فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال چهل و هفتم شماره 3 (پیاپی 26، مهر و آبان 1395)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال چهل و هفتم شماره 3 (پیاپی 26، مهر و آبان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/08/29
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مقاله پژوهشی
  • فرهاد میثاقی صفحات 439-448
    در این تحقیق با استفاده از اطلاعات روزانه، هفتگی، 10 روزه و ماهانه آب ورودی به سد علویان در شمال غرب ایران، جریان بهنگام آب ورودی به مخزن با استفاده از سیستم تطبیقی فازی-عصبی بهینه شده (OANFIS) پیش بینی شده است. به منظور تعیین تعداد و فواصل زمانی ورودی های مدل، از دو الگوریتم جستجوی ترتیبی (Sequential Search) و جستجوی جامع (Exhaustive Search) جهت حداقل نمودن خطای پیش بینی استفاده شده است. در جستجوی ترتیبی 17 مدل در مقیاس زمانی روزانه، هفتگی، 10 روزه و ماهانه با ورودی جریان آب به مخزن سد در گام های زمانی مختلف،به عنوان ورودی و جریان در زمان V(t) به عنوان خروجی، توسعه و مقایسه شده است. در جستجوی جامع نیز ترکیب 2 از 10 و 3 از 10 که شامل 45 و 120 مدل در گام زمانی V(t-1) تا V(t-10) به عنوان ورودی و خروجی در گام زمانی V(t)، توسعه و مقایسه شده است. به منظور ارزیابی کارایی مدل های توسعه یافته، از شاخص های آماری و آزمون نکویی برازش استفاده شده است. در الگوریتم ترتیبی و مقیاس روزانه در اولین گام ورودی V(t-1) با RMSE صحت یابی برابر 211/0 میلیون مترمکعب، در گام دوم ترکیب ورودی V(t-1) و V(t-8) با RMSE صحت یابی برابر 187/0 میلیون مترمکعب و در گام سوم V(t-4)،V(t-3)،V(t-1) با RMSE صحت یابی برابر 5247/1 میلیون مترمکعب انتخاب شده است. در مقیاس هفتگی در اولین گام ورودی V(t-1) با RMSE صحت یابی برابر 175/0 میلیون مترمکعب، در گام دوم ترکیب ورودی V(t-1) و V(t-3) با RMSE صحت یابی برابر 192/0 میلیون مترمکعب و در گام سوم V(t-9)،V(t-8)،V(t-1) با RMSE صحت یابی برابر 3912/0 میلیون مترمکعب انتخاب شده است. در کلیه مدل های بهینه در مقیاس های زمانی موردبررسی، ورودی V(t-1) به عنوان یک متغیر تاثیرگذار حضورداشته و خروجی مدل از حساسیت بالایی نسبت به تغییرات آن که دارای کمترین فاصله زمانی با خروجی نیز می باشد، برخوردار است.
    کلیدواژگان: سیستم تطبیقی فازی، عصبی بهینه شده (OANFIS)، جستجوی ترتیبی، جامع
  • حمیده نوری، مونا دیهول، مجید وظیفه دوست، علی اکبر نوروزی صفحات 449-457
    شوری خاک منجر به کاهش جذب آب توسط گیاه و کاهش پوشش گیاهی می گردد و کنترل این پدیده مستلزم مدیریتی مناسب همراه با نظارت بر تغییرات مکانی و زمانی شوری از گذشته تا به امروز است. در این پژوهش، تغییرات زمانی و مکانی شوری خاک در شبکه آبیاری و زهکشی گرمسار از سال 1986 تا 2013 با استفاده از پنج شاخص ماهواره ای و داده برداری زمینی بررسی شد. تغییرات زمانی نسبت مساحت اراضی در سه طبقه شوری کم، متوسط و زیاد در طی این سال ها در انتهای دو دوره کشت پاییزه و بهاره موردبررسی قرار گرفت و با استفاده از آزمون آماری من کندال نوع روند تغییرات تعیین شد. همچنین، روند تغییرات مقدار شاخص های شوری خاک در هر پیکسل تعیین و پهنه بندی تغییرات شوری استخراج شد. نتایج به دست آمده نشان داد در انتهای دوره کشت پاییزه با احتمال 95 درصد، روند تغییرات نسبت مساحت اراضی با شوری کم، متوسط و زیاد به ترتیب کاهشی، افزایشی و افزایشی و در انتهای دوره کشت بهاره، روند تغییرات نسبت مساحت اراضی با شوری کم وزیاد به مانند دوره کشت پاییزه به ترتیب کاهشی و افزایشی و برای اراضی با طبقه شوری متوسط روند مشخصی به دست نیامد. نقشه پهنه بندی شوری خاک تولیدشده نشان داد مناطق شمالی، غربی و جنوبی دشت گرمسار در معرض خطر افزایش شوری و قسمت هایی از شمال شرق و مرکز که دارای شبکه آبیاری فرعی بوده، در طی این سال ها شوری روند کاهشی داشته است. مساحت کل اراضی موردبررسی در این پژوهش برابر با 16 هزار هکتار است که در طی این سال ها مساحت اراضی در طبقه شوری کم حدود 5/6 هزار هکتار کاهش و در طبقه شوری متوسط و شوری زیاد به ترتیب حدود 5/4 هزار هکتار و دو هزار هکتار افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: آزمون من کندال، پهنه بندی، تصاویر ماهواره ای، شاخص های شوری
  • امیرحسین شکوهی، مسعود پارسی نژاد، حمیده نوری، بابک متشرع زاده صفحات 459-466
    به علت محدودیت دسترسی گیاهان به فسفر در خاک به خصوص خاک های آهکی، بررسی راهکارهای افزایش قابلیت جذب فسفر به وسیله گیاه اهمیت ویژه ای دارد. در این پژوهش، تاثیر مدیریت زمان آبیاری و وجود زئولیت و وجود منافذ مصنوعی ایجادشده (ماکروپور) در جذب فسفر به وسیله گیاه ذرت به طور هم زمان و به طور مستقل موردبررسی قرار گرفت. آزمایش به شکل گلدانی در قالب طرح کامل تصادفی با سه تکرار انجام و تیمارها شامل وجود و عدم وجود زئولیت، سطوح مجاز تخلیه رطوبتی 40 و 50 درصد و وجود و عدم وجود منافذ مصنوعی ایجادشده (ماکروپور مصنوعی) بود. در این بررسی، تاثیر تیمارها بر افزایش جذب پتاسیم قابل جذب خاک نیز موردبررسی قرار گرفت. غلظت فسفر جذب شده در تیمار حاوی زئولیت 3/1593 و در تیمار بدون زئولیت 2/1545، در سطح تخلیه مجاز 40 درصد 3/1557 و 50 درصد 2/1581 و در تیمارهای با منافذ مصنوعی ایجادشده 8/1561 و تیمارهای بدون این منافذ 6/1576 میلی گرم بر کیلوگرم اندازه گیری شد. نتایج حاصل، تفاوت معنی داری به لحاظ آماری ازنظر افزایش جذب فسفر را نشان نداد. همچنین، تیمارهای موردبررسی در جذب پتاسیم قابل جذب خاک نیز تفاوت معنی داری به لحاظ آماری نداشتند. وزن بلال در تیمارهای حاوی زئولیت کاهش معنی داری یافت، اما تیمارها تاثیر معنی داری بر سایر صفات زراعی نداشتند (P<0.05).
