. Also, the equation of wind drift and evaporation losses was also obtained with the atmospheric conditions of the region, which had the best fit with the measured values. Results shown that the difference between results of the model and observed data was not significant in 1% level of confidence. Moreover, the measured and the modeled percentages obtained for wind drift and evaporation losses varied from 7 to 18 and from 10 to 18 percent, respectively.

    Conclusion

    The results show a direct relationship between the evaporation and wind losses with wind speed in the region. So that at wind speeds of less than 3 m/s the parameters of Coefficient of Uniformity, Distribution Uniformity and potential and Application Efficiency of the low quarter are in the appropriate range, and at medium and high wind speeds, evaluation parameters are not in the desired range, it is indicating the importance of center pivot system design in windy regions.

    Materials and Methods

    This research has been carried out in the city of Pars-Abad in Ardabil province. The study was conducted in Part of the Moghan Agro-Industrial Complex Province at wind speeds of 0-3 and 3-6 meters per second with three replications. For the experiment, two rows of cans at an angle of 3 ͦ were positioned radially along the center of the centripivot system 10 m apart. The sprayer used in this study was F33AS 11/64˝ with 26 m of spraying diameter and operating pressure of the sprinklers varied from about 2 to 2.5 bars.

    Results

    Results indicated that the efficiencies of the system at wind speeds of 0-3, 3-6 meters per second were 89.47, 84.47 percent, respectively, and wind speed, temperature, relative humidity, nozzle diameter, and vapor pressure deficit (saturation deficit) were among the factors that influenced wind drift and evaporation losses.

    Keywords: Efficiency, multivariate regression, Wind Drift, Evaporation Losses, Wind speed
  • رسول میرخانی، علیرضا واعظی*، حامد رضایی

    عملکرد گندم تحت تاثیر عوامل مختلف از جمله اقلیم، شیوه های مدیریت زمین و ویژگی های خاک است. بررسی روابط بین عملکرد گندم و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک مهم است. در این مطالعه، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی (30-0 سانتی متر) و عملکرد محصول گندم در 34 مزرعه ی کشت گندم در اراضی زراعی شهرستان نظرآباد استان البرز در سال زراعی 1397 تعیین شد. تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) جهت انتخاب داده های موثر بر عملکرد گندم و رگرسیون چند متغیره خطی برای تحلیل روابط بین عملکرد گندم و ویژگی های خاک مورد استفاده قرار گرفت و چهار معادله رگرسیونی استخراج شد. در معادله اول، از روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA)، در معادله دوم، از روش رگرسیون خطی به صورت گام به گام، در معادله سوم، از روش بالاترین همبستگی و در معادله چهارم، از تمام ویژگی های اندازه گیری شده استفاده شد. ارزیابی معادله ها با استفاده از آماره های میانگین هندسی نسبت خطا (GMER)، انحراف استاندارد هندسی نسبت خطا (GSDER)، جذر میانگین مربعات باقیمانده نرمال شده (NRMSE) و ضریب تبیین (R2) انجام شد. نتایج نشان داد که عملکرد گندم در منطقه از 2750 تا 10500 کیلوگرم در هکتار متغیر است و معادله ارایه شده با استفاده از مقادیر رس، فسفر قابل استفاده، مس، تخلخل، کربنات کلسیم معادل و واکنش خاک به ترتیب با مقادیر GMER، GSDER، NRMSE و R2 برابر 99/0، 19/1، 17/0 و 64/0، مناسب ترین معادله برای تعیین عملکرد گندم در منطقه تشخیص داده شد. لذا در مناطقی با شرایط اقلیمی و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک مشابه منطقه مورد مطالعه می توان بر اساس معادله پیشنهادی عملکرد گندم را در حد قابل قبول برآورد کرد.

    کلید واژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، رگرسیون چند متغیره، عملکرد گندم، نظرآباد
    Rasoul Mirkhani, Ali Reza Vaezi *, HAMED REZAEI

    The yield of Wheat is influenced by various factors including climate, land management practices and soil properties. It is important to investigate the relations between soil physical and chemical properties and the yield of wheat. In this study, the physical and chemical properties of the soil top layer (0-30 cm) and the yield of Wheat were determined in 34 wheat fields of Nazarabad region in Alborz province, during wheat crop year of 2018. Principal Component Analysis (PCA) was used to select the effective parameters on wheat yield and multivariate linear regression was applied to analyze the relationship between wheat yield and soil properties. Finally four regression equations were presented. Principal Component Analysis (PCA), stepwise linear regression, the highest correlation method and all the measured properties were used respectively to prepare four equations to estimate the Wheat yield. The evaluation of each equation was performed by Geometric Mean Error Ratio (GMER), Geometric Standard Deviation of the Error Ratio (GSDER), Normalized Root Mean Squared Error (NRMSE), and determination coefficient (R2). The results showed that wheat yield varies from 2750 to 10500 kg/ha in the region and the proposed equation using clay, Pava, Cu, porosity, calcium carbonate equivalent and pH with GMER, GSDER, NRMSE and R2 values of 0.99, 1.19, 0.17, and 0.64 respectively, is the most appropriate equation for determining of wheat yield. Therefore, in regions with climatic conditions and soil physical and chemical properties similar to the study area, the yield of wheat can be estimated with an acceptable level, based on the proposed equation.

    Keywords: Principal component analysis, multivariate regression, Wheat Yield, Nazarabad
  • علی حقی زاده، حسین یوسفی*، یزدان یاراحمدی، آرمان کیانی

    برف و رواناب ناشی از ذوب آن نقش اساسی در تامین منابع آب را دارا می باشد. در این پژوهش تاثیر تغییر اقلیم بر رواناب ناشی از ذوب برف در حوزه آبخیز سراب صیدعلی واقع در شمال استان لرستان مورد مطالعه قرار گرفت. در این مطالعه با استفاده از سطح پوشش برف استخراج شده از تصاویر ماهواره لندست 5 و 7 و داده های اقلیمی پیش بیتی شده توسط مدل گردش عمومی با استفاده از نرم افزار Lars-WG رواناب ناشی از ذوب برف تحت سه سناریو A1B،A2 وB2 در سال 2010 تا 2013 با استفاده از مدل SRM مورد شبیه سازی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی با استفاده از دو آماره ضریب تبیین و تفاضل حجمی مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار 87/0 برای ضریب تبیین و 62/3- برای تفاضل حجمی نشان از دقت مدل می دهد. سپس با استفاده از سه سناریوی مذکور پارامترهای اقلیمی برای سال های 2020 تا 2060 از طریق مدل گردش عمومی پیش بینی شد، سپس با استفاده از پارامترهای اقلیمی پیش بینی شده میزان پوشش برفی از طریق روابط رگرسیونی چند متغییره برای آینده برآورد گردید و به مدل SRM معرفی و شبیه سازی برای سال 2020 تا 2060 انجام گرفت. نتایج نشان داد که میانگین رواناب در ماه نوامبر تا می برای سه سناریو به ترتیب 3/4، 4/4 و 2/4 متر مکعب بر ثانیه می باشد اما میانگین دراز مدت دبی رواناب از سال 1980 تا 2013 برابر 07/6 مترمکعب می باشد که این کاهش حجم رواناب در آینده را می توان با کاهش پوشش برفی توجیه نمود.