    کلیدواژگان: سطوح مجاز تخلیه رطوبت، خاک آهکی، فسفر، ماکروپور
  • آرش محمدبیگی، فرهاد میرزایی، نگین اشرف صفحات 467-473
    آبیاری پالسی از یک فاز آبیاری و یک فاز استراحت تشکیل می شود. کاربرد متناوب آب در آبیاری قطره ای باعث می شود که پیشروی با آب کمتری نسبت به جریان پیوسته تکمیل شود که بر روی الگوی رطوبتی خاک تاثیر می گذارد. توزیع رطوبت در خاک پس از قطع آبیاری توزیع مجدد گفته می شود. توزیع مجدد رطوبت به اندازه ای قابل توجه است که لازم است در طراحی لحاظ شود. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی توزیع مجدد آب در خاک در آبیاری قطره ای برای دو حالت جریان پالسی و پیوسته است. برای این منظور از قطره چکان هایی با دبی های 4/2 و 8 لیتر بر ساعت برای سه بافت خاک در یک مدل فیزیکی استفاده شد. نتایج نشان داد که توزیع مجدد رطوبتی در خاک رسی برای دبی 4/2 لیتر بر ساعت (در حالت عمودی) قابل توجه بود و به 23 درصد هم رسید. نتایج نشان داد کهمقدار توزیع مجدد در جهت افقی در خاک شنی نسبت به خاک رسی برای دبی کمتر (4/2 لیتر بر ساعت) در آبیاری پیوسته 7 درصد بیشتر است و برای آبیاری پالسی این مقدار 5 درصد می باشد. همچنین مقدار توزیع مجدد در جهت قائم در خاک رسی نسبت به شنی برای دبی کمتر در آبیاری پیوسته 6 درصد و برای آبیاری پالسی 4 درصد بیشتر می باشد.
    کلیدواژگان: الگوی خیس شدگی، پیشروی افقی، پیشروی عمودی، فاز استراحت، آبیاری پالسی
  • فرهاد رجالی، اشرف اسمعیلی زاد، مهدیه شمشیری پور، مونا صابری صفحات 475-483
    یکی از روش های پاک سازی خاک های آلوده به عناصر سنگین روش گیاه پالایی یعنی کشت گیاهان بیش انباشتگر در این نوع خاک ها می باشد که بسیاری از آن ها میزبان های خوبی برای قارچ های میکوریز آربسکولار می باشند. به منظور بررسی کارایی همزیستی میکوریزی در افزایش جذب عناصر معدنی مورد نیاز گیاه و همچنین جذب عناصر سنگین، آزمایشی گلخانه ای با کشت دو گیاه بیش انباشتگر ذرت و آفتابگردان در خاک حاوی غلظت های بالایی از عناصر آلاینده کروم، نیکل و کادمیوم به انجام رسید که در آن از تیمارهای مختلف قارچی، حاوی قارچ های Glomusmosseae ، G intraradices ، G etunicatumوG sp و همچنین یک تیمار شاهد بدون قارچ در 5 تکرار استفاده گردید. نتایج حاصله نشان داد که در کشت هردو گیاه ذرت و آفتابگردان، استفاده از قارچ های میکوریزی از طریق افزایش درصد کلنیزاسیون ریشه، رشد اندام هوایی گیاه را افزایش داده اند و در نتیجه جذب عناصر معدنی کم مصرف و پر مصرف در اندام هوایی هر دو گیاه به صورت معنی دار افزایش یافته است. تیمار قارچی (T4) حاوی دو گونه قارچ Glomus mosseae و G intraradices در همزیستی با گیاه ذرت بالاترین کارایی را برای افزایش جذب سه عنصر آلاینده کادمیوم، نیکل و کروم داشت به گونه ای که جذب این سه عنصر در اندام هوایی گیاه ذرت را به ترتیب به میزان 57/1، 79/3 و 18/4 میکروگرم در هر گلدان افزایش داد؛ و در همزیستی با گیاه آفتابگردان همین تیمار قارچی توانست جذب دو عنصر کادمیوم و نیکل در اندام هوایی گیاه آفتابگردان را به ترتیب به میزان 21/0 و 23/0 میکروگرم در گلدان افزایش دهد. در نهایت چنانچه از این دو گیاه برای پاک سازی خاک های آلوده استفاده گردد، تلقیح با دو گونه mosseae G و G intraradices قابل توصیه می باشد.
    کلیدواژگان: گیاه درمانی، همزیستی میکوریزی، ذرت، آفتابگردان و عناصر سنگین
  • مژده لاهوری، محمود بابالار، علی رئیسی استبرق، صادق رنجبری صفحات 485-494
    در این تحقیق مسلح سازی تصادفی خاک و خاک-سیمان با درصدهای وزنی مختلف الیاف، سیمان و طول های مختلف الیاف موردبررسی قرار گرفت. نمونه های آزمایشگاهی با استفاده از روش تراکم استاتیکی تهیه گردیدند. آزمایش مقاومت فشاری و کششی نمونه ها در زمان عمل آوری مختلف انجام گردید. همچنین یک مدل رگرسیونی چند متغیره بر اساس داده های حاصل از آزمایش ها برای پیش بینی مقاومت های فشاری و کششی ارائه شده و روابط تحلیل حساسیت جهت بررسی اثر هرکدام از متغیرها تدوین گردید. نتایج نشان داد که مسلح سازی خاک و خاک-سیمان موجب افزایش مقاومت فشاری و کششی می گردد و این افزایش تابعی از درصد وزنی الیاف، طول الیاف، درصد وزنی سیمان و زمان عمل آوری است لیکن طول الیاف تا یک مقدار مشخصی موجب افزایش مقاومت می گردد و پس ازآن تاثیر ناچیزی را در افزایش مقاومت دارا می باشد. مقایسه داده های آزمایشگاهی و مدل سازی شده دلالت بر همبستگی قابل قبولی بین آن ها دارد.
    کلیدواژگان: مسلح سازی خاک، خاک، سیمان، الیاف، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مدل رگرسیونی
  • ابراهیم وطن خواه، حامد ابراهیمیان صفحات 495-504
    مدل های رشد و نمو گیاهان زراعی ازجمله مدل AquaCrop از ابزارهای بسیار مهم برای تصمیم گیری و پیش بینی عملکرد گیاهان هستند. هدف این تحقیق، ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد بیوماس و بلال ذرت علوفه ای در طول جویچه بود. چهار تیمار بر اساس تامین نیاز آبی گیاه در انتهای جویچه (به ترتیب تیمارهای آبیاری کامل، در حد 75، 50 و 25 درصد آبیاری در انتهای جویچه) برای واسنجی و صحت سنجی مدل (تیمار آبیاری کامل برای واسنجی و تیمارهای کم آبیاری برای صحت سنجی) موردبررسی قرار گرفت. تیمار آبیاری کامل کمترین ضریب تغییرات عملکرد بیوماس و بلال ذرت علوفه ای مشاهده شده (به ترتیب 9 و 1/12 درصد) و شبیه سازی شده (به ترتیب 5/6 و 8/6 درصد) را داشت. شاخص های RMSE و NRMSE برای تخمین عملکرد بیوماس توسط مدل به ترتیب 6/1 تن بر هکتار و 1/10 درصد در مرحله واسنجی و 5/1 تن بر هکتار و 9/11 درصد در مرحله صحت سنجی به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان از مدل AquaCrop برای شبیه سازی عملکرد بیوماس ذرت علوفه ای در طول جویچه استفاده نمود.
    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، شبیه سازی، کم آبیاری، یکنواختی
  • لیلا مهردار، محمد همتی، مهدی یاسی صفحات 505-516
    سرریزهای مستغرق یک ابزار مهم در کنترل فرسایش چند منظوره می باشند و برای کنترل فرسایش،احیاء آبراهه ها و بهبود زیستگاه آبزیان استفاده می شوند. این سازه ها با کاهش سرعت های جریان، فرسایش قوس خارجی را کاهش و با کاهش تمرکز جریان در سمت ساحل خارجی قوس باعث توزیع مناسب جریان در طول پیچ می گردند. در این تحقیق به صورت آزمایشگاهی به بررسی تاثیر سرریزهای مستغرق بر الگوی جریان در یک پیچ 90 درجه ملایم پرداخته شده است. آزمایش ها در یک فلوم قوس دار با انحنای نسبی برابر با 3/3، با طول 24 متر و عرض 92/0 متر در دبی های 55، 66 و 77 لیتر بر ثانیه انجام گرفت. یکسری از سرریزها (تعداد 7 سازه) با سه نسبت ارتفاع (3/0، 5/0 و 7/0 برابر عمق آب) و سه شیب تاج (0، 5 و 10 درصد) در ساحل خارجی قوس احداث شدند؛ در حالی که زاویه (60 درجه) و فاصله سازه ها (3 برابر طول سازه ها) در آزمایش ها ثابت بود. اندازه گیری مقادیر سرعت در اطراف سرریزها در دو تراز نزدیک سطح آب و نزدیک بستر انجام گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که بعد از احداث سرریزها، سرعت متوسط در سمت قوس خارجی بیش از 70 درصد کاهش و در سمت قوس داخلی بیش از 50 درصد افزایش یافت. سرریزهای با ارتفاع y5/0 و شیب تاج 5 درصد در کاهش سرعت در قوس خارجی بسیار موثر بودند. از سوی دیگر سرریزهای با ارتفاع y7/0 و سرریزهای با شیب تاج تخت در افزایش سرعت در قوس داخلی به ویژه در راس قوس بیشتر موثر بودند. به طور کلی نتایج تحقیق حاضر نشان داد که سرریزهای با ارتفاع نسبی برابر با 5/0 و شیب تاج برابر با 5 درصد به عنوان مناسب ترین گزینه های طراحی در چنین قوس هایی می باشند.
    کلیدواژگان: سرریزهای مستغرق، پیچ 90 درجه، الگوی جریان، شیب تاج، قوس خارجی
  • یونس خوشخو صفحات 517-527
    هدف از انجام این پژوهش، واسنجی و اعتبارسنجی مدل فیزیکی- تجربی SLSM جهت شبیه سازی عمق برف در ایستگاه سینوپتیک سقز است. برای این منظور، داده های هواشناسی موردنیاز مدل در مقیاس روزانه در بازه زمانی 2014- 1992 از سازمان هواشناسی کشور تهیه شدند و با به کارگیری روش برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته (GLUE) که با در نظر گرفتن 15 پارامتر و انجام 15000 شبیه سازی و استفاده از دو شاخص ضریب تعیین و شاخص کار آیی نش- ساتکلیف جهت ارزیابی میزان دقت مدل صورت گرفت، مدل در بازه 2009- 1992 مورد واسنجی و سپس در بازه 2014- 2010 مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. فرآیند واسنجی مدل منجر به استخراج 108 شبیه سازی کارآمد گردید و جهت اعتبارسنجی مدل، میانه 108 شبیه سازی کارآمد به عنوان خروجی نهایی مدل در نظر گرفته شد و با مقادیر مشاهداتی عمق برف مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج اعتبارسنجی مدل نشان داد که در بیشتر موارد، مدل واسنجی شده SLSM کار آیی قابل قبولی در دنبال کردن روند تغییرات داده های مشاهداتی عمق برف دارد اما مقادیر بالای عمق برف را تا حدودی کمتر از میزان واقعی برآورد می کند.
    کلیدواژگان: مدل SLSM، روش GLUE، عمق برف، ایستگاه سقز
  • مرضیه محمدیان، مهدی قیصری، فروغ فاضل، نعمت الله اعتمادی صفحات 529-537
    هدف این پژوهش بررسی میزان گرفتگی قطره چکان ها توسط ریشه در چهار نوع قطره چکان در آبیاری زیرسطحی چمن اسپرت بود. تیمارهای آزمایشی شامل چهار نوع قطره چکان با آبدهی متفاوت شامل 5/3، 4، 2/2 و 2 لیتر بر ساعت (به ترتیب T1، T2، T3 و T4) بود. تیمارهای آزمایشی در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی در سه تکرار در مدت دو سال اجرا شد. بافت خاک سایت آزمایشی لوم رس سیلتی بود. شاخص های یکنواختی در ابتدا و انتهای آزمایش شامل شاخص تغییرات جریان (qvar)، ضریب تغییرات ساخت (CV)، ضریب یکنواختی پخش قطره چکان (CU)، یکنواختی پخش آب (EU) و یکنواختی آماری (Us) اندازه گیری شدند. مقدار شاخص EU قطره چکان ها برای تیمارهای T1، T2، T3 و T4 در ابتدای آزمایش به ترتیب برابر 96، 87، 94 و 94 درصد و در پایان آزمایش به ترتیب 79، 19، 45 و 85 درصد بود. در تیمارهای T1 و T4 (قطره چکان های پلاک دار) حدود 4% گرفتگی و در تیمارهای T2 و T3 (قطره چکان های استوانه ای) به ترتیب 24% و 36% درصد گرفتگی قطره چکان توسط ریشه مشاهده شد. قطره چکان های پلاک دار نسبت به قطره چکان های استوانه ای، کارایی بیشتری در برابر گرفتگی توسط ریشه چمن دارند.
    کلیدواژگان: آبیاری موضعی، انسداد فیزیکی، شاخص های یکنواختی، لوله دریپردار
  • حبیب کریمی اورگانی، علی رحیمی خوب، محمد هادی نظری فر صفحات 539-549
    مدل های شبیه سازی عملکرد گیاه برای مدیریت آب در مزرعه و بهینه سازی بهره وری آب کاربرد زیادی دارند. مدل آکواکراپ بر اساس پاسخ عملکرد محصول به آب توسط سازمان فائو توسعه یافته است. هدف از انجام این پژوهش واسنجی دو پارامتر متغیر درجه روزرشد تا رسیدن محصول و ضریب بهره وری نرمال شده برای گیاه جو در منطقه پاکدشت بود. آزمایش ها در سال زراعی 94- 1393 در مزرعه پردیس ابوریحان انجام شد و تیمارهای آزمایش شامل سه تقویم زراعی زودهنگام، کاشت به موقع و دیرهنگام بودند. مقدار درجه روزرشد از شروع جوانه زنی تا رسیدن محصول و ضریب بهره وری نرمال شده با استفاده از داده های واسنجی و روش سعی و خطا به ترتیب 1260 درجه و 8/14 گرمبر مترمربع برآورد شد. نتایج با استفاده از داده های صحت سنجی نشان داد، مدل واسنجی شده با ضریب تعیین 99/0 و جذر میانگین مربعات خطای 59/0 تن در هکتار تطابق خوبی با داده های اندازه گیری شده دارد.
    کلیدواژگان: درجه روز رشد، تقویم زراعی، ضریب بهره وری نرمال شده، عملکرد محصول
  • معین گنجعلیخانی، محمد ذونعمت کرمانی، محسن رضاپور، محمدباقر رهنما صفحات 551-560
    پژوهش حاضر به ارائه روشی برای درون یابی با استفاده از تابع مفصل به منظور پهنه بندی کیفی آب زیرزمینی می پردازد. در این راستا داده های مربوط به غلظت بی کربنات در 87 چاه مشاهده ای مربوط به دشت های کرمان و راور مربوط به شهریورماه سال 1392 موردبررسی قرار گرفته است. برای این منظور از چهار تابع مفصل ارشمیدسی شامل توابع کلایتون، فرانک، گامبل و جو بهره گیری شده است. تحلیل ضریب همبستگی جفت چاه ها، فاصله مکانی بیش از 17 کیلومتر را به عنوان فاصله مستقل نشان می دهد. در ادامه به منظور ارزیابی عملکرد توابع مفصل، نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از روش های متداول پهنه بندی مورد مقایسه قرار گرفت. تحلیل نتایج با توجه به معیار جذر میانگین مربعات خطا در پهنه بندی با استفاده از تابع مفصل بر اساس میانه 84/1 و بر اساس میانگین 95/1 میلی اکی والان بر لیتر به دست آمد که در مقایسه با دو روش کریگینگ با خطای 21/2، کریگینگ با تبدیل باکس کاکس با خطای 14/2، کریگینگ با تبدیل لگاریتمی 98/1 و روش معکوس فاصله موزون با خطای 83/2 میلی اکی والان بر لیتر عملکرد مناسب تری را نشان داد.