    کلید واژگان: پارامترهای اقلیمی، پوشش برف، حجم رواناب، رگرسیونی چند متغیره
    Ali Haghizadeh, Hossein Yousefi *, Yazdan Yarahmadi, Arman Kiyani

    Snow and snow melt runoff have a major role to play in supplying water. In this study the impact of climate change on runoff caused by snowmelt was studied in Sarab Seyed Ali watershed in north of Lorestan province. In this study, using snow cover level extracted from Landsat 5 and 7 satellite images and climatic data predicted by general circulation model using Lars-WG software snowmelt runoff under three scenarios A1B, A2 and B2 in the year 2010 to 2013 was simulated using the SRM model. The simulation results were evaluated using two statistic including coefficient of determination and volume difference. The value of 0.87 for the coefficient of explanation and -3.62 for the volume difference indicates the accuracy of the model. Then, using these three scenarios, the climate parameters for 2020 to 2060 were predicted through general circulation model, then using the predicted climate parameters, the rate of snow cover was estimated through multivariate regression equations and was into to SRM model. the simulation was done for 2020 to 2060. The results showed that the average runoff in November to May for the three scenarios was 4.3, 4.4 and 4.2 m3/s respectively, while the long-time mean runoff from 1980 to 2013 was 6.07 m3. However, this decrease in future runoff volume can be justified by the reduction of snow cover.

    Keywords: Climatic parameters, multivariate regression, Runoff Volume, Snow Cover
  • مسعود پورغلام آمیجی*، محمد انصاری قوجقار، مجتبی خوشروش، عبدالمجید لیاقت

    در این پژوهش، از اطلاعات اقلیمی شامل: رطوبت نسبی، سرعت باد، دمای خاک و همچنین شوری اعماق مختلف خاک (پنج، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتی متر) مربوط به بازه زمانی ده ساله (2017-2008) با هدف بررسی روند ارتباط پارامترهای اقلیمی و نوسانات شوری خاک استفاده شد. برای این منظور، از داده های شوری خاک کشت برنج که قبلا اندازه گیری شده بود، استفاده شد. در هر فصل کشت برنج که دو فصل بود (انجام شده در یکی از نهالستان های استان البرز)، نوسانات شوری در اعماق مختلف خاک در دوره پنج تا هفت روز ثبت شد و شوری خاک مورد نیاز برای اهداف این پژوهش از آن به دست آمد. همچنین از آزمون هرست برای یافتن واریانس کافی داده ها جهت تحلیل روند سری های زمانی، و آزمون من-کندال، اسپیرمن و رگرسیون چند متغیره برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شد. نتایج نشان داد که تمامی پارامترهای مورد مطالعه با توجه به ضریب هرست بزرگتر از 5/0، از واریانس کافی جهت تحلیل روند سری های زمانی برخوردار هستند. نتایج بخش آزمون من-کندال و اسپیرمن نشان داد که در لایه های سطحی خاک (5 و 10 سانتی متر)، با گذشت از بازه ده ساله موردنظر، شوری خاک روند نزولی گرفته اما در لایه های عمیق (20، 30، 50 و 100 سانتی متر)، هر دو آزمون روند افزایشی و صعودی را داشته و عمق 50 و 100 سانتی متر، دارای روند افزایشی معنی دار در سطح 5 درصد بود. نتایج آزمون رگرسیون چند متغیره نشان داد که دمای عمق پنج سانتی متر و متوسط رطوبت نسبی هر کدام با 16 درصد و متوسط سرعت نسبی با 6 درصد به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر شوری عمق مذکور خاک داشتند. همچنین در چهار عمق از شش عمق موجود، دمای عمق پنج سانتی متر خاک بیشترین تاثیر را بر شوری اعماق مختلف خاک داشت. به عنوان یک نتیجه کلی باید گفت که در مناطقی که شرایط مطالعه حاضر را دارند، کاشت گیاهان با ریشه های سطحی امکانپذیر است زیرا نوسانات شوری در لایه های سطحی اندک بوده و خطری گیاه تحت کشت را تهدید نمی کند اما کشت گیاهان با ریشه های عمیق با محدودیت مواجه می باشد زیرا نوسانات شوری روند افزایشی داشته که باید تدابیری اندیشیده شود تا شوری خاک، اثر کاهشی بر عملکرد گیاه نگذارد.

    کلید واژگان: پارامترهای اقلیمی، رگرسیون چندمتغیره، عملکرد، من-کندال و اسپیرمن، نوسانات شوری
    M. Pourgholam, Amiji *, M. Ansari Ghojghar, M. Khoshravesh, A. Liaghat

    This research was used from climate information such as average humidity, average wind speed, soil temperature and salinity of different soil depths (5, 10, 20, 30, 50, and 100 centimeters) in 10 years (2008-2017). The purpose of this study was to investigate the relationship between climate parameters and soil salinity fluctuations. For this purpose, rice soil salinity data were used which were previously measured. In both seasons of rice cultivation (conducted in one of the nurseries of Alborz province), salinity fluctuations at different depths of soil were recorded over a period of five to seven days, and soil salinity required for the purposes of this study was obtained, and then with the required meteorological data, the research was done. Also, Hurst test to find enough variance of the data to analyze the time series trend, and Mann-Kendal, spearman, and multivariate regression tests were applied for data analysis. The results showed that all parameters of the study based on the Hurst coefficient bigger than 0.5, had a significant variance for time series analysis. The results of Mann-Kendal and spearman tests showed that in surface soil layers (5 and 10 cm) after 10 years period, the soil salinity had a descending trend. However, both tests had an increasing trend in deeper layers (20, 30, 50 and 100 cm) and at depths of 50 and 100 cm observed the significantly increasing trend at a 5% level. Result of the multivariate regression test illustrated that the temperature in depth of 5 cm and average relative humidity (each 16%) and average speed of 60% had the most and the least effect, respectively on the soil salinity in the mentioned soil depth. Also, in four depths of six depths, the temperature in depth of 5 cm was the most effect on soil salinity of different soil depths. As a general result, in areas where the conditions of this present study, cultivation of plants with surface roots is possible because salinity fluctuations in the surface layers are low and it does not pose a threat to the plant under cultivation but crop cultivation with deep roots is limited because salinity fluctuations is an increasing trend that should be addressed so that soil salinity does not have a detrimental effect on plant yield.

    Keywords: Climate Parameters, Man-Kendal, Spearman, Multivariate Regression, Salinity Variations, Yield
  • مجید رئوف، یاسر حسینی *، فردین نظری گیگلو
    مدیریت و استفاده بهینه از هر سیستمی نیازمند دانستن شرایط کاری سیستم بوده و استفاده بهینه با ارزیابی نحوه عملکرد آن سیستم میسر می گردد. از آنجا که نواحی مختلف ایران دارای آب وهوای خشک و نیمه خشک می باشد، به دست آوردن میزان واقعی تلفات تبخیر و باد بردگی و همچنین استفاده بهینه از آب، از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. هدف از این تحقیق ارزیابی سیستم آبیاری کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک و اندازه گیری تلفات تبخیر و بادبردگی در منطقه و ارائه مدلی بهینه با استفاده از رگرسیون چند متغیره در منطقه موردمطالعه می باشد. این تحقیق در استان اردبیل و در بخش پنج کشت و صنعت مغان، در سرعت های باد 0-3،3-6 و بیش از 6 متر بر ثانیه در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد، راندمان سیستم در سرعت باد 0 تا 3 و 3 تا 6 و 6 متر بر ثانیه به بالا به ترتیب برابر 82 و 66 و 43 درصد بوده و عوامل موثردر تلفات تبخیر و باد بردگی، شامل سرعت باد، درجه حرارت، رطوبت نسبی، قطر نازل و کمبود فشار بخار اشباع می باشد. بر اساس نتایج به دست آمده در آبپاش مدل ADF 25 عامل باد بیش ترین تاثیر و کمبود فشار بخار اشباع کمترین تاثیر را بر تلفات تبخیر و باد بردگی داشته است. همچنین معادله تلفات تبخیر و باد بردگی با شرایط جوی منطقه طبق رابطه به دست آمد، که بهترین برازش را با مقدار اندازه گیری شده نشان داد. و اختلاف میانگین مقادیر مدل شده و مشاهداتی در سطح اعتماد یک درصد معنی دار نگردید. همچنین میزان تلفات تبخیر و باد بردگی اندازه گیری شده بین 6 تا 34 درصد و مدل سازی شده بین 11 تا 35 درصد متغیر بود.
    کلید واژگان: تلفات تبخیر و باد بردگی، راندمان، سرعت باد، رگرسیون چند متغیره
    Majid Raoof, Yaser Hoseini *, Fardin Nazari-Gigloo
    Optimized management and utilization of any system requires knowing the working conditions of the system, and optimized utilization becomes possible by evaluating the way the system works. Since various regions in Iran have arid and semi-arid climates, obtaining the actual wind drift and evaporation losses and also making optimized use of water has a great importannce. The present research intended to evaluate a classic semi-permanent sprinkler, to measure wind drift and evaporation losses, and to introduce an optimized model by using multivariate regression for the study region. The study was conducted in Part of the Moghan agro-industrial complex in Ardabil province at wind speeds of 0-3 and 3-6 and higher than 6 meters per second with three replications. Results in ADF 25º nozzle sprinkler model indicated that the efficiencies of the system at wind speeds of 0-3, 3-6, and higher than 6 meters per second were 82, 66, and 43 percent, respectively, and wind speed, temperature, relative humidity, nozzle diameter, and vapor pressure deficit (saturation deficit) were among the factors that influenced wind drift and evaporation losses. The wind factor had the most and vapor pressure deficit the least effect on wind drift and evaporation losses. Furthermore, the equation of the best fit line to the measured values for wind drift and evaporation losses under the prevailing atmospheric conditions in the region was as follows and the difference between results of the model and observed data was not significant in 1% level of confidence. Moreover, the measured and the modeled percentages obtained for wind drift and evaporation losses varied from 6 to 34 and from 11to 35 percent, respectively.
    Keywords: efficiency, multivariate regression, wind drift, evaporation losses, wind speed
  • امیر ناصرین *، سید محمد سعید موسوی
    امنیت غذایی به تولید محصولات اساسی کشاورزی از جمله گندم بستگی دارد. در کشت گندم به صورت دیم، پارامترهای اقلیمی همچون دما و بارش تاثیر زیادی بر میزان تولید دارند. در این پژوهش به منظور تعیین توابع اقلیمی در شمال خوزستان از آمار چندساله پارامترهای هواشناسی و نیز عملکرد گندم دیم در شهرستان های دزفول، شوشتر، اندیمشک و مسجدسلیمان استفاده شد. برای تعیین میزان تاثیر پارامترهای مختلف هواشناسی بر عملکرد گندم از روش رگرسیون خطی در مقیاس محلی و منطقه ای استفاده شد. نتایج نشان داد که برای تخمین میزان محصول گندم دیم در شمال خوزستان، مدل های محلی نسبت به مدل منطقه ای به داده های کمتری نیاز دارند. اما، مدل های منطقه ای نسبت به مدل های محلی شهرستان های مختلف دقت کمتری داشتند. همچنین، تحلیل حساسیت انجام شده نشان داد که میانگین دمای حداکثر و بارش در ماه های فصل زمستان نسبت به سایر عوامل اقلیمی حساسیت بیشتری دارند. به علاوه، با افزایش بارش در منطقه میزان محصول افزایش داشت. اما، بهره وری بارش در منطقه در سال های مختلف نوسانات زیادی بین 07/0 تا 39/0 کیلوگرم بر متر مکعب بارش داشت. این موضوع لزوم توجه به سایر عوامل مانند عوامل زراعی برای افزایش بهره وری را نشان می دهد.
    کلید واژگان: بهره وری بارش، تحلیل حساسیت، دما، رگرسیون چند متغیره، ساعات آفتابی
    Amir Naserin *, Seyed Mohammad Saeed Mousavi
    Food security depends on production of basic agricultural crops such as wheat. In rain-fed wheat cultivation, climatic parameters such as temperature and rainfall have much effect on the wheat production. In this research, multi-year meteorological parameters and rain-fed wheat production data of Dezful, Shooshtar, Andimeshk and Masjed-Soleiman counties were used to determine the climatic model production at north of Khouzestan province. To estimate the amount of the effect of different meteorological factors on wheat yield, the linear regression methods at the local and regional scales were used. The findings showed that for estimation of wheat yield, local models need less data model than the regional ones. However, in comparison the local models had more accuracy than the regional model. Also, sensitivity analysis showed that, the mean of maximum temperature and that of precipitation of winter months were most sensitive parameters on wheat yield. In addition, wheat yield increases by the increase in the rain fall. But, rainwater productivity has had wide fluctuation between 0.07 to 0.39 kg/m3 in various years in the region. This shows that more attention should be paid to other factors such as farming factors for increasing rainwater productivity.
    Keywords: Analysis Sensitivity, Multivariate Regression, Rain Water Productivity, Sunshine-Duration, Temperature
  • خلیل قربانی*، زهرا نعیمی کلورزی، میثم سالاری جزی، امیراحمد دهقانی
    سابقه و هدف
    برآورد دبی در حوضه های آبریز با داده های آماری محدود، همواره مورد توجه پژوهش گران خصوصا در کشور های در حال توسعه می باشد. در بسیاری از موارد، داده های مشاهداتی دبی یا در دسترس نبوده و یا از لحاظ کیفیت و کمیت کافی نیستند. این عامل طرح های مدیریت منابع آب را با مشکل روبه رو می سازد. بنابراین روش هایی که به کمک آن ها بتوان میزان آبدهی رودخانه در حوضه های بدون آمار یا دارای آمار ناقص را تخمین زد، از اهمیت قابل توجهی برخوردار می گردد. بدین منظور روش های متعددی از جمله مدل های آماری، سری های زمانی و مدل های هوشمند توسعه یافته اند که در این میان می توان به مدل درخت تصمیم اشاره کرد که با تولید قانون های ساده، رفتار غیر خطی داده ها را مدل سازی می کند. هدف از این پژوهش ، ارزیابی روش های رگرسیون چند متغیره و مدل درخت تصمیم (M5) به منظور برآورد جریان ماهانه در حوضه های فاقد آمار استان گلستان می باشد.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش استان گلستان که از زیرحوضه هایی متعددی با مشخصات متنوعی برخوردار است به عنوان منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شد. پس از استخراج مشخصات فیزیوگرافی حوضه های آبریز، میانگین ماهانه پارامترهای اقلیمی دما و بارش نیز پس از درون یابی در محیط GIS برای هر یک از زیر حوضه ها و در هر یک از ماه های سال های 1390-1363 برآورد گردیدند. پارامترهای اقلیمی (متوسط بارش و دمای ماهانه) و مشخصات فیزیوگرافی (12پارامتر) به عنوان متغیر مستقل وارد مدل رگرسیون چند متغیره و رگرسیون درختیM5 شدند. معیار ارزیابی در این پژوهش، ریشه دوم میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تعیین (R2) و میانگین خطای اریب (MBE) می باشد.