    کلیدواژگان: توابع مفصل ارشمیدسی، درون یابی کریگینگ، مدلسازی بی کربنات، پیش بینی مکانی، زمین آمار
  • علی حیدر نصرالهی، سعید برومند نسب، عبدالرحیم هوشمند، مولود حیدری نیا صفحات 561-567
    آبیاری با آب شور نیازمند اعمال مدیریت های مختلف برای کاهش اثرات مخرب شوری روی گیاه، خاک و محیط زیست است. مدل های شبیه سازی ازآنجایی که توان برآورد عملکرد محصول و وضعیت خاک را با توجه به تغییر اقلیم، گیاه و عملیات مدیریتی دارند، ابزاری مناسب برای مدیریت آبیاری در شرایط شوری آب وخاک هستند. در این پژوهش مدل SALTMED تحت شرایط مختلف مدیریت آبیاری ذرت با آب شور مورد ارزیابی قرار گرفت. آبیاری با استفاده از سیستم آبیاری قطره ای نواری در سه مدیریت اختلاط، تناوب یک درمیان و تناوب نیم درمیان آب شور با آب شیرین در چهار سطح شوری انجام شد. مدل SALTMED بر اساس اطلاعات نیمی از تیمارها واسنجی و با نیمی دیگر صحت سنجی شد. واسنجی مدل روی رطوبت خاک، عملکرد دانه و بیوماس تولیدی صورت گرفت. متوسط ریشه میانگین مربعات خطای نرمال (NRMSE) در شبیه سازی عملکرد و بیوماس به ترتیب 21/3 و 35/2 درصد به دست آمد که بیانگر دقت بالای مدل است. میانگین مقدار NRMSE در شبیه سازی رطوبت خاک برای مدیریت های مختلف 52/6 درصد محاسبه شد. همچنین شبیه سازی توزیع شوری در خاک در مدیریت های تناوبی با دقت کمتری (NRMSE=15٫71) نسبت به مدیریت اختلاط (NRMSE=9٫57) صورت گرفت.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، عملکرد، رطوبت خاک
  • محبوبه آقاجانی، بهروز مصطفی زاده فرد، مریم نوابیان صفحات 569-579
    تجارت آب مجازی، در بخش های صنعتی، کشاورزی و اجتماعی و در سطوح مختلف کشوری و جهانی قابل بررسی است. در پژوهش حاضر، آب مجازی در بخش آبیاری و در مقیاس درون حوزه ای، در حوضه آبریز سفیدرود ارزیابی شد تا نتایج آن در تخصیص منابع آب حوضه مورداستفاده قرار گیرد. بر این اساس هشت الگوی کشت (S1- S8) در حاشیه رودخانه قزل اوزن (استان های زنجان و آذربایجان شرقی) طی سال های 1404-1380 توسط مدل SWAT ارزیابی شد. در این راستا، اطلاعات هواشناسی، هیدرولوژیکی رودخانه و عملکرد محصول زراعی برای سال های 1404- 1394، از طریق مدل سری زمانی ARIMA تولید گردید. مقایسه مقادیر متوسط آب مجازی گندم (24/3-73/2) و برنج (06/4-28/3 مترمکعب بر کیلوگرم) در استان های زنجان و آذربایجان شرقی، نشان داد که کشت گندم گزینه مناسب تری در منطقه می باشد. نتایج نشان داد الگوی کشت 50 درصد گندم آبی- 50 درصد گندم دیم (S6)، گزینه مناسبی برای جایگزین شدن کشت برنج در حاشیه رودخانه قزل اوزن در استان های زنجان و آذربایجان شرقی می باشد. همچنین تبادل آب مازاد گزینه S6 به استان پایین دستی حاشیه رودخانه قزل اوزن (گیلان) منجر به کاهش آب مجازی کشت برنج در این استان می شود.
    کلیدواژگان: استان گیلان، برنج، حوضه آبریز سفیدرود، مدل SWAT، گندم
  • روح الله تقی زاده مهرجردی، ابوالحسن فتح آبادی، سمیه آسمانی صفحات 581-592
    در این تحقیق با استفاده از زنجیره مارکف مرتبه اول اقدام به شبیه سازی مقادیر شوری در نه عمق و ده کلاس شوری در پسته زارهای شهرستان اردکان گردید. با استفاده از ماتریس احتمال انتقال، توزیع یکنواخت و تابع کرنل اقدام به شبیه سازی 500000 هزار پروفیل گردید. نتایج نشان داد در حالتی که از تابع کرنل برای شبیه سازی استفاده گردید نسبت به حالتی که از توزیع یکنواخت جهت تولید داده های مصنوعی استفاده گردید خصوصیات آماری (از قبیل میانگین، انحراف معیار، کشیدگی و چولگی) داده های شبیه سازی شده بیشتر شبیه داده های مشاهداتی بودند. همچنین در حالتی که شبیه سازی از عمق به سطح نسبت به حالتی که شبیه سازی از سطح به عمق صورت گرفت عملکرد مدل بهتر می باشد. به طورکلی رویکرد شبیه سازی با استفاده از زنجیره مارکف قادر است روابط بین کلاس های مختلف را به خوبی در شبیه سازی در نظر بگیرد.
    کلیدواژگان: تابع کرنل، ماتریس احتمال انتقال، توزیع یکنواخت
  • سیروس جعفری، احمد گلچین، احمد طولابی فرد صفحات 593-603
    به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر اجزاء فیزیکی ماده آلی خاک و برخی از فاکتورهای کیفی آن این پژوهش انجام شد. بدین منظور دو کاربری بکر و کشت شده(شامل کشت تناوبی و نیشکر) در استان خوزستان انتخاب و نمونه های دست خورده و دست نخورده از دو عمق 30-0 و 60-30 سانتیمتری در سه تکرار تهیه گردید. نیتروژن کل، کربن آلی، رس قابل انتشار، پایداری خاکدانه ها و اجزاء مختلف مواد آلی در هر عمق تعیین و نتایج به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی گردید. نتایج نشان داد که مقدار کربن آلی از 6/3 گرم در کیلوگرم در بکر بترتیب به 5/10 و 7/10 در اراضی با کاربری نیشکر و تناوبی افزایش یافت. بیشترین مقدار شاخص پایداری خاکدانه ها در کاربری نیشکر و کمترین آن در اراضی بکر مشاهده شد. با تغییر کاربری اراضی، مقدار رس قابل انتشار از 46% در اراضی بایر به 8/34 و 5/40% درنیشکری و تناوبی کاهش یافت. کربن آلی و نیتروژن کل در تمام اجزاء فیزیکی ماده آلی بر اثر تغییر کاربری از بکر به نیشکر و تناوبی افزایش یافت ولی جزء شن نسبت به دیگر اجزاء به تغییر کاربری اراضی حساس تر بوده و سریع تر واکنش نشان داد. همچنین در اثر تغییر کاربری، کربن آلی و نیتروژن در بخش شن ماده آلی در لایه سطحی اغلب مناطق غنی تر بود. با این وجود تغییر کاربری اراضی در درجه اول سبب افزایش میزان ماده آلی در جزء رس خاک، در مرتبه بعدی در جزء شن و به میزان اندک در جزء سیلت بود که احتمالا به وجود ترکیبات حلقوی و مقاوم به تجزیه میکروبی در این بخش از مواد آلی مربوط می گردد. نتایج نشان داد که در مناطقی که خاک بکر کیفیت بالایی ندارد اعمال مدیریت های صحیح زراعی از طریق ایجاد امکان کشت و افزایش ماده آلی، باعث افزایش خاکدانه سازی و بهبود کیفیت خاک می گردد.
    کلیدواژگان: اجزای فیزیکی، پایداری خاکدانه، تغییر کاربری، رس قابل انتشار و ماده آلی
  • علی گلکاریان، بیتا شیروی، علی ابوطالبی پیرنعیمی صفحات 605-611
    آمار سیل در ایران نشان دهنده وقوع فزاینده خسارت در طی دهه های اخیر بوده است. یکی از راهکارهای کنترل خسارت های سیل احداث بندهای آبخیزداری می باشد. ازآنجایی که بندهای آبخیزداری با ذخیره کردن مقداری از حجم سیلاب باعث کاهش حجم و ارتفاع پیک سیل در پایین دست می گردند، این پژوهش باهدف بهینه سازی مکانی این بندها انجام گرفته است. بدین منظور اقدام به مکان یابی بندهای سنگی ملاتی مرتفع دریکی از زیرحوزه های کشف رود گردید. در ادامه با محاسبه حجم سیل و حجم مخازن سازه های مذکور، بهینه سازی تعداد و مکان بندها برای نیل به اهداف مختلف انجام گردید. با توجه به اینکه حوزه مذکور یک حوزه کوهستانی می باشد، بهترین حالت و توان حوزه در کنترل سیلاب زمانی در نظر گرفته شد که سازه های اولویت یک و دو احداث می شوند و اهدافی که مستلزم ساخت سازه هایی بیشتر از آن باشد، توصیه نمی گردد. بر این اساس و با انتخاب سازه هایی با اولویت یک و دو بندهای آبخیزداری پیشنهادشده در منطقه موردمطالعه توان کنترل 50 درصدی سیلاب با دوره بازگشت 50 و 100 ساله و کنترل 75 درصدی سیل در دوره بازگشت 50 ساله را دارد.
    کلیدواژگان: بندهای سنگی ملاتی، حجم کنترلی، حوزه کشف رود، کنترل سیل، مکان یابی
  • معظم خالقی، فرزاد حسن پور، علی شاهنظری، فاطمه کاراندیش صفحات 613-623
    استفاده منابع آب شور همگام با کاهش سطح آب مصرفی در طول فصل رشد گیاه نقش مهمی در سازگاری با کم آبی خواهد داشت. در این شرایط، اعمال مدیریت صحیح مصرف آب با هدف حفظ محصول در برابر تنش های اسمزی و کم آبی می تواند امنیت غذایی را به همراه آورد. به همین دلیل در این پژوهش، تاثیر مدیریت آبیاری ناقص ریشه با آب تلفیقی دریا بر خصوصیات کمی گیاه آفتابگردان و بهره وری آب در مزرعه بررسی می شود. تیمارهای آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه بلوک شامل آبیاری کامل با کاربرد آب شیرین (FI)، آبیاری کامل با کاربرد آب شور (SI)، آبیاری کامل با کاربرد تناوبی آب شور و شیرین (FSI)، آبیاری ناقص ریشه در سطح 75 درصد با آب شیرین (PRD1)، آبیاری ناقص ریشه در سطح 75 درصد با آب شور (PRD2) و آبیاری ناقص ریشه در سطح 75 درصد با کاربرد تناوبی آب شور و شیرین (PRD3) بود. نتایج نشان داد که تیمارهای PRD1، PRD3 و FSI اختلاف معنی داری با تیمار شاهد (FI) ازلحاظ عملکرد، شاخص برداشت و بهره وری آب نداشتند. بالاترین میزان عملکرد در تیمار شاهد با 4706 کیلوگرم در هکتار و حداکثر شاخص برداشت و بهره وری آب به ترتیب با مقادیر 33/85 درصد و 12/1 کیلوگرم بر مترمکعب در هکتار در تیمار PRD1 مشاهده شد. تیمارهای SI و PRD2 به ترتیب با مقادیر 3983 و 3636 کیلوگرم در هکتار، کمترین سطح عملکرد را به خود اختصاص دادند. نتایج این پژوهش نشان می دهد که با اعمال یک مدیریت بهینه در تیمار PRD3، علاوه بر 25 درصد کاهش در کل آب مصرفی در طول دوره اعمال تیمار، می توان بخشی از نیاز باقیمانده گیاه در این دوره را نیز از منابع آب شور تامین نموده و صرفه جویی بیش تری در مصرف آب شیرین در کشت آفتابگردان داشت.
    کلیدواژگان: کاربرد تناوبی آب شور و شیرین، بهره وری آب، مدیریت مصرف آب، مازندران
  • علی شاهنظری، مرضیه بهاری، علیرضا عمادی صفحات 625-635
    کارایی آب بندان ها با نشت آب از آن ها کاهش می یابد لذا یک راهکار افزودن مواد مختلف به خاک آب بندان است. در این پژوهش از درصدهای مختلف نانورس، 10% سیمان و 5% وزنی آهک برای کاهش هدایت هیدرولیکی خاک آب بندان استفاده گردید. هدایت هیدرولیکی خاک از 4-10*58/1 به 5-10*88/2 با افزودن 5/0% نانورس کاهش یافت. اندازه گیری فشار پیزومتریک مربوط به هر ماده نشان دهنده پایین افتادن خط آزاد جریان در دیواره آب بندان می باشد. ترکیب خاک با نانورس، سیمان و آهک به ترتیب باعث کاهش 58%، 51% و 28% تلفات گردید که بیشترین کاهش نشت مربوط به خاک حاوی نانورس می باشد. ازنظر آماری بین نشت آب خاک معمولی با هر یک از مصالح تفاوت معنی داری در سطح اعتماد 95% وجود دارد. لذا استفاده از مصالح مختلف مانند نانورس، سیمان و آهک، به ترتیب تاثیر آن ها در کاهش نشت، برای مهار نشت در آب بندان توصیه می گردد که افزودن آهک در شرایط موردمطالعه اقتصادی تر بود.
    کلیدواژگان: زهاب، مدل آزمایشگاهی، نانومواد، هدایت هیدرولیکی
  • عمار حبیبی کندبن، رزگار عرب زاده، افشین اشرف زاده صفحات 637-647
    یکی از مدل های متداول در برآورد میزان آسیب پذیری آبخوان، مدل DRASTIC است. این مدل شامل هفت پارامتر، عمق تا سطح ایستابی، تغذیه خالص به آبخوان، زمین شناسی ناحیه اشباع، قشر خاک سطحی، شیب، اثر ناحیه غیراشباع و هدایت هیدرولیکی آبخوان است. در این مقاله پارامتر این مدل استخراج گردیده و درازای استفاده از ترکیب خطی لایه ها جهت تقریب میزان آسیب پذیری از تحلیل مولفه ها اساسی (PCA) به عنوان روش جایگزین استفاده شده است. مزیت این روش برآورد اوزان مناسب و اصلاح شده لایه ها و تخمین مناسب میزان آسیب پذیری با توجه به در نظر گرفتن واریانس حداکثری مولفه های مدل آسیب پذیری است. در مطالعه صورت گرفته مدل آسیب پذیری آبخوان دشت قروه-دهگلان با استفاده از روش تحلیل مولفه های اساسی استخراج و به وسیله متدهای تحلیل خوشه ای(CA) تفکیک گردید. درنهایت نیز با استفاده از روش ارزیابی، کارایی خوشه بندی Dunn، اقسام خوشه بندی های صورت گرفته مورد آزمون قرار گرفت و بهترین روش نیز معرفی گردید. در این مطالعه مولفه اول 5/72 درصد از واریانس کل داده ها را توجیه نموده و روش خوشه بندی Single نیز به عنوان بهترین روش برای کاربردی کردن نتایج حاصل از این تحقیق معرفی گردید.
    کلیدواژگان: آبخوان، آسیب پذیری، PCA، CA، قروه، دهگلان
|
  • Farhad Misaghi Pages 439-448
    In this study, Optimized Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (OANFIS) was employed on a set of daily, weekly, 10-days and monthly data of inflow water into the Alavian Dam to predict the real-time inflow of the reservoir. Sequential and exhaustive search algorithms were used to determine the numbers and time steps of the model inputs and also reducing the prediction’s errors. In sequential search stage, several inputs series in daily, weekly, 10 days and monthly scales were developed as inputs and those were compared with outflows in time t as expressed by V (t). Also in exhaustive search phase, combinations of 2 from 10 and 3 from 10 which was included 45 and 120 models of time scale of V (t-1) to V (t-10) as inputs were developed and compared with outputs in time t as Vt. Statistical techniques including goodness of fit was used to evaluate the developed models performance. In sequential algorithm with daily scale, in the first step the input of V (t-1) with RSME=0.211 MCM, in the second step the input combination of V (t-1) to V (t-8) with RSME=0.187 MCM and also in the third step V (t-1), V (t-3) and V (t-4) with RSME=1.525 MCM were selected. Also in weekly scale, in the first step the input of V (t-1) with RSME=0.175 MCM, in the second step the input combination of V (t-1) to V (t-8) with RSME=0.192 MCM and also in the third step V (t-1), V (t-3) and V (t-4) with RSME=0.391 MCM were selected. In all of the optimized models of the studied time steps, the inputs of the V(t-1) was recognized as an effective factor and models outputs were sensitive to this variable at this time step which had the least time difference with output.
    Keywords: Forecasting, OANFIS, Sequential, Exhaustive Search Algorithms
  • Hamideh Noory, Mona Deyhool, Majid Vazifedoost, Ali Akbar Noroozi Pages 449-457
    Salinity is a phenomenon that does not satisfy the crop water requirement and leads reduction vegetation. To control of this phenomenon requires appropriate management and monitoring of spatial and temporal salinity variations from the past to the present
    In this study the spatial and temporal changes of soil salinity of irrigation and drainage network located in Garmsar, Iran, is investigated from 1986 to 2013. For this purpose, using satellite images and ground data, temporal changes of field area ratio are studied in three salinity levels of low, medium and high at the end of fall and spring planting period during these years by and five satellite indexes. Finally trend of changes is determined using Mann-Kendal test.
    Also determined the trend of changes the value of each salinity index’s pixel by Mann-Kendall test and zoning changes the salinity was extracted Results show that with a probability of 95%, at the end of fall planting period the trends of area ratio of fields with low, medium and high soil salinity are decreasing, increasing and increasing, respectively. At the end of spring planting period, trends are similar to fall planting period for fields with low and high levels and medium level shows no significant trend. Also zone classification of soil salinity show that north, south and west regions of Garmsar plain are at the risk of increasing salinity during the time and the north-east and central regions that have secondary irrigation network presents a decreasing trend in soil salinity. During considered years, of the total 16 thousand ha areas, fields with low soil salinity decrease around 6.5 thousand ha and the areas of fields with medium and high salinity increase around 4.5 thousand ha and 2 thousand ha, respectively, in this region.
  • Amirhossein Shokouhi, Masoud Parsinejad, Hamideh Noory, Babak Motesharezadeh Pages 459-466
    Due to the limited availability of Phosphorus in soil especially calcareous soils, it is important to investigate strategies to increase ability of Phosphorus uptake by plant. Evaluating the effect of Zeolite (Clinoptilolite), irrigation levels and preferential flows, simultaneously and independently, on increasing Phosphorus uptake by corn was objective of this study. Potted study was done in completely randomize design with 3 replications. Factors include existence and non-existence of Zeolite, existence and non-existence of artificial thin plastic pieces as macro pores for facilitation of preferential flows and two levels of moisture allowable deficiency (40 and 50 percent). Also the effect of treatments on uptake of soil extractable Potassium by plant was investigated in this study. Plant Phosphorus concentration on treatments with and without Zeolite was measured 1593.3 and 1545.2 milligram per kilogram respectively. Also this amount on treatments of MAD40, MAD50, with and without artificially created macro pores was 1557.3, 1581.2, 1561.8 and 1576.6 mg/kg respectively. Results have demonstrated that treatments had not significant effects on increase of phosphorus uptake. Also the factors had not significant effect on increase of soil extractable Potassium uptake by plant. Among agronomic traits, weight of Bilal (Corn Crop) was increased in existence of Zeolite but others have not influenced significantly (P
    Keywords: Phosphorus, Macro Pores, Moisture Allowable Deficiency, Calcareous Soil
  • Arash Mohammad Beigi Pages 467-473
    Pulse irrigation is consisted of an irrigation phase and a resting or non-operative irrigation phase. Water intermittent use causes that advance front with less volume water over continuous irrigation is completed, which it effect on the pattern of soil moisture. Another important subject in trickle irrigation is water distribution in non- operative irrigation that called redistribution. Amount of Redistribution is notable so it should have been considered in designing. The main objective of this present study is to evaluate pulsed and continuous redistribution of water in drip irrigation. For this purpose, both pulse and continuous surface drip irrigation by specified discharge (2.4 and 8 L/hr.) on three soil textures was tested in a physical model. The results showed that the vertical moisture redistribution in clay for less discharge (2.4 L/hr) is considerable and reached to 23 percent. The conclusion in continues showed horizontal redistribution in sandy for less discharge is 7 percent more than clay and this is 5 percent for pulse. Also for continues the vertical redistribution value in clay with q1 is about 6 percent and for pulse is about 4 percent more than clay.
    Keywords: horizontal front advance, resting phase, vertical front advance, wetting pattern, pulse irrigation
  • Farhad Rejali Pages 475-483
    One of the method to clean up contaminated soil is growing a hyper accumulator plant which is named phytoremediation. Some of hyper accumulator plants are proper host for mycorrhizal fungi.In this relationship, fungus, consume a part of organic carbon from the plant and by developing its mycelium network help plant to uptake more mineral nutrients from the soil. By doing a greenhouse research tried to determine the mycorrhizal efficiency to increase plant ability in mineral nutrient and heavy metal uptake from a contaminated soil with a high level of Cr, Ni and Cd .In this exam two hyper accumulator plants , sunflower and corn and also 4 species of mycorrhizal fungi, including, Glomus mosseae , Glomus intraradices ,Glomus etunicatum and Glomus sp and one treatment without fungi as blank, with 5 replications per treatment were used. Results showed that mycorrhizal inoculation in two plants , sunflower and corn by increasing mycorrhizal colonization enhanced aerial part growth of plant and also macro and micro nutrient uptake. T4 treatment, including G.mosseae and G.intraradices in corn growth had the highest capacity for Cd, Ni and Cr uptake from the soil, so that it increased the uptake of these three elements in corn stalks react, 1.57, 3.79 and 4.18 micrograms per pot. In sunflower this treatment was able to increase Cd and Ni uptake, react 0.21 and 0.23 micrograms per pot. Finally if we want to use these two plants for phytoremediation, the use of these two fungi will be proposed.
    Keywords: Phytoremediation, Mycorrhizal symbiosis, Corn, Sunflower, Heavy metals
  • Mozhde Lahoori, Mahmoud Babalar, Ali Raeesi Estabragh, Sadegh Ranjbari Pages 485-494
    In this research the effect of randomly reinforced soil and soil cement with different percent of cement and fiber and different length of fiber was investigated. Samples were prepared according to the maximum dry unit weight and optimum water content due to the corresponding compaction curves. Compressive and tensile strength were conducted on samples for different curing times. Regression equations were proposed based on the experimental data for prediction of the compressive and tensile strength of reinforced soil and soil cement. Comparison between the model predictions and the experimental results showed that the proposed model can predict the mechanical behavior of reinforced soil and soil cement satisfactory.
    Keywords: Soil reinforcement, soil, cement, fiber, compressive strength, Tensile strength, regression model
  • Pages 495-504
    The growth and development of crop models such as AquaCrop model is the most important tools for decision-making and predicting crop yields. The aim of this research was to assess AquaCrop model for simulating spatial variability of forage maize yield along the furrow. Four treatments for calibration and validation of the model were investigated based on the percentage of supplied crop water requirement at the end of furrow (100, 75, 50 and 25 percent of full irrigation at the end of furrow). Full irrigation and deficit irrigation treatments were considered for model calibration and validation, respectively. The full irrigation treatment had the lowest coefficient of variation for observed forage maize biomass and crop yield (9.0 and 12.1 %, respectively) and simulated forage maize biomass and crop yield (6.5 and 6.8 % respectively). Indicators of RMSE and NRMSE for simulation of maize biomass were 1.6 ton/ha and 10.1 % in the calibration stage and 1.5 ton/ha and 11.9 % in the validation stage, respectively. The results of this study indicated that the AquaCrop model can be applied for simulation of forage maize biomass along the furrow.
    Keywords: deficit irrigation, furrow irrigation, simulation, uniformity
  • Mohammad Hemmati Pages 505-516
    Bendway weirs are an important tool in multi-purpose erosion control and are implemented to control erosion, restore streams, and improve habitat. These structures create a hydraulic effect that reduces erosion on the outer bank of a bend by reducing flow velocities near the outer bank and reduce the concentration of currents on the outer bank creating better current alignment through the bend. In this research the effect of bendway weirs on flow pattern in a 90 degree mild bend has been investigated experimentally. Experimental tests were conducted in a curved flume with relative radius of 3.3 (R/b=3.3) and with 24 m length and 0.92 m width at three flow discharges (55, 66 and 77 l/s). Series of bendway weirs (7 weirs) were constructed at the outer bank side of the bend at three weir height ratios (0.3, 0.5 and 0.7 of water depth), three crest slopes (0%, 5% and 10%), while inclination angle (60°) and distance between weirs (equal to 3 times of weir length) were kept fixed. Velocity measurements around weirs were performed in two levels, near the bed and close to the water surface. The research results showed that the velocity magnitude decreased in the outer bank by more than 70% and increased in the inner bank side by more than 50%, after bendway weirs installation. Weirs with height of 0.5y and with crest slope of 5% were more effective in deceleration of velocity at the outer bank side. On the other hand, weirs with height of 0.7y and also weirs with flat crest slope were more efficient in velocity magnitude increment at the inner bank side, especially in the head of the bend. Generally, the present research results revealed that the bendway weirs with crest slope of 5% and with height of 0.5y are the most suitable design options in such bends.
    Keywords: Bendway weirs, 90 degree bend, flow pattern, crest slope, outer bank
  • Younes Khoshkhoo Pages 517-527
    The aim of this study is the calibration and validation of the physical-empirical SLSM model for simulation of the snow depth in the Saghez synoptic station. For this purpose, essential daily meteorological data of the model for the time period of 1992-2014 were prepared from the Iranian Meteorological Organization and by applying the Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) method, that performed by considering 15 parameters and performing 15000 simulations and using both Coefficient of Determination and Nash-Sutcliffe Efficiency indices for evaluating the accuracy of the model, Calibration and validation of the model were performed for the 1992-2009 and 2010-2014 time periods, respectively. Calibration process of the model was led to extracting 108 behavioral simulations and for performing validation of the model, the median of the 108 behavioral simulations was considered as the final output of the model and compared with the measured snow depth data. The results of the model validation showed that in most of the cases, the calibrated SLSM model has an acceptable efficiency to following the fluctuations of the measured snow depth data but it partly underestimates high values of the snow depth.
    Keywords: SLSM Model, GLUE method, Snow Depth, Saghez Station
  • Mehdi Gheisari Pages 529-537
    The objective of this study was to evaluate emitters clogging by root of grass for four types of inline emitters under subsurface drip irrigation system. The experimental treatments consisted of four discharge emitters include 3.5, 4, 2.2 and 2 liters per hour (respectively T3, T2, T1 and T4). The four treatments were arranged in a randomized complete block design with three replications for two years. The soil texture of site was silty clay loam. Uniformity indexes at the beginning and end of the experiment consists of emitter flow variation (qvar), coefficient of variation (CV), coefficient of uniformity (CU), emission uniformity (EU), Range and statistical uniformity (Us)were measured. The EU value was 96, 87, 94, and 94% for new emitter in the beginning of the experiment and was 79, 19, 45, and 85% in the terminated of the experiment for T1, T2, T3, and T4 treatments, respectively. Our results showed that emitter clogging by root were 4% for T1 and T4 treatments, 24% for T2 and 36% for T3 treatments. Based on the findings emitters that were installed in the pipe (flat integral drip line) was more efficient than the cylindrical tube emitters clogging rooted.
    Keywords: Clogging emitters, drip line, local irrigation, uniformity index
  • Habib Karimi Avargani, Ali Rahimi Khoob, Mohammad Hadi Nazarifar Pages 539-549
    Crop Simulation models are used for water management in farms and are widely used for optimization of water use efficiency. AquaCrop model is based on yield response to water that developed by FAO. The objective of this study was calibration of two parameters, including growing degree days from sowing to maturity (GDD) and water productivity normalized (WP) for barely in Pakdasht region, Iran. The experiments were done in 2014-2015 and the treatments were three crop calendars, including early, normal and late planting. Using calibration data and try and error method, GDD and BWP were calculated 1260 degree and 14.8 gram/m-2, respectively. The results showed that calibrated model provided close agreement with the reference values, with a coefficient determination of 0.99 and root mean square error of 0.59 ton ha-1.
    Keywords: Crop calendar, Crop yield, growing degree days, Water productivity normalized
  • Moein Ganjalikhani, Mohammad Zounemat, Kermani, Mohsen Rezapour, Mohammad Bagher Rahnama Pages 551-560
    This study presents a new method for interpolation by use of copula for groundwater quality zoning. In this regard, the data of the concentration of bicarbonate in 87 piezometric wells on the plains of Kerman and Ravar in September 2013 were examined. For this purpose, four Archimedean copula including Clayton, Frank, Gumbel and Joe have been used. Then, the obtained results were compared to the results obtained from conventional zoning methods to evaluate the performance of copulas. Analysis of the results with respect to the root mean square error criterion in the zoning was obtained about 1.84 and 1.95 mg/L based on median and mean respectively, by use of copula which had a better performance compared to kriging method with an error of 2.21 meq/l, kriging method within Box-Cox transformation and error of 2.14 meq/l, kriging with Logarithmic transformation of 1.98 meq/l and inverse distance weighting method with an error of 2.83 meq/l.
    Keywords: Archimedean copula, Kriging interpolation, Bicarbonate modeling, Spatial prediction, Geostatistics
  • Saeed Boroomand Nasab Pages 561-567
    Irrigation with saline water needs to the different managements to reduce the harmful effects of salinity on plants, soil and the environment. Simulation models are the useful tool to irrigation management in conditions of soil and water salinity because, they can predict crop yield and soil conditions considering to different climate, plant and management practices. In this study, the SALTMED model was evaluated under different conditions of irrigation management with saline water for corn. Irrigation was done with tape irrigation system in the strategies mixing, one-alternate and half-alternate of fresh water and saline water at four levels of salinity. The SALTMED model was calibrated based on half of the treatments and validated with the other half. The model calibration was done on soil moisture, yield and biomass. The average of normalize root mean square error (NRMSE) for simulation of yield and biomass calculated 3.21 and 2.35 percentage respectively, that indicating high accuracy for model. The mean of NRMSE in simulation of soil moisture for different managements calculated 6.52 percentages. As well as the SALTMED model simulated distribution of soil salinity in alternative strategies with less accuracy (NRMSE=15.71) than mixing management (NRMSE=9.57).
    Keywords: Simulation, Yield, Soil Moisture
  • Mahbobeh Aghajani Pages 569-579
    Virtual water trade is investigated in industrial, agricultural, social sectors for national and global scales. In this study, interbrain virtual water was evaluated in irrigation sector for the Sefidroud basin to use in the allocation of water resources. In this regard, through investigating eight cropping pattern (S1- S8) in the riverbank of Qezelozan River (provinces of East Azarbaijan, Zanjan) during the years 2001-2025 were evaluated SWAT model. Data of Meteorological, hydrological river and crop yield for the years 2014- 2025, were produced using Minitab 17.0 software through ARIMA time series model. The results showed that cultivating dry- irrigated wheat (S6) is more appropriate in the East Azarbayjan and Zanjan province because of average of virtual water of wheat and rice is 2.73- 3.24 and 3.28- 4.06 (m3/kg) ,respectively. Also, excess water exchange for S6 from East Azarbayjan and Zanjan provinces to Gilan province resulted in to reduce virtual water of rice Guilan province.
    Keywords: Gilan province, Rice, Sefidroud basin, SWAT model, Wheat
  • Pages 581-592
    In this research, a first order Markov chain model was applied to simulate soil salinity in nine standard depths and 10 classes in the cultivated pistachio areas of Ardakan city. Transition probability matrix, kernel and uniform distribution were used to simulate 500000 soil profiles. Results indicate kernel function could reproduce soil salinity values with statistical criteria (i.e. mean, standard deviation, skewness and kurtosis) more closely to the observed data when compared to data simulated by uniform function. Moreover, simulation processes from down-up is more accurate than that of up-down method. Overall, Makov simulation technique is able to consider the relationship between different classes.
    Keywords: Kernel function, transition probability matrix, uniform distribution
  • Siroos Jafari, Ahmad Golchin, Ahmad Toolabifard Pages 593-603
    This research was conducted to study the effect of land use change on some physical fractionation component of organic matter and some of its quality factors. Therefore, two uncultivated and cultivated (such as rotational cropping and sugarcane) were selected in Khuzestan province. Disturbed and undisturbed soils were sampled from 0-30 and 30-60 cm depths. Total N, OC, dispersible clay (DC), aggregate stability and organic matter differentiation were comprised as factorial in Randomized blocks. The results showed that total carbon content was increased from 3.57 g kg-1 for uncultivated to 10.5 and 10.65% for sugarcane and rotation cropping system, respectively. Maximum aggregate stability was belonging to sugarcane and minimum was for uncultivated land use. Due to land use changes, dispersible clay content was reduced from 44 in uncultivated land to 33 and 38% under sugarcane and rotation cropping system, respectively. Organic carbon content and total N was increased with land use change from uncultivated to cultivate but sand component was more sensitive to the land use change as comparison to other component and reacted rapidly. Also, organic carbon and nitrogen was more reach in sand particle of organic matter in surface layer. While, the change of land use increased clay fraction of organic matter at first level, this was for sand fraction in second level and third level was belong to silt. This is related to aromatic structure and resistance of this fractionation of organic matter. It was concluded that for soils do not have good quality, best management practices (BMP) and increase organic matter can improve the soil quality and aggregate stability due to make good situation for cultivation.
    Keywords: aggregate stability, dispersible clay, land use, organic matter, physical fractionation
  • Ali Golkarian, Bita Shiravi Pages 605-611
    Statistics show the damage caused by floods has increased in recent decades. One of the solutions for flood damages control is the construction of check dams. Because these check dams by saving some of flood volume, reduces a part of flood volume and the height of the flood peak in downstream. This study has been performed with the aim of spatial optimization of this check dams. For this purpose, masonry check dams in one of the sub catchment of Kashaf Rood were located. Then by calculating the flood volume and the volume of dam reservoirs, number and location of check dams to achieve different objectives were optimized. Since the study area is a mountainous sub basin, the best condition for flood control was considered when check dams with priority one and two are proposed and goals that require dams to be more than that, is not recommended. Accordingly, the selection of check dams with the priority one and two in study area can control 50 percent of flood with return period of 50 and 100 years and 75 percent of flood with return period of 50 years.
    Keywords: Masonry check dams, flood control, Kashaf Rood catchment, control volume, locating
  • Farzad Hasanpour Pages 613-623
    Application of saline water sources combined with reducing water consumption during crops growing seasons will have an important role in adjustment with water crisis. In this regard, applying a suitable water management aimed at sustaining crops under osmotic stress and water deficit can cause food security. Thus, in this research, the influence of partial root zone drying with a combination of sea water on quantitative properties and water productivity of sunflower was investigated in Agricultural Sciences and Natural Resources University of Sari. Treatments were arranged on factorial based on randomized complete block design with three replications. Six treatments included full irrigation with fresh water (FI), full irrigation with saline water (SI), full irrigation with periodic use of saline water and fresh water (FSI), partial root zone drying irrigation with fresh water (PRD1), partial root zone drying irrigation with saline water (PRD2) and partial root zone drying irrigation with periodic use of saline water and fresh water (PRD3). The results showed that significant difference was not found between the treatments of PRD1, PRD3 and FSI compared with FI in yield, harvest index and water productivity. The highest yield with the value of 4706 (kg/ha) in the control treatment and the maximum values of harvest index (%50.63) and water productivity (1.12 kg m3 ha-1) in PRD1 treatment was found. SI and PRD2 treatments had the lowest level of yield with values of 3983 and 3636 (kg/ha), respectively. It could be concluded that in addition to 25 % water saving under applying a suitable irrigation management in PRD3 treatment, it is possible to supply a part of crop water demand with saline water during treatment period which results in higher fresh water saving for sunflower cultivation.
    Keywords: alternative use of saline water, fresh water, water productivity, water use management, Mazandaran
  • Pages 625-635
    The efficiency of Ab-Bandans is reduced with water leakage from them, so one solution is adding different materials to the soil of Ab-Bandans. In this study, different percentages nanoclay, 10% cement and 5% lime was used to reduce hydraulic conductivity of the soil of Ab-Bandans. The hydraulic conductivity reduced from 1.58*10-4 to 2.88*10-5 with the addition of %0.5 nanoclay. Measurement of piezometric pressure showed that nonlocal, cement and lime decreasing the phreatic surface on banks. Composition of the soil with nanoclay, cement and lime, respectively, decreased 58%, 51% and 28% losses that nanoclay further reduces leakage. Statistically significant differences between water seepage losses of natural soil with other materials exist at 95%. So the use of different materials such as nanoclay, cement and lime, respectively their impact on reducing of seepage, recommended for control the leakage of Ab-Bandan that lime was more economical in the case study.
    Keywords: Experimental Model, Hydraulic Conductivity, Leakage, Nonomaterials
  • Ammar Habibi Kandbon, Rezgar Arabzadeh, Afshin Ashrafzadeh Pages 637-647
    DRASTIC is known as the most prototype models of groundwater vulnerability assessment. The DRASTIC constitutes from seven schematic parameters consisting: Depth to groundwater, Recharge to aquifer, Aquifer geology, and surface Soil texture, Impact of vadoze zone and hydraulic Conductivity. In this study the models parameters were extracted by the main schematic maps of model. Instead using the linear combinations of parameters by the proposed weights of model, a principal component analysis (PCA) also known as empirical orthogonal function, was taken into account for assessing a more reasonable and accurate value for aquifer vulnerability. The advantage of this approach is accurate derivation of model weights and consideration of the maximum model parameters variances affecting groundwater system vulnerability. In the current study the models parameters evaluated for Qorveh-Dehgolan aquifer and the groundwater vulnerability of this site assessed using PCA. Eventually the first component (PC1) scores clustered using different Clustering Analysis (CA) and the best method delineated by Dunn cluster validation technique. PCA Results showed a large value of variance justification by PC1 equal to 72.5 percent. Also Dunn validation technique delineated the Single method as the best clustering manner.
    Keywords: Groundwater, Vulnerability, PCA, CA, Qorveh, Dehgolan