    یافته ها
    با توجه به نتایج به دست آمده از مدل رگرسیون چند متغیره و مدل درخت تصمیم، برآورد جریان در ماه های پربارش سال نسبت به ماه های کم بارش از دقت بالاتری برخوردار است بطوری که در روش رگرسیون درختی بهترین برآورد جریان رودخانه در ماه اسفند با ضریب تعیین برابر 864/0، ریشه میانگین مربعات خطای برابر 002/1 و میانگین خطای اریب برابر 026/0به دست آمد و کم دقت ترین برآورد جریان مربوط به ماه مرداد با ضریب تعیین برابر 326/0، ریشه میانگین مربعات خطا برابر 635/0 و میانگین خطای اریب برابر با 000/0 محاسبه گردید. هم چنین در روش رگرسیون چند متغیره نیز ماه اسفند با ضریب تعیین 522/0، ریشه میانگین مربعات خطا 043/2 و میانگین خطای اریب 153/0 بهترین حالت از جریان ماهانه را برآورد نمود و پایین ترین دقت حاصل از این روش به ماه مرداد با ضریب تعیین 103/0، ریشه میانگین مربعات خطا 979/1 و میانگین خطای اریب برابر 020/0 اختصاص پیدا میکند. با توجه به محاسبات مدل درخت تصمیم نسبت به رگرسیون چند متغیره در تمام ماه های سال نتایج بهتری داشته است.
    نتیجه گیری
    نتایج این پژوهش حاکی از آن است که تخمین دبی ماهانه در ماه های پر بارش سال به کمک مدل های رگرسیون چند متغیره و رگرسیون درختی M5 امکان پذیر است اما در ماه های خشک سال به دلیل رگباری بودن و پراکندگی زیاد بارش در سطح حوضه و خطا در پهنه بندی و درون یابی بارش نتایج خوبی به دست نمی آید. نتایج ارزیابی ها نشان داد که مدل درخت تصمیم دارای دقت بالاتر از مدل رگرسیون چند متغیره برای تخمین دبی رودخانه می باشد. زیرا این روش دارای بیش ترین دقت و کمترین خطا بود. با توجه به معیارهای ارزیابی مدل درخت تصمیم برای ماه های پرباران دارای ضریب همبستگی بیشتری نسبت به ماه های کم باران می باشد.
    کلید واژگان: دبی رودخانه، حوضه فاقد آمار، مدل درخت تصمیم گیری M5، رگرسیون چند متغیره
    Khalil Ghorbani *, Meysam Salarijazi
    Background And Objectives
    Discharge estimation in watersheds with limited statistical data is of interest of researchers especially in developing countries. In many cases, recorded discharges are not available or insufficient in terms of quality and quantity that lead to problems for water resources management plans. Therefore, methods to predict the river discharges in ungauged or with limited recorded data have considerable importance. Various methods including statistical models, time series and expert models have been developed for discharge estimation. The decision tree model is one of expert models that model the nonlinear behavior of data using simple rules production. The objective of this study is evaluation of multivariate regression and decision tree model (M5) to estimate monthly discharge in ungauged watersheds in Golestan Province.
    Materials And Methods
    In this study, the Golestan province that includes various watersheds with different characteristics was considered. The physiographic characteristics of studied watershed were extracted and rainfall and temperature climatic parameters were estimated in monthly time scale in GIS environment for the period 1981-2011. The climatic and physiographic parameters were considered as input to multivariate regression and decision trees M5 models and root mean square error (RMSE) and correlation coefficient (R) applied for models evaluation.
    Results
    According to the results of multiple regression and decision tree models, discharge estimations in wet months were more accurate than dry months. In application of decision tree model the best prediction belonging to March with R=0.93 and RMSE=1.002 while worst prediction was for August with R=0.571 and RMSE=0.635. Moreover, multivariate regression model led to best results in March with R=0.723 and RMSE=2.043 and low accurate prediction in August with R=0.322 and RMSE=1.979. The results of decision tree model were better than multivariate regression model in all months based in calculations.
    Conclusion
    The results of this study showed that the discharge estimation using multivariate regression and decision tree M5 models in wet months are applicable but in dry months predictions are not accurate because of high rainfall variations, storm patterns and error in rainfall zoning and interpolation. The results indicated that the decision tree model had more accurate results than multivariate regression model considering higher precision and lower error. The decision tree model had higher correlation coefficient with respect to model evaluation criteria.
    Keywords: River Discharge, Ungauged Basins, M5 Decision Tree Model, Multivariate Regression
  • ابوالحسن فتح آبادی*، حامد روحانی، سید مرتضی سیدیان
    راهکار عملی جهت برآورد دبی سیل در حوضه های فاقد آمار، انتقال اطلاعات از حوضه دارای ایستگاه با استفاده از روش های آنالیز منطقه ای است. تاکنون روش های مختلفی برای این منظور ارائه شده که نیاز است تا در هر منطقه با توجه به داده های در دسترس و شرایط منطقه روش مناسب تعیین گردد. در این تحقیق اقدام به برآورد سیلاب در سه دوره بازگشت 10، 50 و 100 ساله در حوضه های فاقد آمار با استفاده از رویکرد مبتنی بر عمق داده در غالب رگرسیون چند متغیره وزن دار در رودخانه های البرز جنوبی گردید. در هر مرحله هر یک از ایستگاه ها به عنوان ایستگاه فاقد آمار در نظر گرفته شد و با استفاده از اطلاعات سایر ایستگاه ها مقادیر پارامترهای تابع وزنی توسط الگوریتم ژنتیک بهنیه و در نهایت با در نظر گرفتن شباهت هر یک از حوضه ها با حوضه مورد نظر مقادیر دبی در دوره بازگشت های مختلف برآورد گردید. در ادامه نتایج حاصل از رویکرد مبتنی بر عمق داده با دو روش رگرسیون چند متغیره و کریجینگ در فضای فیزیوگرافی مقایسه شد. نتایج نشان داد رویکرد مبتنی بر عمق داده از نظر تمام معیارهای ارزیابی عملکرد بهتری نسبت به دو روش رگرسیون چند متغیره و کریجینگ در فضای فیزیوگرافیکی داشت. همچنین روش کرجینگ در فضای فیزیوگرافیکی بهتر از رگرسیون چند متغیره توانسته مقادیر سیل را در حوضه فاقد آمار برآورد کند. مقادیر ضریب کارایی ناش_ساتکلیف در روش مبتنی بر عمق داده برای پیش بینی دبی با دوره بازگشت های (برای دوره بازگشت 10، 50 و 100 سال به ترتیب 64/0، 65/0 و 65/0 بدست آمدند) مختلف تقریبا مشابه است. در این روش نسبت خطا به مساحت در حوضه کوچک بیشتر از مقادیر آن در حوضه های بزرگتر بوده است.
    کلید واژگان: عمق داده، کرجینک، آنالیز همبستگی کانونی
    Aboolhasan Fathabadi *, Hamed Roohani, Morteza Seyediyan
    By using regionalization methods information from gauged sites transform to desired site. Up until now a variety of regionalization approaches have been proposed. In every site it is necessary to evaluate these methods and select the best method. It is of interest to understand how spatial weighted least square regression method based on depth function flood quantiles (SWLSR) compare with multivariate regression (MR) and Physiographical space-based kriging (PSK) methods. In each iteration desired station regarded as ungauged site then using genetic algorithm depth functions weights were optimized, finally (regarding) by taking account similarity between desired site and others sites flood quantiles corresponding to different return periods were estimated. By means of a leave-one-out cross-validation procedure, the performance of SWLSR was compared to MR and PSK methods for prediction of 10, 50 and 100 yr for 26 gauging station in the Southern Alborz. . The Result showed SWLSR approach yielded lower root-mean-square estimation errors and higher Nush Sutcliffe criteria thaneither the MR or the PSK approaches. PSK method estimated foold discharge in ungaged basin better than MR. In depth based approach Nush Sutcliffe criteria values for flood quintiles (Nash–Sutcliffe efficiency values for 10,50 and 100 yr floods were 0.64, 0.65 and 0.65 respectivly) three corresponding to different return periods were similar.In this method relative error to area in small catchment were biger than those obtained in big catchment.
    Keywords: data Depth, Kriging, Multivariate regression, canonical correlation analysis
  • اسماعیل دودانگه، سعید سلطانی، علی رضایی
    بررسی جریان های حداقل برای برنامه ریزی و کنترل میزان بهره برداری از منابع آبی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مهم است. در این بررسی داده های هیدرومتری مربوط به 26 ایستگاه در حوزه سد سفیدرود انتخاب شد و کمترین جریان 7 روزه در هر سال به عنوان شاخص جریان کم در هر یک از ایستگاه های مزبور محاسبه شد. متغیرهای فیزیوگرافی و کاربری اراضی حوضه نیز در محیط نرم افزار GIS محاسبه شد. با استفاده از آزمون نکوئی برازش گشتاورهای خطی، توابع توزیع پیرسون نوع سه و لجستیک تعمیم یافته به عنوان بهترین تابع توزیع در دو بخش همگن هیدرولوژیک (حوضه قزل اوزن و شاهرود) در منطقه مشخص شد سپس مقدار جریان حداقل در دوره های بازگشت مختلف با استفاده از تحلیل فراوانی محاسبه شد. نتایج مدل سازی جریان کم با استفاده از رگرسیون چندمتغیره نشان داد مساحت حوضه، نوع کاربری اراضی، شیب متوسط حوضه و ضریب گردی حوضه از عوامل اصلی تاثیرگذار بر میزان جریان حداقل در حوضه هستند.
    کلید واژگان: جریان حداقل، لجستیک تعمیم یافته، _ تحلیل فراوانی، رگرسیون چندمتغیره، پیرسون نوع سه
    Investigating lowflow characteristics is of vital importance for optimal water resources management and sustainable use of water resources especially in arid and semi arid regions. In this study 26 hydromerty stations in the Sefidroud basin were selected and 7-day annual minimum series were computed as low flow index. Physiographic characteristics of the basin were also gathered in GIS software. Perason type 3 (PIII) and Generalized logistic distributions (GLOG) were identified as the best regional distributions for the west and east homogeneous regions respectively based on the goodness-of-fit test. Low flow regional regression (LFRR) was then developed for each homogeneous regions. According to the established models, drainage area, land use characteristics, average basin slope and basin circularity were identified as important factors in low flows features.Investigating lowflow characteristics is of vital importance for optimal water resources management and sustainable use of water resources especially in arid and semi arid regions. In this study 26 hydromerty stations in the Sefidroud basin were selected and 7-day annual minimum series were computed as low flow index. Physiographic characteristics of the basin were also gathered in GIS software. Perason type 3 (PIII) and Generalized logistic distributions (GLOG) were identified as the best regional distributions for the west and east homogeneous regions respectively based on the goodness-of-fit test. Low flow regional regression (LFRR) was then developed for each homogeneous regions. According to the established models, drainage area, land use characteristics, average basin slope and basin circularity were identified as important factors in low flows features.Investigating lowflow characteristics is of vital importance for optimal water resources management and sustainable use of water resources especially in arid and semi arid regions. In this study 26 hydromerty stations in the Sefidroud basin were selected and 7-day annual minimum series were computed as low flow index. Physiographic characteristics of the basin were also gathered in GIS software. Perason type 3 (PIII) and Generalized logistic distributions (GLOG) were identified as the best regional distributions for the west and east homogeneous regions respectively based on the goodness-of-fit test. Low flow regional regression (LFRR) was then developed for each homogeneous regions. According to the established models, drainage area, land use characteristics, average basin slope and basin circularity were identified as important factors in low flows features.Investigating lowflow characteristics is of vital importance for optimal water resources management and sustainable use of water resources especially in arid and semi arid regions. In this study 26 hydromerty stations in the Sefidroud basin were selected and 7-day annual minimum series were computed as low flow index. Physiographic characteristics of the basin were also gathered in GIS software. Perason type 3 (PIII) and Generalized logistic distributions (GLOG) were identified as the best regional distributions for the west and east homogeneous regions respectively based on the goodness-of-fit test. Low flow regional regression (LFRR) was then developed for each homogeneous regions. According to the established models, drainage area, land use characteristics, average basin slope and basin circularity were identified as important factors in low flows features.Investigating lowflow characteristics is of vital importance for optimal water resources management and sustainable use of water resources especially in arid and semi arid regions. In this study 26 hydromerty stations in the Sefidroud basin were selected and 7-day annual minimum series were computed as low flow index. Physiographic characteristics of the basin were also gathered in GIS software. Perason type 3 (PIII) and Generalized logistic distributions (GLOG) were identified as the best regional distributions for the west and east homogeneous regions respectively based on the goodness-of-fit test. Low flow regional regression (LFRR) was then developed for each homogeneous regions. According to the established models, drainage area, land use characteristics, average basin slope and basin circularity were identified as important factors in low flows features.Investigating lowflow characteristics is of vital importance for optimal water resources management and sustainable use of water resources especially in arid and semi arid regions. In this study 26 hydromerty stations in the Sefidroud basin were selected and 7-day annual minimum series were computed as low flow index. Physiographic characteristics of the basin were also gathered in GIS software. Perason type 3 (PIII) and Generalized logistic distributions (GLOG) were identified as the best regional distributions for the west and east homogeneous regions respectively based on the goodness-of-fit test. Low flow regional regression (LFRR) was then developed for each homogeneous regions. According to the established models, drainage area, land use characteristics, average basin slope and basin circularity were identified as important factors in low flows features.Investigating lowflow characteristics is of vital importance for optimal water resources management and sustainable use of water resources especially in arid and semi arid regions. In this study 26 hydromerty stations in the Sefidroud basin were selected and 7-day annual minimum series were computed as low flow index. Physiographic characteristics of the basin were also gathered in GIS software. Perason type 3 (PIII) and Generalized logistic distributions (GLOG) were identified as the best regional distributions for the west and east homogeneous regions respectively based on the goodness-of-fit test. Low flow regional regression (LFRR) was then developed for each homogeneous regions. According to the established models, drainage area, land use characteristics, average basin slope and basin circularity were identified as important factors in low flows features.
    Keywords: Generalized Logistic, Frequency analysis, Pearson III, Multivariate regression, Low flow
  • حمزه میر، احمد غلامعلی زاده آهنگر، اسماء شعبانی
    فسفر به عنوان یک عنصر ضروری در تولید محصولات کشاورزی دارای اهمیت است. از سوی دیگر توانایی آن در القای کمبود عناصر کم-مصرف ضروری و اثرات منفی آن بر محیط زیست، سبب توجه بیشتر به این عنصر شده است. از آنجا که ویژگی های خاک از عوامل مهم در واکنش فسفر در خاک هستند، پژوهش حاضر جهت بررسی و تعیین مهم ترین ویژگی های خاک موثر بر فراهمی فسفر با استفاده از روش های رگرسیونی و شبکه های عصبی مصنوعی در دشت سیستان انجام شد. بدین منظور تعداد 200 نمونه خاک از اراضی دشت سیستان تهیه و مقادیر فسفر قابل جذب و سایر پارامترهای فیزیکو شیمیایی آن اندازه گیری گردید. نتایج بیانگر آن است که روش شبکه عصبی دارای دقت بیشتری در برآورد فسفر قابل جذب نسبت به روش رگرسیون چند متغیره خطی می باشد، به گونه ای که شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با آرایش 1-6-4 نزدیک به 90 درصد از تغییرات فسفر قابل جذب را با استفاده از برخی ویژگی های خاک (درصد رس، ماده آلی، کربنات کلسیم و اسیدیته) پیش بینی نمود ولی معادله رگرسیون حاصله تنها توانست 43 درصد از تغییرات فسفر را توجیه کند. نتایج کمی کردن اهمیت متغیرها به روش وزن ارتباطی نشان داد عامل pH بیشترین مشارکت را در تغییرپذیری فسفر در منطقه مورد مطالعه دارد. به عبارت دیگر، مقادیر بالای pH مهم ترین عامل محدود کننده فراهمی فسفر در خاک های دشت سیستان است.
    کلید واژگان: رگرسیون چند متغیره، روش وزن ارتباطی، شبکه عصبی، فسفر قابل جذب
    H. Mir, A. Gholamallzadeh Ahangar, A. Shabani
    Introduction
    Phosphorus is important as an essential element in the production of agricultural products. On the other hand, its ability to induce essential micronutrient deficiency and its negative effects on the environment, have attracted more attention to this element. The knowledge of phosphorus availability conditions in the soil and consequently the accurate management of fertilizer consumption has a key role in the environmental protection. The degree of phosphorus absorption in the soil depends on the environmental factors, soil characteristics and compositions, and phosphorus fertilizer which have been used. The amount of available phosphorus in the soil has relationship with some of the physical and chemical properties of the soil. Since, the soil characteristics are important factors in the reaction of phosphorus in the soil, the present study aimed to investigate and determine the most important soil characteristics affecting the availability of phosphorus using regression and artificial neural network techniques, in the soils of Sistan plain.
    Materials And Methods
    Soil sampling was done in 1.5×1.5 km intervals, from 0-30 cm depth, and 200 soil samples were taken. The amounts of available phosphorus and the soil properties including the percentages of clay , organic matter, calcium carbonate and the amount of pH were measured. Then, stepwise multivariate linear regression analysis was performed to determine linear relation between available phosphorus and the soil properties. In order to model and validate the regression model, respectively 80 and 20% of data were selected and entered into SPSS software. To train the neural network, multilayer perceptron (MLP) network was used by MATLAB 7.6 package. In this type of network, 70% of data is selected for training, 15% for validation and 15% for testing the model. Levenberg-Marquardt algorithm and hyperbolic tangent (as a transfer function) were used to train the network. The numbers of neurons in the hidden layer were calculated based on the trial and error method and finally the best structure was selected according to the highest R2 and the lowest RMSE value. Moreover, quantifying the importance of variables in the neural network was done through employing connection weight approach. In this method, the connection weights of input-hidden and hidden-output neurons were used to indicate the significance of variables.
    Results And Discussion
    The values of the coefficient of variation for the soil properties were in the range of 5.66 for pH (the lowest) and 69.90 for available phosphorus (the highest). The high variation of the available phosphorus could be due to the different amounts of phosphorus fertilizers consumption and their diverse rate of conversion to less soluble forms. The validation results of regression and neural network methods showed that the latter technique was more accurate compared with the multivariate linear regression method, in the estimation of available phosphorus, as multi-layer perceptron neural network with 4-6-1 layout predicts nearly 90% of available phosphorus variability using soil properties (percentage of clay, organic matter, calcium carbonate and the amount of pH); however, the obtained regression equation could explain only 43% of phosphorus variances. The reasons for this could be: 1) considering nonlinear relations between the variables in the artificial neural network method, and 2) less sensitivity of this method to the existence of error in input data, comparing with the regression method. The values of R2 and RMSE were 0.43 and 11.23, respectively for training the multivariate linear regression method and 0.91 and 4.28, respectively for training the artificial neural network method. From the investigated soil properties in the current study, the percentage of organic matter and clay were entered in the regression model, and the values of standardized regression coefficient (beta) showed that the first variable is more important to explain the available phosphorus variability. The results of quantifying the importance of variables by the connection weight method showed that pH had the greatest contribution in the variability of phosphorus in the study area. In the other words, the high values of pH were the most important limiting factor for the availability of phosphorus in Sistan soils.
    Conclusion
    Considering nonlinear and complicated relations between variables, the artificial neural network model is an effective tool to assess the effect of soil properties on the availability of phosphorus in the study area. The results of quantifying the importance of variables by using the connection weight method showed that pH had the greatest contribution in the variability of phosphorus in the study area. In fact, the existence of lime in the soils of the study area, arid climate and lack of precipitation have resulted in the accumulation of basic cations in the soil and consequently increased pH values. Furthermore, the observed average values of pH that are more than 8.5 demonstrated the risk of soil sodicity in the study area. Thus, the management of this area by cultivating tolerant plants could be resulted in increasing organic matter content, which along with using chemical amendments such as sulfur will decrease pH values and increase the availability of phosphorus in Sistan plain. Applying such practices and through it modifying soil characteristics, decreasing the consumption of phosphate fertilizers and preventing their hazardous environmental effects would be expected in long run.
    Keywords: Available Phosphorus, Connection Weight Method, Multivariate Regression, Neural Network
  • ابوالفضل مساعدی، سمانه محمدی مقدم، محمد قبایی سوق
    نوسانات عوامل آب و هوایی و تنش های حاصل از آن ها نقش مهمی در مقدار تولید محصولات کشاورزی به ویژه در شرایط دیم دارند. در این تحقیق ارتباط بین عملکرد محصولات گندم و جو دیم با متغیرهای آب و هوائی شامل: دمای حداقل، دمای میانگین، دمای حداکثر، بارندگی، تبخیروتعرق و شاخص های خشکسالی شامل: شاخص بارش استاندارد شده (SPI) و شاخص شناسائی خشکسالی (RDI) در ایستگاه های بجنورد، مشهد و بیرجند بررسی و مدل سازی گردید. با استفاده از روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) دوره های موثر بر تنش های آب و هوایی و خشکی از میان 34 دوره شامل 1، 2، 3، 4، 6 و 9 ماهه و دوره مرطوب انتخاب شده برای هر یک از متغیر ها تعیین گردیدند. نتایج نشان داد که در ایستگاه بجنورد برای برآورد عملکرد محصولات گندم و جو مدل های ساخته شده بر اساس متغیرهای شاخص SPI، در ایستگاه مشهد مدل های ترکیبی و در ایستگاه بیرجند برای گندم مدل ترکیبی و برای جو مدل ساخته شده بر اساس شاخص RDI دارای بیش ترین دقت و صحت می باشند. بر اساس معادلات استخراج شده، در بجنورد تنش های ناشی از خشکسالی در دوره 4 ماهه منتهی به فروردین، مشهد 2 ماهه مهر و آبان و بیرجند 2 ماهه منتهی به اسفند و ماه خرداد بیش ترین تاثیر را بر عملکرد دارند. تنش های ناشی از حداقل و حداکثر دما در بجنورد در دوره های 9 ماهه منتهی به خرداد، مشهد 6 ماهه منتهی به خرداد و بیرجند 6 ماهه منتهی به اسفند بیش ترین تاثیر را بر عملکرد دارند.
    کلید واژگان: تحلیل مولفه های اصلی (PCA)، تنش دمایی، رگرسیون چند متغیره، شاخص شناسائی خشکسالی (RDI)، عوامل آب و هوایی
    A. Mosaedi, S. Mohammadi Moghaddam, M. Ghabaei Sough
    Introduction
    Weather features and their variations have an important role in the yield of agricultural products, especially in rain-fed conditions. The main metrological variables that affected yields consist of precipitation, temperature, soil moisture and solar radiation. Also, drought is one of the major constraints to production, especially the mid-season drought which occurs during the podand seed formation stages and the terminal drought which occurs during the pod filling stage. The results of investigating the relation between drought indices such as Standardized Precipitation Index (SPI), Palmer Drought Severity Index (PDSI), Crop Moisture index (CMI) and Z index with crop yields indicated the capability of these indices to estimate variations in crop yields. The objective of this study in the first step is investigation of relations among wheat and barley crop yields with climatic variables and SPI and RDI drought indices based on Principle Component Analysis (PCA) method at Bojnourd, Mashhad and Birjand stations. In addition, by selecting the prominent variables via PCA method, the best models of estimating each crop’s yield based on multivariate regression methods at selected stations were determined.
    Materials And Methods
    In this study, the relationship between yields of rain-fed wheat and barley with weather variables consisting of minimum, mean and maximum temperature, precipitation, evapotranspiration and drought indices including SPI and RDI were investigated and modeled at Bojnourd, Mashhad and Birjand stations. For this purpose, the values of each variable were calculated for 34 time scales of 1, 2, 3, 4, 6, and 9 months and wet periods (nine 1-month periods, eight 2- month periods, seven 3- month periods, six 4- month periods, two 6- month periods, one wet period (5 or 7-month) and one 9-month period). After that, the main influencing variables were chosen among investigated time periods for each variable by using the method of principal component analysis (PCA). In continuation, the selected variables via PCA technique were used in the multivariate regression methods to create the best model of predicting wheat and barley yields based on each mentioned variable and combination of them. The performance of the established model was evaluated based on Ideal Point Error (IPE) criteria and the best predicting model of wheat and barley was selected for each region.
    Results And Discussion
    The results showed that applying PCA technique as a powerful statistical tool leads to decrease of the error and inflation of constructed models. This is done by reducing the volume of data and selecting influencing variables. Based on the PCA results by choosing only four components the 90 percent and greater than variation of crop yields are estimated and the first component includes time periods of spring and winter months. Investigation of the results of the best model at the given stations based on IPE criteria show that the constructed models based on variables of SPI index have more accuracy for predicting yields of wheat and barley at station of Bojnourd, at Mashhad station the created models based on a combination of variables and at Birjand station a model based on a combination of variables and a created model according to RDI variables was used that has more accuracy for predicting yields of wheat and barley, respectively. Comparing the estimated and actual values of wheat and barley yields indicate that the correlation coefficients of the models when applied to estimate the yield of wheat and barley at Bojnourd station resulted in 68 and 69 percent, at Mashhad station 89 and 86 percent and at Birjand station 66 and 74 percent, respectively.The performance evaluation graph shown in Fig. 1 can be used to illustrate model performance and to diagnose model bias.
    Conclusion
    According to the results, a relation between crop yields and combination of metrological variables and drought indices is more positive and stronger than only metrological variables combination. The results showed that the variables of temperature, precipitation and evapotranspiration are to be considered. Also, the evaluation model indicated that the RDI index is more suitable for predicting rain-fed wheat and barley yields.
    Keywords: Multivariate Regression, Principal Component Analysis (PCA), Reconnaissance Drought Index (RDI), Termal stress
  • حمید زارع ابیانه
    پیشبینی عملکرد محصولات زراعی یکی از ابزارهای مدیریتی در برنامهریزی و سیاست گذاری بخش کشاورزی است. متغیرهای آب و هوایی و شاخصهای خشکسالی نقش اساسی در پیشبینی عملکرد ایفا میکنند. در این تحقیق پیشبینی عملکرد چهار محصول دیم شامل گندم، جو، هندوانه و نخود در منطقه مشهد و بیرجند براساس متغیرهای هواشناسی و شاخصهای خشکسالی در قالب سه مدل رگرسیونی اتوماتیک، گام به گام و ریج انجام گرفت. برای این منظور از ده پارامتر هواشناسی و هفت شاخص خشکسالی در قالب سه ساختار اطلاعاتی در ورودی مدلهای رگرسیونی چندمتغیره استفاده شد. نتایج این بررسی نشان داد که از بین متغیرهای هواشناسی، دو متغیر تعداد روزهای بارانی در منطقه بیرجند و دمای بیشینه هوا در منطقه مشهد، بیشترین تعداد همبستگی ها را بر عملکرد محصولات زراعی داشتند. بههمین ترتیب از بین شاخصهای خشکسالی، شاخص نگوین چنین وضعیتی را نشان داد. در این مطالعه مشخص شد برای پیشبینی عملکرد محصولات، مدل چندمتغیره ریج با ساختار اطلاعاتی همه عوامل شامل پارامترهای هواشناسی و مقادیر کمی شده شاخص خشکسالی در مقایسه با دو ساختار اطلاعاتی مربوط به عوامل هواشناسی و خشکسالی قابل توصیه است. در این پیشنهاد براساس بالاترین ضریب تعیین (R2) و کمترین میانگین مجذور مربعات خطای نرمال (NRMSE) میباشد. براساس نتایج این تحقیق در هر دو منطقه و برای هر چهار محصول مقدار ضریب تعیین بین 91/0 تا 99/0 و مقدار میانگین مجذور مربعات خطای نرمال از 09/0 تا 48/0 بهدست آمد. نتایج حاصل همچنین بیانگر بیشترین دقت پیشبینی برای محصول گندم با R2 بیش از 996/0 و خطای NRMSE معادل 09/0 در منطقه مشهد و R2 بیش از 999/0 و خطای NRMSE معادل 09/0 برای نخود در منطقه بیرجند بود. بههمین ترتیب کمترین دقت پیشبینی مربوط به محصول هندوانه با ضریب تعیین 92/0 و خطای 48/0 در منطقه بیرجند و 96/0 و 27/0 در منطقه مشهد میباشد. در مجموع نتایج حاصل از بهکارگیری مدلهای رگرسیون چندمتغیره با توجه به R2 بالا و NRMSE کم، مدل ریج برای هر دو منطقه قابل توصیه است.
    کلید واژگان: رگرسیون چند متغیره، شاخص خشکسالی، عملکرد، مدل ریج
    H. Zare Abyaneh
    Prediction of crop yield is one of the managerial and planning tools in agriculture. Meteorological variables and drought indices play an essential role in yield prediction. In this study, the yield of four crops, namely wheat, barley, chickpea and watermelon was predicted in Mashhad and Birjand regions based on meteorological variables and drought indices using three regression models of Ridge, Enter and Step Wise. For this purpose, ten meteorological parameters and seven drought indices were used in three structures as input multivariate regression models. Results showed that among the meteorological variables, the two variables: number of rainy days and maximum air temperature had higher correlation with crops under study. Similarly, among drought indices, Nguyen index showed such higher correlation. It was found that Ridge multivariate model including weather parameters and meteorological drought indices could be recommended instead of two structures of meteorological variables and drought indices for yield prediction. This recommendation was based on multiple regression analysis and higher determination coefficient (R2) and a lower normal root mean squared error (NRMSE). Also, determination coefficients for all four products in both regions were from 0.91 to 0.99 and NRMSE from 0.09 to 0.48. Results also showed that the most prediction accuracy was for wheat with R2 of 0.996 and NRMSE of 0.09 in Mashhad and for chickpea with R2 of 0.999 and NRMSE of 0.09 in Birjand. Similarly,the least accurate prediction belonged to watermelon having R2 of 0.92 and NRMSE of 0.48 in Birjand and R2 of 0.96 and NRMSE of 0.27 in Mashhad. Overally, due to high R2 and low NRMSE, Ridge regression model is recommended for both regions.
    Keywords: Drought index, Multivariate regression, Ridge model, Yield
  • الهام مهرابی گوهری*، فریدون سرمدیان، روح الله تقی زاده مهرجردی
    بررسی ویژگی های هیدرولیکی خاک همچون نقطه پژمردگی و ظرفیت زراعی برای مطالعه و مدل سازی حرکت آب و املاح در خاک بسیار مهم می باشد. به طوری که به دلیل تغییرات زمانی و مکانی این ویژگی ها، مطالعات اخیر محققین منجر به توسعه روش های غیرمستقیم در تخمین این قبیل خصوصیات خاک گردیده است. در همین راستا در این مطالعه برای برآورد ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی دائم اقدام به نمونه برداری خاک از 15 پروفیل (به تعداد 63 نمونه) از منطقه فشند، گردید. فراوانی نسبی ذرات به روش هیدرومتری، جرم مخصوص ظاهری به روش حجمی دست نخورده، درصد رطوبت اشباع بوسیله وزن سنجی و پارامترهای ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی با استفاده از دستگاه فشاری اندازه گیری شد. سپس با استفاده از روش های شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون چند متغیره و چند تابع انتقالی تجربی و پارامترهای ورودی درصد رس، شن، سیلت، وزن مخصوص ظاهری و رطوبت اشباع اقدام به تخمین نقطه پژمردگی و ظرفیت زراعی گردید. نتایج نشان داد که شبکه عصبی بهترین عملکرد و بعد از آن، مدل رگرسیون چند متغیره عملکرد بهتری نسبت به بقیه توابع انتقالی داشته اند. در بین توابع انتقالی نیز توابع انتقالی کلاسی عملکرد بهتری نسبت به توابع انتقالی نقطه ای و پارامتری داشته اند. در کل نتایج این تحقیق نشان دهنده اهمیت فرآیند آموزش در تعیین پارامترهای مدل با استفاده از داده های یک منطقه می باشد.
    کلید واژگان: توابع انتقالی، رگرسیون چند متغیره، شبکه عصبی مصنوعی، ظرفیت زراعی، نقطه پژمردگی
    E.Mehrabi Gohari*, F.Sarmadian, R.Taghizadeh Mehrjardi
    Investigation of soil hydraulic properties like permanent wilting point (PWP) and field capacity (F. C) are very important for studding and modeling the soil water and solute transport in soil in which their spatial and temporal variability led to development of indirect methods in prediction of these soil characteristics. Therefore; in the present study in order to evaluate the amount of water at F. C and P. W. P، 63 samples have been taken from 15 pedons in Fashand region. The particle size distribution have been determined by hydrometric method، bulk density by volumetric method (using undisturbed clods)، saturation percentage by weight and percentage of water at F. C and P. W. P by using pressure plate apparatus. We applied the artificial neural network (ANN)، multivariate regression (MR) methods and used several pedotransfer functions (PTFs) to predict the F. C and P. W. P parameters، using the easily measurable characteristics of clay، silt and sand percentage، bulk density and water at saturation percentage. The results showed that the ANN method give the best results followed by MR method and finally the PTFs. Regarding the PTFs، the classic are showed better results relative to parametric and point PTFs. In conclusion، the results of this study showed that، training is very important in increasing the model accuracy of one region.
    Keywords: Artificial neural network, Pedotransfer functions, Multivariate regression, Field capacity, Permanent wilting point
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال