فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال بیست و چهارم شماره 3 (امرداد و شهریور 1396)
  • سال بیست و چهارم شماره 3 (امرداد و شهریور 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/07/29
  • تعداد عناوین: 18
|
  • رقیه احمدی فر، سید مرتضی موسوی*، مجید رحیم زادگان صفحه 1
    سابقه و هدف
    حفاظت از کیفیت آب های زیرزمینی به دلیل کاربرد فراوان این منابع در بخش های مختلف از جمله کشاورزی، صنعت و شرب از اهمیت زیادی برخوردار است. رفع آلودگی آب های زیرزمینی فرآیندی پرهزینه و زمان بر است. از این رو لازم است روش مناسبی برای پیشگیری از آلودگی به کار رود. یکی از این راه ها شناسایی نواحی مستعد در برابر آلودگی می باشد. هدف این مطالعه، انتخاب روش مناسب برای شناسایی مناطق حساس به ورود آلودگی به آب های زیرزمینی در دشت سراب است.
    مواد و روش ها
    جهت ارزیابی آلودگی منابع آب زیرزمینی در دشت سراب از دو مدل DRASTICو SINTACS استفاده شد. در ابتدا، نقشه های آسیب پذیری آبخوان در مقابل آلودگی برای هر یک از مدل ها، با توجه به لایه های اطلاعاتی که شامل عمق سطح ایستابی، تغذیه خالص، محیط آبخوان، شرایط خاک، توپوگرافی، اثر ناحیه غیراشباع و هدایت هیدرولیکی آبخوان می باشند، در محیط نرم افزار Arc GIS تهیه شد. سپس از ترکیب پارامتر کاربری اراضی با نقشه های آسیب پذیری، نقشه های ریسک پذیری به دست آمد. همچنین، از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) برای ارزیابی صحیح وزن و رتبه پارامترها و زیرپارامترهای تاثیرگذار در شاخص های DRATICLU و SINTACSLU استفاده شد تا شرایط هیدروژئولوژیکی منطقه مورد مطالعه بر روی مدل ها، اعمال شود. برای مشخص کردن بهترین شاخص آسیب پذیری و ریسک پذیری از نظر تفکیک مناطق حساس به ورود آلودگی، ضریب همبستگی بین غلظت نیترات آب زیرزمینی و مقدار شاخص های محاسبه شده برای منطقه، با استفاده از روش رگرسیون خطی ساده انجام شد.
    یافته ها
    براساس نقشه DRASTIC، 62/82 ، 43/4 و 94/12 درصد از وسعت منطقه مورد مطالعه، به ترتیب دارای پتانسیل آسیب پذیری متوسط، کم تا متوسط و متوسط تا زیاد است. براساس نقشه SINTACS، 48/76 درصد منطقه با پتانسیل آسیب پذیری متوسط تا زیاد و 52/23 درصد با آسیب پذیری کم ارزیابی شد. طبق نتایج شاخص DRASTICLU، 10/24 درصد از وسعت منطقه مورد مطالعه دارای ریسک پذیری کم، 97/48 درصد دارای ریسک پذیری متوسط و 86/24 درصد دارای ریسک پذیری زیاد است. در طبقه بندی نقشه SINTACSLU به ترتیب 35/55 و 82/40 درصد از اراضی دشت سراب در محدوده ریسک پذیری متوسط و زیاد قرار گرفت. همچنین طبق نتایج شاخص AHP-DRASTICLU به ترتیب 81/7، 86/50، 52/37، 74/3 درصد از منطقه مورد مطالعه، با ریسک پذیری خیلی کم، کم، متوسط و زیاد ارزیابی شد و شاخص AHP-SINTACSLU نتایجی مشابه شاخص AHP-DRASTICLU را نشان داد.
    نتیجه گیری
    به منظور انتخاب بهترین شاخص آسیب پذیری و ریسک پذیری از نظر تفکیک منطقه حساس به ورود آلودگی، ارتباط بین غلظت نیترات آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه و مقدار هر کدام از شاخص ها محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که در بین شاخص های آسیب پذیری، شاخص DRASTIC با ضریب تبیین 40/0 و در بین شاخص های ریسک پذیری، شاخص AHP-DRASTILU با ضریب تبیین 56/0، دارای R^2 بالاتری نسبت به بقیه شاخص ها هستند؛ بنابراین برای ارزیابی آسیب پذیری و ریسک پذیری آبخوان دشت سراب، معتبرتر و دقیقتر هستند.
    کلیدواژگان: آسیب پذیری و ریسک پذیری، دشت سراب، DRASTIC، SINTACS، فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP)
  • علی آرمان *، جواد ظهیری، پریا فتاحی صفحه 21
    سابقه و هدف
    یکی از بالاترین خسارات ناشی از حوادث غیرمترقبه، پدیده فرسایش سواحل می باشد. رودخانه ها تحت تاثیر پدیده فرسایش و رسوبگذاری دستخوش تغییرات گوناگونی می شوند که از آن جمله می توان به تغییر راستا، جابجایی های عرضی و طولی، تغییر تراز بستر و دگرگونی ویژگی های هندسی مسیر اشاره کرد. جهت محافظت ساحل در قوس بیرونی روش های متعددی وجود دارد که استفاده از آبشکن از جمله بهترین و اقتصادی ترین روش ها در اکثر نقاط دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. در تحقیق حاضر، الگوی جریان و رسوب در یک قوس 90 درجه ملایم، همراه و بدون حضور آبشکن ها با تغییر موقعیت قرارگیری و طول آبشکن ها با آرایش های 15%، 20% و 25% عرض فلوم با استفاده از مدل عددی CCHE2D بررسی شد و با در نظر گرفتن عملکرد هیدرولیکی آبشکن، ترکیب بهینه پارامترهای طول و موقعیت آبشکن در قوس مورد بررسی قرارگرفت.
    مواد و روش ها
    قوس به کار رفته در حل عددی این تحقیق شامل یک فلوم قوسی 90 درجه ملایم و با عرض 70 سانتی متر است که در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز مدل سازی شده است. به منظور شبیه سازی الگوی جریان و رسوب، در این تحقیق از مدل عددی CCHE2D استفاده گردید. این مدل جزء مدل های هیدرودینامیکی دوبعدی بوده که در مرکز بین المللی علوم هیدرولیک و مهندسی محاسباتی دانشکده می سی سی پی آمریکا تهیه شده و توسعه یافته است.
    یافته ها
    صحت سنجی هیدرولیکی و رسوبی نتایج با استفاده از مقایسه نتایج شبیه سازی شده توسط مدل با نتایج آزمایشگاهی صورت گرفت. نتایج بیانگر قابلیت بالای مدل عددی در شبیه سازی الگوی جریان و رسوب در قوس است. نتایج حاصل از مقایسه سرعت ها در مدل و نتایج آزمایشگاهی بیانگر دقتی بیش از 94% می باشد. همچنین در صحت سنجی رسوبی مشخص شد که دقت مدل در برآورد فرسایش و رسوبگذاری بیش از 90% می باشد.
    نتیجه گیری
    تحلیل نتایج نشان می دهد که با افزایش طول آبشکن ها حداکثر میزان سرعت و نیز عمق فرسایش و رسوبگذاری افزایش می یابد. بطور مثال حداکثر عمق آبشستگی در آبشکن های با طول 15 و 20 درصد عرض فلوم نسبت به آبشکن های با طول 25 درصد عرض فلوم، به ترتیب 44% و 33% کاهش یافته است. همچنین حداکثر سرعت در آبشکن های دارای طول 15 و 20 درصد عرض مجرا به ترتیب 9 و 16 درصد نسبت به آبشکن های با طول 25 درصد عرض مجرا کاهش یافته است. نتایج نشان می دهند که الگوی فرسایش و رسوبگذاری در آبشکن با طول 20% عرض مجرا ارجحیت دارد. زیرا اولا با حداقل تغییرات کف مجرا الگوی جریان را به سمت مرکز کانال منحرف می سازند. ثانیا آبشکن های با طولهای 15% و 25% عرض مجرا حجم رسوبگذاری بسیار زیادی را در قوس داخلی منجر می گردند که این امر باعث می شود عرض مفید برای عبور جریان کمتر گشته و افزایش دبی در واحد عرض و همچنین افزایش تنش برشی را در پی خواهد داشت.
    کلیدواژگان: آبشکن، الگوی جریان و رسوب، قوس 90 درجه، مدل عددی CCHE2D
  • علیرضا عرب عامری *، کورش شیرانی، خلیل رضایی صفحه 41
    سابقه و هدف زمین لغزش ها یکی از مخاطرات مهم زمین شناسی در سراسر جهان می باشند. توسعه شهرهای و سازه های دست انسان بر روی مناطق به ‏طور بالقوه خطرناک همه ساله موجب خسارات گسترده به زیرساخت ها و گاهی اوقات موجب خسارات جانی می شود. شناسایی عوامل ‏موثر بر زمین لغزش های موجود در یک حوضه و پهنه بندی خطر آن یکی از ابزارهای اساسی جهت دستیابی به راهکارهای کنترل این ‏پدیده و انتخاب مناسب ترین و کاربردی ترین گزینه موثر می باشد. از این رو، این پژوهش با هدف شناسایی عوامل موثر در ایجاد پدیده ‏زمین لغزش و مشخص کردن مناطق دارای پتانسیل جهت پهنه بندی زمین لغزش در حوضه سرخون کارون با استفاده از روش های ‏دمپستر-شفر و نسبت فراوانی انجام گرفته است.‏
    مواد و روش ها بدین منظور پس از تهیه نقشه پراکنش زمین لغزش با استفاده از پیمایشات میدانی و تفسیر عکس های هوایی، لایه های اطلاعاتی فاصله از ‏آبراهه، فاصله از گسل، طبقات ارتفاعی، شیب، جهت شیب، شاخص رطوبت (TWI) ،فاصله از جاده، کاربری اراضی، لیتولوژی و شاخص ‏توان حمل جریان (SPI) به عنوان عوامل موثر در وقوع زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه انتخاب گردیدند و پس از اعمال روش های ‏دمپستر-شفر و نسبت فراوانی نقشه های نهایی پهنه بندی تهیه گردید. برای محاسبه وزن عوامل موثر از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی ‏کارشناسی در نرم افزار ‏expert choice‏ استفاده گردید. به منظور صحت سنجی روش های مورد استفاده از منحنی ‏ROC‏ استفاده ‏گردیده است.‏
    یافته ها اصلی ترین عوامل در بروز زمین لغزش های این منطقه بر اساس مشاهدات میدانی و نظرات کارشناسی شامل لیتولوژی، فاصله از جاده و ‏شیب به ترتیب با کسب امتیازات (181/0، 163/0، 145/0) می باشند و در مقابل عوامل بارندگی، شیب و شاخص خیسی (TWI) به ترتیب ‏با کسب امتیازات (018/0، 036/0، 054/0) کمترین تاثیر را در وقوع زمین لغزش داشته اند. طبق نتایج مدل نسبت فراوانی مقدار AUCبالاتری (927/0) را نسبت به مدل دمپستر-شیفر (858/0) کسب نمود که این موضوع بیانگر همبستگی بالا بین نقشه خطر تهیه شده و ‏نقشه پراکنش زمین لغزش و ارزیابی بهتر مدل نسبت فراوانی نسبت به مدل دمپستر-شیفر می باشد.‏
    نتیجه گیری نتایج حاصل از صحت سنجی نشان داد که مدل نسبت فراوانی دارای کارایی و دقت بالاتری نسبت به مدل دمپستر-شفر جهت تهیه نقشه ‏پهنه بندی می باشد. بر اساس نتایج حاصل از مدل نسبت فراوانی 21128200متر مربع (05/7 درصد) از منطقه در کلاس خطر خیلی کم، ‏‏67144500متر مربع (45/20 درصد) از منطقه در کلاس خطر کم، 90113400 متر مربع (45/27 درصد) از منطقه در کلاس خطر متوسط، ‏‏91733400 متر مربع (94/27 درصد) از منطقه در کلاس زیاد و در نهایت 56160000 متر مربع (11/17 درصد) از منطقه در کلاس خیلی ‏زیاد قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، پهنه بندی، روش دمپسترشیفر، روش نسبت فراوانی، صحت سنجی
  • مهسا خادمی *، حمید معینی، حسین بنکداری، عیسی ابتهاج صفحه 59
    سابقه و هدف
    یکی از فرض های بسیار مهم در مدل سازی سری های زمانی ایستا بودن آن است. میزان ایستای می تواند متفاوت باشد به طوری که در تعاریف منابع مختلف ایستایی مرتبه ی اول، مرتبه ی دوم، قوی و اکید تعریف شده است. لذا در این پژوهش به بررسی تاثیر تفاضل گیری های فصلی، غیرفصلی و توام بر میزان ایستایی سری زمانی پرداخته شد. همچنین تاثیر میزان ایستایی بر عملکرد مدل-های ARMA، ARIMA و SARIMA در مدل سازی و پیش بینی سری زمانی تراز ماهانه ی سطح دریاچه از جنبه های مختلف بررسی گردید.
    مواد و روش ها
    بدین منظور از 96 داده ی ماهانه ی اندازه گیری شده از دریاچه ی میشیگان-هارن واقع در مرز کشورهای آمریکا و کانادا استفاده شد. 76 سال ابتدایی این داده ها برای دوره ی واسنجی و 20 سال انتهایی برای دوره ی اعتبارسنجی در نظر گرفته شد. ابتدا به کمک آزمون های من-کندال فصلی و فیشر وجود اجزاء روند و دوره در سری بررسی شد. این دو جز اصلی ترین عوامل ناایستا کننده سری زمانی هستند. سپس از تفاضل گیری های فصلی، غیرفصلی و هردو استفاده شد و نتایج با داده های بدون تفاضل گیری مقایسه شد. به منظور بررسی میزان ایستایی سری های به دست آمده نیز از نمودار ACF و آزمون دیکی-فولر تعمییم یافته استفاده شد. نوع و تعداد پارامترهای مورد نیاز در مدل ها نیز با استفاده از نمودار ACF برای هرکدام از این حالات تعیین گردید. سپس هرکدام از سری ها با استفاده از مدل مناسب خود، مدلسازی و پیش بینی شدند.
    یافته ها
    بررسی ها نشان داد که هیچگونه روند و تناوبی در داده ها وجود ندارد و سری زمانی ایستا است. با این حال استفاده از تفاضل گیری های فصلی و توام میزان ایستایی را بیشتر می کنند. اما تفاضل گیری غیرفصلی سری را ناایستا می کند. استفاده ی همزمان از تفاضل گیری فصلی و غیرفصلی دارای بیشترین تاثیر در میزان ایستا شدن تراز سطح دریاچه است. مطابق با نمودار ACF، استفاده از تفاضل گیری توام باعث می شود که به استفاده از پارامترهای فصلی در مدل احتیاج پیدا شود. در صورتی که در دیگر حالت ها اینگونه نیست. بنابراین سری بدون تفاضل گیری با مدل ARMA، سری تفاضل گیری فصلی شده با مدل ARIMA و سری تفاضل-گیری توام شده با مدل SARIMA مدل سازی گردید. نتایج نشان داد که هنگام استفاده از تفاضل گیری توام، تعداد مدل های موردنیاز برای دستیابی به دقیق ترین پیش بینی به اندازه ی بسیار زیادی کاهش می یابد. به طوری که بدون تفاضل گیری به 1444 مدل ARMA نیاز بود که این میزان هنگام استفاده از تفاضل گیری های فصلی و غیرفصلی به 64 مدل SARIMA کاهش یافت. از طرف دیگر با استفاده از تعداد پارامترهای بسیار کمتر (2 پارامتر) در مدل SARIMA نتیجه ای مشابه و حتی بهتر از مدل ARMA با تعداد 21 پارامتر به دست آمد.
    نتیجه گیری
    نتایج نشان داد که ایستاسازی هرچه بیشتر تراز ماهانه ی دریاچه که به خودی خود ایستاست، تعداد مدل ها و تعداد پارامترهای موردنیاز مدل ها را برای دست یابی به بهترین نتیجه به اندازه ی زیادی کاهش می دهد. بدین منظور تفاضل گیری توام بیشتر از سایر روش ها سری موردنظر را ایستا نمود.
    کلیدواژگان: پیش بینی، سری زمانی، سطح دریاچه، SARIMA، ARIMA
  • مهدی نجفی قیری *، حمیدرضا بوستانی صفحه 77
    سابقه و هدف
    استفاده از ترکیب های آلی مختلف در کشاورزی ارگانیک می تواند سبب تغییر در وضعیت عناصر مورد نیاز گیاه در خاک های دچار کمبود گردد. خاک های مناطق خشک ایران دارای مقدار قابل توجهی پتاسیم قابل استفاده هستند که با کشاورزی فشرده مقدار آن ها در حال کاهش می باشد. مقداری از این کمبود می تواند با کاربرد ترکیب های آلی مختلف در کشاورزی ارگانیک جبران گردد.
    مواد و روش ها
    برای انجام این پژوهش، آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با کاربرد چهار ماده آلی گیاهی و بیوچار حاصل از آن ها در یک خاک آهکی و تاثیر آن بر مقدار شکل های مختلف پتاسیم انجام شد. مقدار 3 گرم کاه گندم، کاه ذرت، سبوس برنج و تفاله ریشه شیرین بیان و بیوچار حاصل از آن ها به 100 گرم از یک خاک لوم رسی آهکی اضافه گردید و نمونه ها به مدت 90 روز در دمای 2±22 درجه سلسیوس و 50 درصد رطوبت اشباع گردید. نمونه های خاک، هواخشک و الک شد و pH، قابلیت هدایت الکتریکی و مقادیر پتاسیم محلول، تبادلی، غیرتبادلی، قابل استخراج با اسیدنیتریک و مقدار پتاسیم آزاد شده از کانی های خاک اندازه گیری گردید.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که کاربرد مواد آلی گیاهی، pH خاک را تغییر نداد اما بیوچار سبب افزایش pH خاک گردید (میانگین 07/0). قابلیت هدایت الکتریکی خاک با کاربرد کاه گندم و ذرت افزایش یافت و تبدیل مواد آلی گیاهی به بیوچار شوری خاک را بیشتر افزایش داد. تفاله ریشه شیرین بیان و بیوچار آن تاثیری بر مقدار شکل های مختلف پتاسیم نداشتند اما سایر مواد آلی گیاهی و بیوچار حاصل از آن ها سبب افزایش پتاسیم قابل استخراج با اسیدنیتریک، محلول و تبادلی شدند و ترتیب این افزایش به صورت کاه گندم > کاه ذرت > سبوس برنج بود. به طور میانگین، بیوچارها نسبت به مواد آلی گیاهی افزایش بیشتری را در مقدار پتاسیم محلول، تبادلی و قابل استخراج با اسیدنیتریک نشان دادند (به ترتیب 212، 269 و 286 میلی گرم بر کیلوگرم). پتاسیم غیرتبادلی با کاربرد مواد آلی گیاهی و بیوچار آن ها (به جز کاه ذرت) تغییری نیافت. کاه گندم، کاه ذرت و سبوس برنج سبب آزادسازی به ترتیب 286، 217 و 146 میلی گرم بر کیلوگرم و بیوچار کاه گندم، کاه ذرت و سبوس برنج سبب آزادسازی به ترتیب 637، 429 و 290 میلی گرم بر کیلوگرم پتاسیم از ساختمان کانی های پتاسیم دار خاک شدند که این می تواند در نتیجه تاثیر ملکول های آلی و کاتیون های معدنی موجود در ترکیب ها بر تجزیه کانی ها و آزادسازی پتاسیم از آن ها باشد.
    نتیجه گیری
    به طورکلی می توان نتیجه گیری کرد که کاربرد مواد آلی گیاهی و بیوچار حاصل از آن ها می تواند تاثیراتی شگرف بر وضعیت پتاسیم خاک و رفع کمبود این عنصر داشته و در این میان نقش بیوچار به مراتب مهم تر از مواد آلی اولیه می باشد. از طرف دیگر افزایش شوری و pH خاک به ویژه در خاک های آهکی مناطق خشک باید در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: آزادسازی پتاسیم، قابلیت هدایت الکتریکی، pH خاک، شکل های پتاسیم
  • حامد ارفع نیا، عباس صمدی، فرخ اسدزاده *، ابراهیم سپهر، زهرا عسل پیشه صفحه 95
    سابقه و هدف
    فسفر یک منبع محدود و عنصر غذایی اصلی در زیست بوم های رودخانه ای است. فسفر موجود در رسوبات رودخانه-ای به شکل های شیمیایی مختلفی یافت می شود که می تواند به تدریج آزاد شده و در نتیجه امکان ایجاد شرایط به پروردگی را در رودخانه ها فراهم آورد. جزء بندی فسفر می تواند اطلاعات ارزشمندی را در رابطه با ارزیابی خطر آن در محیط های آبی به همراه داشته باشد. با این حال دانسته های موجود در رابطه با جزء بندی فسفر در رسوبات مربوط به زیست بوم های رودخانه ای ایران بسیار محدود بوده و ارزیابی مشخصی از چگونگی آزاد شدن هر یک از اجزاء آن وجود ندارد. گزارش های مکتوب و عینی نشان می دهد که پدیده شکوفایی جلبکی در رودخانه های غرب حوضه آبخیز دریاچه ارومیه نیز به وفور یافت می شود. بنابراین مطالعه شکل های شیمیایی فسفر در این رسوبات به منظور توسعه ی شاخص های مناسب در رابطه با قابلیت استفاده آن ها توسط جلبک های بومی منطقه، ضروری است.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش از روش عصاره گیری گام به گام و آزمون جلبکی برای ارزیابی شکل های مختلف شیمیایی فسفر و قابلیت استفاده این شکل ها توسط جلبک سندسموس ابلیکوس (Scenedesmus Obliquus)، استفاده شد. برای این منظور 34 نمونه رسوب از هفت رودخانه در غرب حوضه آبخیز دریاچه ارومیه برداشت و با عصاره گیری چهار مرحله ای (کلرید پتاسیم برای فسفر تبادلی، هیدروکسید سدیم برای فسفر آهن و آلومینیومی، اسید کلریدریک برای فسفر کلسیمی و مخلوط اسید سولفوریک و نیتریک برای فسفر باقیمانده) شکل های شیمیایی فسفر آن ها تعیین شد. آزمون جلبکی با هدف تعیین جزء زیست فراهم فسفر و ارتباط آن با جمعیت جلبکی محیط اجرا شد. به منظور شناسایی ویژگی های پراهمیت رسوبات از روش تجزیه به مولفه های اصلی استفاده شد. روش خوشه بندی سلسله مراتبی و آزمون همبستگی پیرسون به ترتیب برای گزینش نمونه های رسوب و تعیین جزء زیست فراهم فسفر مورد استفاده قرار گرفتند.
    یافته ها
    نمونه های رسوبات رودخانه ای اغلب آهکی و درشت بافت بودند و آنالیز مولفه های اصلی نیز بر نقش ذرات شن و کربنات کلسیم بر تبیین ویژگی های این رسوبات تاکید دارد. یافته ها نشان داد که میانگین مقادیر کمی فسفر استخراج شده با استفاده از عصاره-گیری گام به گام (Sequential extraction)در تمامی رودخانه ها به غیر از رودخانه ی سیمینه چای به ترتیب: فسفر کلسیمی (Ca-P) > فسفر باقیمانده (RES-P) > فسفر آهن و آلومینیومی (Fe/Al-P) > فسفر تبادلی (EXCH-P) بود. در رودخانه ی سیمینه-چای میانگین مقدار جزء فسفر آهن و آلومینیومی بیش از فسفر باقیمانده بود. آزمون جلبکی به روشنی نشان داد که فسفر آهن و آلومینیومی (Fe/Al-P) دارای ارتباط بسیار معنی دار (0001/0 > P، 947/0 = r) با جمعیت جلبکی محیط کشت بود و پس از فسفر آهن و آلومینیومی، فسفر تبادلی (01/0 > P، 668/0 = r) و فسفر باقیمانده (05/0 > P، 563/0 = r) نیز همبستگی معنی داری با جمعیت جلبکی نشان دادند. فسفر کلسیمی رابطه ی معنی داری با جمعیت جلبکی محیط نشان نداد (246/0 = P، 308/0 = r).
    نتیجه گیری
    براساس نتایج این پژوهش فسفر آهن و آلومینیومی می تواند به عنوان بخشی از فسفر که پتانسیل زیست فراهمی بالایی دارد، در نظر گرفته شوده و به دلیل همبستگی بالا با رشد جلبک در محیط می تواند شاخصی ارزنده برای ارزیابی سلامت رسوبات از دیدگاه پدیده ی به پروردگی محسوب شود.
    کلیدواژگان: فسفر، رسوب، جلبک، زیست فراهمی
  • علیرضا اوجی، احمد لندی *، سعید حجتی صفحه 113
    سابقه و هدف
    خاک، یک منبع کلیدی و به‏عنوان کنترل‏کننده چرخه های ژئوشیمیایی، آب و موجودات زنده و بزرگترین و اصلی‏ترین مخزن ماده‏ی آلی محسوب می‏شود. اطلاعات کمی در ارتباط با تاثیر مدیریت قرق بر اشکال مختلف کربن در خاک‏های مراتع استان خوزستان وجود دارد؛ لذا این مطالعه با هدف بررسی تاثیر مدیریت قرق بر میزان و اشکال مختلف کربن خاک در برخی خاک‏های مراتع دشت پنتی در استان خوزستان انجام شد.
    مواد و روش‏ها: براین اساس، دو مرتع با مدیریت‏های مختلف (قرق شده و تحت چرا) در دشت پنتی ایذه انتخاب و سپس از 15 نقطه به صورت تصادفی و از دو عمق سطحی (0 تا 20 سانتی‏متری) و زیر سطحی (20 تا 40 سانتی‏متری) نمونه‏برداری صورت گرفت. پس از هواخشک کردن نمونه های خاک و عبور آن ها از الک دو میلی متری، خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و اشکال مختلف کربن خاک شامل کربن آلی کل، کربن قابل اکسید شدن به‏وسیله پرمنگنات، کربن آلی ذره‏ای ریز و درشت، کربن محلول در آب و کربن زیتوده میکروبی خاک‏ها اندازه گیری شد.
    یافته ها: نتایج نشان داد که مدیریت قرق درخاک‏های سطحی و زیرسطحی باعث افزایش میزان ماده آلی خاک شده است ولی در خاک‏های زیرسطحی علی‏رغم افزایش میزان مواد آلی، مقدار آن از لحاظ آماری معنی‏دار نبوده است. در لایه های سطحی مقدار آن معنی‏داری بوده است و باعث افزایش میزان کربن آلی کل (از 33/8 به 53/9 گرم بر کیلوگرم)، کربن آلی محلول (از 46/9 به 86/10 میلی‏گرم بر لیتر)، کربن زیتوده میکروبی (از1/418 به 2/456 میلی‏گرم بر کیلوگرم)، کربن قابل اکسید شدن توسط پرمنگنات (از 25/974 به 3/1035 میلی‏گرم بر کیلوگرم)، کربن آلی ذره‏ای ریز (از 6/430 به 7/450 میلی‏گرم بر کیلوگرم) و کربن آلی ذره‏ای درشت (از10/680 به 4/701 میلی‏گرم بر کیلوگرم) شده است. به نظر می‏رسد برای اینکه اثر تغییرات مدیریت به قسمت‏های پایین‏تر خاک تاثیرگذار شود نیازمند مدیریت با مدت زمان بیشتری هست. مقایسه بیومس در داخل (405 گرم بر متر مربع) و خارج قرق (117 گرم بر متر مربع) حاکی از وضعیت خوب پوشش گیاهی در داخل قرق و موثر بودن قرق در احیا مراتع منطقه می باشد.
    نتیجه گیری: نتایج نشان داد که کربن زیتوده میکروبی، کربن محلول خاک و کربن قابل اکسید شدن توسط پرمنگنات حساسیت بیشتری به مدیریت قرق نسبت به اشکال دیگر کربن داشته و شاخص‏های مناسبتری برای بررسی تاثیر مدیریت قرق بر کیفیت کربن آلی اضافه شده به خاک می‏باشند. همچنین، بر اساس شاخص نسبت طبقه‏بندی کربن نسبت به اشکال مختلف کربن آلی در این مطالعه، مدیریت قرق یکی از اقدامات مدیریتی مناسب و کارآمد بوده و باعث بهبود کیفیت خاک گردیده است؛ از این رو ضروری به نظر می‏رسد که تیمار قرق به‏عنوان یکی از برنامه های اصلی در طرح‏های منابع طبیعی تجدید شونده مد نظر قرار گیرد. در کل نتایج این مطالعه حاکی از اثرات نامطلوب چرای مراتع بر کیفیت مواد آلی خاک است که می‏تواند در درازمدت پایداری تولید در اکوسیستم‏های مرتعی را به خطر بیندازد.
    کلیدواژگان: مرتع، مدیریت قرق، کربن خاک، کیفیت خاک
  • سعید نجفی، سیدحمیدرضا صادقی *، توبیان هکمن صفحه 131
    سابقه و هدف
    استفاده ی بی رویه از منابع طبیعی سبب تشدید هدر رفت خاک و تولید رسوب بیش از مقادیر مجاز شده است. افزایش رسوب تولیدی در حوزه های آبخیز سبب مشکلات درون و برون منطقه ای زیادی می شود. بنابراین آگاهی از پهنه های مهم و مستعد انتقال رسوبات از ملزومات طراحی راهبردهای موثر در مدیریت تولید و انتقال رسوب در حوزه های آبخیز است. یکی از مفاهیم مهم در این زمینه، بررسی اتصال ساختاری رسوب است که انتقال رسوب از یک بخش به بخشی دیگر و پتانسیل جابه جایی برای ذرات رسوب در سراسر سامانه ی آبخیز (درون دامنه ای، بین دامنه و آبراهه، درون آبراهه ای) را مورد بررسی قرار می دهد. ازاین رو، پژوهش حاضر به منظور بررسی پراکنش مکانی و تغییرات زمانی اتصال ساختاری رسوب در سه سال 1990، 2001 و 2014 در حوزه ی آبخیز تهم چای زنجان انجام شد.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه با استفاده از نقشه ی مدل رقومی ارتفاعی منطقه با مقیاس 1:25000 و سلول های 100 مترمربعی لایه های شیب، جهت جریان، جریان تجمعی جریان تهیه شدند. لایه ی رقومی عامل پوشش گیاهی نیز با استفاده از تصاویر Landsat و با استفاده از شاخص NDVI به دست آمد. درنهایت با استفاده از لایه ی شبکه ی آبراهه ای، شاخص اتصال ساختاری رسوب با توجه به دو سناریوی اتصال رسوبی دامنه و خروجی آبخیز؛ و دامنه و شبکه ی آبراهه ای مورد محاسبه قرار گرفت.
    یافته ها
    نتایج نشان داد بر اساس سناریوی اول محدوده ی عددی 24/8- تا 06/8- و 02/1 تا 18/1 به ترتیب برای حداقل و حداکثر مقادیر شاخص اتصال برای سال های مورد بررسی به دست آمدند. شاخص اتصال ساختاری از سال 1990 تا سال 2014 از 5- به 7- کاهش یافته است. بر اساس نقشه های حاصل، مناطق غربی، جنوب غربی و شمال غربی، اتصال ساختاری بیش تری نسبت به بخش های دیگر حوزه ی آبخیز داشتند. از نظر مکانی نیز تفاوت خالص مقادیر شاخص اتصال رسوبی بین دو سال 2001 و 2014 با محدوده ی تغییرات 9/0 در عموم قسمت های حوزه ی آبخیز منجر به کاهش اتصال ساختاری رسوب از نظر مکانی شده است. طبق سناریوی دوم، بخش های شمالی و جنوب شرقی آبخیز به دلیل دوری از شبکه ی آبراهه ای و در مورد مناطق مرکزی در ترکیب با توپوگرافی ملایم، دارای اتصال رسوبی کم تری نسبت به بخش های دیگر آبخیز بوده که با نتایج تعیین اتصال ساختاری بر اساس خروجی آبخیز انطباق داشته است. هم چنین بخش های جنوبی، غربی و شمال غربی آبخیز، دامنه های یکپارچه ای از نظر مناطق مستعد انتقال رسوب به شبکه ی آبراهه ای را تشکیل دادند.
    نتیجه گیری
    به طورکلی بر اساس نتایج پژوهش حاضر، امکان بررسی اتصال ساختاری و تغییرات زمانی و مکانی آن در گستره ی آبخیز وجود داشت و از طریق آن می توان به تشخیص مناطق همگن ازنظر میزان احتمال انتقال رسوب تولیدی دست یافت. این امر زمینه ساز اتخاذ تصمیمات و برنامه های اصلاحی و مدیریتی هدف مند در مورد تولید و انتقال رسوب با توجه به اولویت پهنه های مشخص شده و محدودیت های مالی و تجهیزاتی به ویژه در کشورهایی چون ایران می شود.
    کلیدواژگان: حفاظت خاک، سناریوی انتقال رسوب، مدیریت جامع حوزه های آبخیز، شاخص اتصال رسوبی، مدیریت رسوب
  • حسن اسمعیلی گیساوندانی *، علی محمد آخوندعلی، حیدر زارعی، مهرداد تقیان صفحه 149
    سابقه و هدف
    توسعه روش‏های برآورد فراوانی منطقه‏‏‏ ای سیلاب در مناطق فاقد ایستگاه‏‏ های اندازه‏گیری یکی از اولین اهداف اصلی در مسایل روز هیدرولوژی می‏ باشد. ارزیابی فراوانی سیلاب در حوضه‏ های فاقد ایستگاه های اندازه‏ گیری، معمولا توسط ایجاد روابط مناسب آماری (مدل‏ها)بین سیلاب و ویژگی های فیزیکی حوضه انجام می‏ گیرد. تاکنون معادلات متعددی در زمینه برآورد دبی سیلاب در مناطق مختلف از جمله حوضه کرخه ارایه شده ولی با توجه به پیچیدگی این پدیده، روابط موجود نتوانسته‏ اند دبی سیلاب طراحی را با دقت مناسب شبیه‏ سازی کنند. بر همین اساس در این پژوهش علاوه بر روش رگرسیونی که در گذشته استفاده می‏ شد از مدل شبکه‏ های عصبی مصنوعی (ANN) و همچنین سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS) استفاده شده‏ است این مدل‏ها در واقع از نوع مدل‏های جعبه‏ سیاه هستند که بدون آگاهی یا با آگاهی کم از فرآیند درونی سیستم، ورودی ها را به خروجی‏ ها (یاخروجی) تبدیل می‏ نماید. این وضعیت در واقع مشابهت این مدل‏ها را با روابط رگرسیونی می‏رساند، با این تفاوت که قابلیت انعطاف آنها در تنظیم وزن‏ها بیشتر بوده و لذا به عنوان جایگزین برای رگرسیون‏های چند متغیره استفاده می‏شود.
    مواد و روش‏ها: منطقه مورد پژوهش، در نواحی غرب ایران قرار دارد که شامل 33 ایستگاه هیدرومتری همگن می‏ باشد. از ایستگاه های همگن موجود،27 ایستگاه برای واسنجی(ایجاد مدل) و 6 ایستگاه برای صحت سنجی مدل‏های ایجاد شده، مورد استفاده قرار گرفتند، برای حصول به مدل واحد، دوره بازگشت به عنوان عامل مستقل در مدل در نظر گرفته شد.
    یافته ها: برای دست‏یابی به بهترین ساختار شبکه‏ عصبی‏ مصنوعی و همچنین شبیه‏ سازی در سیستم ANFIS از ترکیبات مختلف فیزیوگرافی به همراه دوره‏ بازگشت به‏ عنوان ورودی استفاده شد. برای بدست آوردن مهمترین عوامل ورودی در مدل‏ها از تحلیل ‏حساسیت در محیط نرم‏ افزار SPSS استفاده شد، و بدین ترتیب مهمترین متغیر‏های مستقل برابر شد با: دوره بازگشت، مساحت، ارتفاع، طول‏ آبراهه اصلی وشیب، در مدل ANN ساختارهای مختلف این ورودی ها با یکدیگر مقایسه شدند با این توضیح که برای بهینه ‏سازی وزن‏های اتصال در بین لایه های مختلفANN از الگوریتم ژنتیک استفاده شده ‏است. بدین ترتیب بهترین شبکه، پیش‏خور با ساختار 1-10- 5 با ضریب تعیین 0.95 انتخاب شد. و همچنین در سیستم ANFIS، با افزایش تعداد ورودی ها در هر چهار تابع عضویت مثلثی، گوسی نوع 1، گوسی نوع 2 و ذوزنقه‏ ای دقت شببیه‏ سازی افزایش یافته به طوری که بهترین شبیه‏ سازی در تابع مثلثی با RMSE=0.1514 و R^2=0.97که در آن تعداد قوانین 243 می‏باشد. در پایان با مقایسه مدلANFIS ، ANN و مدل رگرسیونی مشخص شد که مدل ANFIS در مقایسه با شبکه عصبی منتخب و مدل رگرسیونی به خصوص در دوره بازگشتهای زیاد از دقت بالاتری برخوردار است.
    نتیجه‏ گیری:مدل رگرسیونی در زیر حوضه‏ هایی که دبی‏ سیلاب آن‏ها در دوره بازگشت‏های مختلف حدودا کمتر از m3/s1000 باشد، ازمطابقت خوبی با دبی سیلاب واقعی برخوردار است همچنین مدل شبکه عصبی نیز در دبی‏ های کم دقت خوبی دارند ولی از آنجا که مدل رگرسیونی قادرند پیش‏بینی‏ های خود را در قالب فرمول ارایه کنند، نسبت به مدلهای ANN و ANFIS که اطلاعاتی در مورد روابط بین پارامترهای مسئله ارایه نمی‏دهند برای مهندسین راحتر می‏باشد ولی در مجموع از نظر دقت پیش‏بینی سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی(ANFIS) در تمام دوره بازگشت‏ها، دبی سیلابشان از مطابقت بسیار بالایی با دبی سیلاب واقعی برخوردار بوده و می‏توان به عنوان بهترین ابزار برای پیش‏بینی دبی سیلاب در دوره ‏بازگشت‏های مختلف در حوضه آبریز کرخه معرفی کرد.
    کلیدواژگان: تحلیل منطقه ای سیلاب، دبی سیلاب، ANN، ANFIS، مدل رگرسیون
  • سید حسین حسینی *، داود فرسادی زاده، علی حسین زاده دلیر صفحه 167
    مقدمه
    یکی از مشکلات موجود در محل تقاطع کانال ها توسعه ی ناحیه ی جداشدگی در کانال های پایین دست محل تقاطع می-باشد. ایجاد ناحیه جداشدگی نقش مهمی در تعیین محل سازه های هیدرولیکی پایین دست داشته و افزایش ابعاد آن، کاهش سطح مقطع جریان را به دنبال دارد. با توجه به اثرات توسعه ناحیه جداشدگی، مطالعه در این زمینه همواره مورد توجه محققین قرار داشته است. در این تحقیق تاثیر عواملی نظیر نسبت دبی ورودی، ارتفاع سرریزهای خروجی و ارتفاع کف کانال های ورودی بر روی ابعاد ناحیه جداشدگی در تقاطع چهار شاخه 90 درجه با جریان زیربحرانی مورد بررسی قرار گرفت.
    مواد و روش ها
    آزمایش ها در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه تبریز انجام شد. مدل آزمایشگاهی از یک کانال اصلی به طول 8.4 متر و کانال فرعی به طول 4.4 متر تشکیل شده که ارتفاع و عرض کانال ها به ترتیب 50 و 40 سانتیمتر بود. زاویه بین دو کانال 90 درجه و شیب کف آن ها صفر در نظر گرفته شد. در این تحقیق تاثیر پارامترهای هندسی و هیدرولیکی مختلف نظیر ارتفاع سرریزهای کانال های خروجی، تراز کف کانال فرعی و نسبت دبی ورودی بر روی مشخصات ناحیه جداشدگی در کانال های خروجی در تقاطع 90 درجه با دو کانال ورودی و دو کانال خروجی به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. در آزمایش ها به منظور بررسی الگوی جریان و همچنین اندازه گیری ابعاد ناحیه جداشدگی از تزریق ماده رنگی، خاک اره، خط کش و متر استفاده شد.
    نتایج و بحث: نتایج آزمایش ها نشان داد که با افزایش نسبت دبی ورودی ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال های خروجی افزایش می یابد به طوری که حداقل تغییرات (نسبت طول ناحیه جداشدگی در کانال اصلی به عرض کانال) در حدود 45 درصد بود. کاهش ارتفاع سرریزهای خروجی نیز سبب افزایش ابعاد ناحیه جداشدگی در دو کانال خروجی شد. با افزایش ارتفاع کف کانال های فرعی، ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال خروجی اصلی افزایش یافته که محدوده تغییرات بین 0.8 تا 2.75 بود در صورتی که ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال خروجی فرعی کاهش یافته و محدوده تغییرات (نسبت طول ناحیه جداشدگی در کانال فرعی به عرض کانال) بین 0.2- 2 بود . همچنین نتایج نشان داد که با افزایش نسبت ارتفاع سرریز انتهای کانال فرعی به ارتفاع سرریز انتهای کانال اصلی ابعاد ناحیه جداشدگی در هر دو کانال اصلی و فرعی خروجی افزایش می یابد به طوری که محدوده تغییرات (طول ناحیه جداشدگی به عرض کانال) به ترتیب بین 0.2-1.4 و 0.2 -2 بود. با وجود تغییر ابعاد ناحیه جداشدگی به ازای شرایط جریان متفاوت نسبت عرض به طول ناحیه جداشدگی در دو کانال خروجی اصلی و فرعی ثابت و مقدار آن به ترتیب برابر با 0.16و 0.25 بود. در نهایت معادلات رگرسیونی برای محاسبه ابعاد ناحیه جداشدگی ارائه شدند به طوری که نتایج آن ها مطابقت خوبی را با یکدیگر نشان داد.
    نتیجه گیری
    در این تحقیق تاثیر نسبت دبی ورودی، ارتفاع سرریزهای انتهای کانال ها و ارتفاع کف کانال های فرعی بر روی ابعاد ناحیه جداشدگی در تقاطع 90 درجه کانال های روباز بررسی شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که با افزایش نسبت دبی ورودی و ارتفاع سرریزهای انتهایی، ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال خروجی اصلی و فرعی افزایش می یابد. با افزایش ارتفاع کف کانال فرعی ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال اصلی افزایش یافت اما این ابعاد در کانال خروجی فرعی با کاهش همراه بود. همچنین با افزایش نسبت (نسبت ارتفاع سرریزخروجی فرعی به اصلی) ابعاد ناحیه جداشدگی در دو کانال خروجی افزایش یافت.
    کلیدواژگان: تقاطع چهارشاخه، جریان زیربحرانی، کانال اصلی، کانال فرعی، نسبت عرض به طول ناحیه جداشدگی
  • بهمن فرهادی بانسوله *، آذر اسدی، مریم حافظ پرست صفحه 185
    سابقه و هدف
    با توجه به وابستگی زیاد بخش کشاورزی به پارامترهای هواشناسی این بخش یکی از حساسترین بخش ها در شرایط تغییر اقلیم می باشد. در اثر افزایش دما قدرت تبخیر کنندگی اتمسفر افزایش و طول دوره رشد گیاهان کاهش می یابد. عملکرد و نیاز آبی محصولات کشاورزی نیز در شرایط تغییر اقلیم تغییر خواهد کرد. با استفاده همزمان از مدل های پیش بینی تغییر اقلیم و مدلهای شبیه سازی رشد گیاهان می توان برآوردی از تغییرات این پارامترها تحت سناریوهای تغییر اقلیمی به دست آورد. در این مطالعه تاثیر تغییر اقلیم بر تبخیر و تعرق پتانسیل یک محصول پاییزه (جو) و یک محصول بهاره (ذرت) در سه ایستگاه هواشناسی واقع در اقلیم های مختلف استان کرمانشاه برای دوره آینده (2064- 2046) بررسی شده است.
    مواد و روش ها
    این مطالعه در سه مرحله انجام گرفت. در مرحله اول پارامترهای هواشناسی در دوره آینده بر اساس سناریوهای A1B ،A2 و B1 مدل تغییر اقلیم HADCM3 برآورد و با استفاده از بسته نرم افزاری LARS-WG در ایستگاه-های مورد مطالعه ریزمقیاس سازی شدند. در مرحله دوم تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع در دوره های آتی و کنونی با استفاده از فرمول فائوپنمن مانتیث محاسبه و با هم مقایسه گردید. در مرحله سوم با استفاده از نرم افزار AquaCrop رشد گیاهان مورد نظر بر اساس فایل های گیاهی کالیبره شده در منطقه و داده های هواشناسی دوره های آتی و کنونی شبیه سازی گردید. با توجه به خروجی های این مدل تغییرات تبخیر و تعرق فصلی، حداکثر تبخیر و تعرق روزانه و طول دوره رشد گیاهان در شرایط کنونی و تغییر اقلیم با هم مقایسه گردید.
    یافته ها
    نتایج مرحله اول بیانگر افزایش دمای حداقل و حداکثر و نوسانات بارندگی و ساعت آفتابی در هر سه ایستگاه نسبت به دوره پایه (2010-1992) می باشد. ضمنا در دوره آتی تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع در هر سه ایستگاه افزایش خواهد داشت. بر اساس نتایج این مطالعه تبخیر و تعرق فصلی ذرت در دوره آتی در سنقر بین 25 تا 27 درصد، در کرمانشاه بین 16تا 18درصد و در سرپل ذهاب بین 5 تا 7 درصد افزایش می یابد. حداکثر تبخیر و تعرق فصلی برآورد شده برای ذرت در دوره آتی نسبت به دوره پایه در سنقر بین 37 تا 38 درصد، در کرمانشاه بین 19تا 20 درصد و در سرپل ذهاب بین 19 تا 21 درصد افزایش خواهد داشت. در اثر تغییر اقلیم طول دوره رشد ذرت در ایستگاه های سنقر، کرمانشاه و سرپل ذهاب به ترتیب 20، 14 و 10 روز کاهش می یابد. روند تغییرات پارامترهای مورد مطالعه برای جو نیز همانند ذرت خواهد بود اما شدت تغییرات برآورد شده کمتر از ذرت پیش بینی می شود.
    نتیجه گیری
    نتایج بیانگر افزایش مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل فصلی و حداکثر تبخیر و تعرق روزانه و کاهش طول دوره رشد گیاهان در هر سه ایستگاه تحت سناریوهای تغییر اقلیم می باشد. اثر تغییر اقلیم روی پارامترهای مورد مطالعه برای هر دو گیاه در ایستگاه سنقر (منطقه سردسیر) بیشتر از کرمانشاه (منطقه معتدل) و خیلی بیشتر از سرپل ذهاب ( منطقه گرمسیر) خواهد بود. ضمنا درصد تغییرات تبخیر و تعرق گیاه بهاره (ذرت) در شرایط تغییر اقلیم بیشتر از گیاه پاییزه (جو) خواهد بود.
    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق پتانسیل، ریزمقیاس سازی، مدل سازی گیاهی، کرمانشاه، نیاز آبی
  • مریم حیدرزاده *، احمد نوحه گر، آرش ملکیان، اسدالله خورانی صفحه 203
    سابقه و هدف
    درحوزه های آبخیزشهری افزایش سطوح نفوذناپذیرکه به دلیل توسعه صورت می پذیرد منجر به افزایش حجم رواناب، دبی اوج و کاهش مقدار نفوذپذیری می شود. افزایش سطوح نفوذناپذیر سبب کاهش نفوذ جریان های زیرسطحی و جریان پایه و یا جریان هوای خشک درهر دو کانال طبیعی و بتنی می گردد. در منطقه شهری بندرعباس به دلیل عدم وجود ایستگاه هیدرومتری یا هر پایگاهی برای اندازه گیری و ثبت دبی سیلاب، تعیین دبی سیلاب و بررسی مشخصات آن اهمیت بسزایی دارد. هدف اصلی این مطالعه، بررسی وضعیت سیستم جمع آوری آب های سطحی بخشی از شهر با استفاده از مدل SWMM است. ضمن بررسی دبی سیلاب شهری، نقاط ضعف شبکه جمع آوری رواناب سطحی شهر و و پارامترهای حساس در مدل نیز تعیین می گردد.
    مواد و روش ها
    در ابتدا برای شبیه سازی رواناب و مشخص نمودن نقاط حساس به آب گرفتگی از مدل SWMM استفاده شد. از شاخص های ناش- ساتکلیف (NS) و ضریب تعیین(R2) برای واسنجی و اعتبارسنجی دبی سیلاب مدل در پنج واقعه بارندگی در تاریخ های 30/10/1392، 23/12/1392، 17/10/1392، 4/10/1394 و13/10/1394 استفاده شد. عمق و سرعت رواناب در خروجی منطقه مورد به کمک دستگاه مولینه اندازه گیری شد. همچنین برای تعیین نقاط حساس به آب گرفتگی شهر بندرعباس از روش اندازه گیری صحرایی و به کمک اشل اندازه گیری شد. به منظور بررسی آنالیز حساسیت مدل، نه پارامتر موثر در مدل با استفاده از ضریب ناش- ساتکلیف(NS) مورد ارزیابی قرار گرفتند
    یافته ها
    نتایج حاصل از تحقیق نشان داد به ترتیب حساس ترین پارامترها براساس ضریب NS شامل درصد اراضی نفوذ ناپذیر، ضریب زبری مانینگ درمناطق نفوذناپذیر، عرض معادل، ارتفاع ذخیره مناطق نفوذناپذیر، مساحت زیرحوضه، شیب زیرحوضه، درصد مناطق بدون ذخیره سطحی، ارتفاع ذخیره مناطق نفوذپذیر وضریب زبری مانینگ درمناطق نفوذپذیر می باشد. یافته-های به دست آمده از واسنجی مدل (به ترتیب واسنجی میانگین ضریب NS 75/0 وضریب R2 بین 83/0) نشان داد انطباق خوبی با داده های مشاهداتی دارد. نتایج اعتبارسنجی (میانگین ضریب NS 79/0 وضریب R2 بین 92/0) حاکی از دقت بالای مدل برای این منطقه می باشد. و مشخص شد علت آب گرفتگی در بعضی نقاط به دلیل نبود ظرفیت کافی آبگذرها است همچنین در بعضی نقاط با وجود ظرفیت کافی کانال که مدل نیزآن راتایید می کند آب گرفتگی وجود دارد، دلیل آن مربوط به انباشت زباله در این کانال ها است.
    نتیجه گیری
    نتایج ارزیابی مدل SWMM نشان داد انطباق خوبی بین دبی رواناب شبیه سازی شده و مشاهده ای وجود دارد. با توجه به توانایی مدل در شبیه سازی رواناب هر زیرحوزه و تعیین نقاط حساس، استفاده از این مدل در مناطق شهری فاقد ایستگاه های هیدرومتری مناسب است. البته می بایست مدل حتما واسنجی گردد. بنابراین می توان از این مدل ها برای پیش بینی خطر آب-گرفتگی، طراحی و برآورد مقدار و هزینه زهکشی، مدیریت حوضه های ساحلی شهری و اولویت بندی مناطق برای رفع مشکل آبگرفتگی استفاده نمود.
    کلیدواژگان: رگبار، رواناب شهری، بندرعباس، مدل SWMM، آب گرفتگی کانال
  • راضیه سنجی، یحیی کوچ *، مسعود طبری کوچکسرایی صفحه 219
    سابقه و هدف
    به دلیل تخریب و کاهش سطح جنگل ها، جنگل کاری یک مساله ضروری در حال و آینده بوده و ارزیابی جنگل کاری-های انجام شده، نقش مهمی در ایجاد جنگل هایی با کیفیت و کمیت بهتر خواهد داشت. خاک بخش مهمی از اکوسیستم جنگل به حساب می آید که تحت شرایط عرصه ای یکسان، گونه های مختلف درختی با تفاوت در زیتوده رو زمینی و زیر زمینی، اثرات مختلفی بر ویژگی های آن دارند. مطالعه و شناخت مشخصه های زیستی، شاخص های مناسب برای ارزیابی کیفیت و سلامت خاک به شمار می-روند. در پژوهش حاضر، اثر پوشش های جنگلی طبیعی، جنگل کاری های پهن برگ و سوزنی برگ، بر تغییر پذیری زیتوده ریز ریشه ها، تعداد و زیتوده گروه های اکولوژیک کرم خاکی و فراوانی نماتدهای خاکزی مورد توجه قرار گرفته است.
    مواد و روش ها
    در هریک از پوشش های جنگلی مورد نظر شامل توده طبیعی ممرز- انجیلی و جنگل کاری های پهن برگ زبان گنجشک، افراپلت و سوزنی برگ کاج بروسیا و زربین، مستقر در حوزه چوب و کاغذ مازندران، تعداد 16 نمونه خاک از عمق 15-0 سانتی متری (خاک سطحی) برداشت شد. محتوی رطوبت، pH، کربن آلی، نیتروژن کل و مشخصه های زیستی خاک (زیتوده ریز ریشه ، تعداد و زیتوده کرم های خاکی و فراوانی نماتدهای خاکزی) در آزمایشگاه مورد سنجش و اندازه گیری قرار گرفت.
    یافته ها
    تجزیه واریانس مقادیر مشخصه های فیزیکی و شیمیایی خاک حاکی از وجود تفاوت های آماری معنی دار در ارتباط با پوشش های جنگلی مختلف می باشد. بیشترین مقادیر مشخصه های رطوبت، کربن و نسبت کربن به نیتروژن خاک به جنگل کاری کاج بروسیا اختصاص داشته، در حالی که بالاترین مقادیر مشخصه های pH و نیتروژن در خاک تحت توده طبیعی ممرز- انجیلی مشاهده شد. مقادیر حداکثر زیتوده ریز ریشه ها (68/89 گرم بر مترمربع)، تعداد کرم های خاکی (81/1 تعداد بر مترمربع) و زیتوده کرم های خاکی (17/24 میلی گرم بر مترمربع) به توده طبیعی ممرز- انجیلی تعلق داشت. همچنین، بالاترین تعداد (43/1 تعداد بر مترمربع) و زیتوده (25/19 میلی گرم بر مترمربع) گروه اکولوژیک اپی ژئیک، در توده طبیعی ممرز- انجیلی و جنگل کاری زبان گنجشک مشاهده شد. در بین توده های جنگلی مورد بررسی، توده طبیعی ممرز- انجیلی بیشترین تعداد (37/0 تعداد بر مترمربع) و زیتوده (92/4 میلی گرم بر مترمربع) گروه اکولوژیک آنسئیک کرم های خاکی را به خود اختصاص داد. گروه اکولوژیک اندوژئیک در هیچ یک از توده های مورد بررسی یافت نشد. حداکثر تعداد نماتدهای خاکزی (37/603 تعداد بر متر مربع) در خاک توده طبیعی ممرز- انجیلی مشاهده شد. نتایج همبستگی حاکی از آن است که محتوی رطوبت و مشخصه های شیمیایی خاک اثر قابل توجهی بر تغییر پذیری هر یک از مشخصه های زیستی در سطح تیپ های پوششی مختلف دارند.
    نتیجه گیری
    نتایج این پژوهش موید اثر قابل توجه پوشش های جنگلی طبیعی بر مشخصه های زیستی و کیفیت خاک می باشد. همچنین در مناطق جنگلی تخریب یافته شمال کشور، استقرار گونه درختی زبان گنجشک می تواند به عنوان گونه منتخب جهت بهبود شاخص های زیستی، حفظ کیفیت و سلامت خاک مدنظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: جنگل طبیعی، جنگل دست کاشت، خصوصیات شیمیایی خاک، کرم خاکی، نماتد
  • مریم قربانی *، نجفعلی کریمیان، مهدی زارعی صفحه 235
    سابقه و هدف
    مطالعه فلزات سنگین به دلیل غیرقابل تجزیه بودن وآثار زیانبار فیزیولوژیک بر جانداران حتی در غلظت های کم، اهمیتی ویژه دارند. کادمیم از جمله فلزات سنگینی است که از منابع و مصارف گوناگون به آب، خاک، گیاه و نهایتا زنجیره غذایی انسان و حیوانات راه می یابد، و خسارتهایی جدی به بار می آورد. این عوامل باعث گرایش بیشتر به سمت مصرف کودهای غیرشیمیایی برای تامین نیاز غذایی گیاهان شده است. کودهای زیستی حاوی مواد نگهدارنده با جمعیت متراکم یک یا چند نوع ریزجاندار مفید خاکزی و یا به صورت فرآورده متابولیک این موجودات می باشند، که به منظور بهبود حاصلخیزی خاک و عرضه مناسب عناصر غذایی مورد نیاز گیاه در یک سیستم کشاورزی پایدار به کار می روند. از جمله کودهای زیستی می توان ورمی کمپوست، ورمی واش و چای حاصل از آن را نام برد. به مواد مترشحه از بستر و بدن کرم خاکی ورمی واش می گویند، که منبع غنی از ویتامین ها، هورمون ها، آنزیم ها، عناصر پرمصرف و کم مصرف می باشد و به رشد موثر گیاهان کمک می کند. این پژوهش با هدف بررسی اثر کود آلی مایع (ورمی واش) بر رشد گیاه اسفناج و غلظت کادمیم و عناصر پر مصرف توسط آن در یک خاک آلوده شده به کادمیم انجام گرفت.
    مواد و روش ها
    این آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح آماری کاملا تصادفی، با دو فاکتور ورمی واش در 4 سطح (0، 25، 50 و 100 میلی لیتر در کیلوگرم خاک) و کادمیم نیز در 4 سطح (5، 10، 20 و 40 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و با سه تکرار در گلخانه اجرا گردید. قبل از کشت ویژگی های خاک و ورمی واش مورد استفاده با روش های استاندارد آنالیز گردید. گیاه اسفناج (Spinacea oleracea L.var. inermis) در گلدان ها کشت شد. بعد از هشت هفته از کاشت گیاه وزن تر، وزن خشک، و غلظت و جذب عناصر غذایی نیتروژن، فسفر و پتاسیم و عنصر کادمیم در اندام هوایی گیاه اسفناج اندازه گیری شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد ورمی واش نقش موثری در بهبود رشد و عملکرد اسفناج دارد. کمترین وزن خشک اسفناج در سطح شاهد (بدون مصرف ورمی واش) و 40 میلی گرم در کیلوگرم کادمیم، و بیشترین آن در50 میلی لیتر در کیلوگرم ورمی واش و 5 میلی گرم در کیلوگرم کادمیم مشاهده شد. غلظت و جذب نیتروژن و فسفر با افزایش ورمی واش در تمامی غلظت های کادمیوم افزایش نشان داد. ورمی واش بر غلظت کادمیم و پتاسیم در گیاه اثر معنی دار نداشت. بررسی های بیشتر در شرایط مزرعه مفید خواهد بود و توصیه می-گردد.
    نتیجه گیری
    در خاک آلوده به کادمیم، کاربرد ورمی واش سبب افزایش عملکرد و جذب عناصر پرمصرف در اسفناج شد. ورمی واش حاوی عناصر غذایی به فرم قابل دسترس گیاه است. بررسی های بیشتر در شرایط مزرعه مفید خواهد بود و توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: پتاسیم، فسفر، کادمیم، نیتروژن
  • مجید علی حوری * صفحه 251
    سابقه و هدف
    برنامه ریزی دقیق به منظور استفاده بهینه از منابع آب در بخش کشاورزی با توجه به شرایط اقلیمی کشور از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بر اساس نتایج تحقیقات انجام شده، خشکی و شوری دو عامل محدود کننده تولیدات کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک است. از آنجا که تغییر هر یک موجب تعدیل و یا تشدید اثر دیگری بر گیاه می شود، بررسی تاثیر توام آنها بر گیاهانی مانند نخل خرما ضرورت دارد. در این پژوهش، اثرات توام تنش آبی و شوری آب آبیاری در مرحله رشد رویشی خرمای رقم برحی که یکی از مهمترین ارقام تجاری کشور است، مورد بررسی قرار گرفت.
    مواد و روش ها
    این پژوهش به روش فاکتوریل در قالب طرح آماری کاملا تصادفی با دو عامل میزان آب آبیاری و شوری آب آبیاری در سه تکرار روی نهال های خرمای رقم برحی انجام شد. میزان آب آبیاری در سه سطح 100، 85 و 70 درصد نیاز آبی گیاه و شوری آب آبیاری در سه سطح 5/2، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر بودند. میزان آب آبیاری با اندازه گیری رطوبت خاک محاسبه شد. توابع تولید آب - شوری - عملکرد ماده خشک به صورت معادلات خطی ساده، لگاریتمی، درجه دوم و متعالی تعیین شدند. پنج شاخص آماری ضریب تعیین تعدیل شده (R2adj)، کارایی مدل سازی (EF)، حداکثر خطا (ME)، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (nRMSE) و ضریب جرم باقی مانده (CRM) برای ارزیابی و مقایسه این معادلات استفاده شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که تیمارهای میزان آب آبیاری، شوری آب آبیاری و اثرات متقابل میزان آبیاری و شوری آب اثر معنی دار بر تمام صفات رویشی به جز مقدار نسبی آب اندام هوایی داشتند. با کاهش میزان آبیاری از 100 به 85 درصد نیاز آبی گیاه، میانگین ماده تر و خشک اندام هوایی به ترتیب فقط 0/5 و 6/5 درصد کاهش یافت که معنی دار نبود. میانگین ماده تر و خشک اندام هوایی هنگام آبیاری به میزان 70 درصد نیاز آبی گیاه، به ترتیب با 3/26 و 4/24 درصد کاهش معنی دار داشتند. در حالی که با افزایش شوری آب از 5/2 به 8 دسی زیمنس بر متر، میانگین ماده تر و خشک اندام هوایی به ترتیب با0/44 و 0/42 درصد کاهش معنی دار یافتند که این مقادیر در آب 12 دسی زیمنس بر متر به ترتیب به 1/54 و 0/52 درصد رسید. بیشترین مقادیر صفات رویشی گیاه در آبیاری با آب 5/2 دسی زیمنس بر متر به میزان 100 درصد نیاز آبی گیاه بود که اختلاف معنی دار با سایر تیمارها به جز آبیاری با آب 5/2 دسی زیمنس بر متر به میزان 85 درصد نیاز آبی داشت.
    نتیجه گیری
    آبیاری نهال های خرمای رقم برحی هنگام مصرف آب با شوری 5/2 دسی زیمنس بر متر، می تواند بر اساس 85 درصد نیاز آبی گیاه انجام شود. مقایسه توابع تولید آب - شوری - عملکرد ماده خشک نشان داد که در دوره رشد رویشی خرمای رقم برحی، معادله درجه دوم دارای دقت بیشتری در برآورد عملکرد ماده خشک بود. تمام معادلات به جز معادله درجه دوم، میزان ماده خشک اندام هوایی را کمتر از میزان واقعی برآورد نمودند.
    کلیدواژگان: آب شور، آبیاری، اندام هوایی، کم آبیاری، مدل سازی
  • سیدمسعود هاشمی مفرد، علیرضا حسین پور، حمیدرضا متقیان* صفحه 267
    سابقه و هدف
    تغییرات مکانی ویژگی های خاک تابع عوامل محیطی مانند اقلیم، ویژگی های زمین نما شامل موقعیت زمین نما، توپوگرافی، درجه شیب، ارتفاع، مواد مادری و پوشش گیاهی می باشد. تغییرات توپوگرافی و به دنبال آن فرآیندهای خاک سازی در امتداد اراضی شیب دار، باعث تغییر معنادار ویژگی های خاک می شود. توپوگرافی بر مقدار عناصر غذایی از جمله پتاسیم در خاک تاثیر می گذارد. بنابراین، آگاهی از تغییرپذیری قابلیت استفاده پتاسیم در خاک ها برای دستیابی به تولید بیشتر و مدیریت بهتر و پایدار ضروری است. روابط کمیت به شدت(Q/I) اطلاعات نسبتا کاملی از وضعیت پتاسیم خاک ارائه می دهد. تحقیق حاضر برای بررسی تاثیر توپوگرافی بر پارامتر های نمودارهای کمیت-شدت پتاسیم با استفاده از شش خاکرخ (در دو عمق) بر روی یک توالی پستی و بلندی در دشت شهرکرد انجام گرفت.
    مواد و روش ها
    نمونه های خاک پس از هوا خشک شدن از الک 2 میلی متری عبور داده شدند و سپس برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک توسط روش های استاندارد آزمایشگاهی اندازه گیری شد. در این نمونه ها، پارامترهای روابط کمیت- شدت پتاسیم (نسبت فعالیت پتاسیم در حال تعادل (AR0)، پتاسیم به آسانی قابل تبادل (K0Δ)، گنجایش بافری بالقوه پتاسیم (PBCK) و پتاسیم به کندی قابل تبادل (Kx) )، به علاوه شکل های پتاسیم تعیین شدند.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که تاثیر توپوگرافی بر پارامترهای نمودار کمیت- شدت، در هر دو عمق معنادار بود (05/0p
    نتیجه گیری
    نتایج این تحقیق نشان داد که توپوگرافی با تغییر ویژگی های خاک بویژه درصد رس، کربن آلی و CEC می تواند بر پارامترهای کمیت– شدت پتاسیم تاثیر گذارد.
    کلیدواژگان: شکل های پتاسیم، پارامترهای کمیت، شدت، توپوگرافی
  • زهره فرجی *، عباس کاویانی، علیرضا شکیبا صفحه 283
    سابقه و هدف
    کاهش ذخیره آب یک تهدید هیدرولوژیکی برای تولید محصولات کشاورزی و ثبات اجتماعی و اقتصادی در سراسر جهان به شمار می رود. در مناطق خشک و نیمه خشک نظیر کشور ایران که دارای بارش کم و تبخیر-تعرق زیاد می باشند این کاهش ذخیره آب به سرعت به آستانه خطر نزدیک می شود. لذا برآورد هرچه دقیق تر تبخیر-تعرق به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهایی که باعث هدر رفت آب می شود می تواند گامی به سوی افزایش توانایی بشر در کنترل و مدیریت بحران آب باشد. متاسفانه با بروز پدیده خشکسالی و افزایش بی رویه مصرف آب و کاهش منابع آب های زیرزمینی، استان قزوین با بحران کمبود آب مواجه شده است. لذا برآورد تبخیر-تعرق به عنوان یکی از پارامترهای مهم بیلان آب منطقه و همچنین یکی از عوامل مهم در بحث هدر رفت آب می تواند تا حد زیادی برای این استان اهمیت داشته باشد. هدف اصلی این مقاله معرفی روشی برای افزایش دقت پارامتر تبخیر-تعرق حاصل از مدل سیستم جهانی اطلاعات سطح زمین(GLDAS) و همچنین معرفی تبخیر-تعرق اصلاح شده GLDAS به عنوان جایگزینی مناسب برای داده های تبخیر-تعرق لایسیمتر بخصوص در مناطق فاقد آمار و غیرقابل دسترس می باشد.
    مواد و روش ها
    استان قزوین با مساحتی معادل 15821 کیلومتر مربع به ترتیب بین طول و عرض جغرافیایی 48 درجه و 53 دقیقه و 36 درجه و 50 دقیقه در گوشه شمال غرب و 50 درجه و 35 دقیقه و 35 درجه و 18 دقیقه در گوشه جنوب شرقی در حوزه مرکزی ایران واقع شده است. در این پژوهش تبخیر–تعرق لایسیمتر و تبخیر–تعرق حاصل از GLDAS و همچنین بارش و دمای حاصل از مدل GLDAS و بارش ماهواره TRMM برای سال های 1379 تا 1382 مورد بررسی قرار گرفته اند. با توجه به داده های بارش 50 ساله منطقه، سال زراعی 80-79، 81-80 و 82-81 به ترتیب به عنوان سال زراعی خشک، نرمال و تر انتخاب شدند. شاخص های کمی که به منظور ارزیابی نتایج مورداستفاده قرار گرفته اند شامل ریشه میانگین مربعات خطا(RMSE)، میانگین خطای اریبی MBE و میانگین مطلق خطا MAE می باشند.
    یافته ها
    نتایج بررسی داده های تبخیر-تعرق مدل GLDAS و لایسیمتر 95/0=R2، 68/0=RMSE نشان می دهد که همبستگی بالایی بین این دو سری داده وجود دارد. علاوه بر تبخیر-تعرق، پارامترهای دما و بارش نیز به عنوان دو عنصر تاثیرگذار بر تبخیر-تعرق مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آماری نشان دهنده R2 بیش از 9/0 بین داده های دمای هوای حاصل از مدل GLDAS و داده های ایستگاهی و 82/0=R2 بین داده های بارش حاصل از مدل GLDAS و داده های ایستگاهی و همچنین 76/0=R2 بین داده های بارش ماهواره TRMM و داده های ایستگاهی است.
    نتیجه گیری
    با توجه به نتایج بدست آمده استفاده از داده های تبخیر-تعرق، دمای هوا و بارش حاصل از مدل GLDAS به عنوان جایگزینی مناسب برای داده های مشاهداتی در مناطق فاقد آمار قابل استفاده می باشند.
    کلیدواژگان: تبخیر، تعرق، سنجش از دور، مدل سطح زمین، بارش
  • مهدی پژوهش *، علی کاویانی، جواد گیوی، علیرضا داودیان دهکردی، افشین هنربخش صفحه 299
    سابقه و هدف
    در سال های اخیر، فرسایش خاک و تولید رسوب به خاطر اثرات اقتصادی و زیست محیطی آن یکی از مهم ترین مشکلات مشترک در سراسر جهان و به خصوص حوضه های آبخیز ایران می باشد. به همین دلیل، از سال ها پیش تحقیقات و بررسی های گسترده ای در زمینه برآورد فرسایش خاک در حوزه های آبخیز آغاز گردیده است. برای اندازه گیری هدر رفت خاک و مقدار رسوب معمولا می توان از دو روش مستقیم و غیرمستقیم اندازه گیری استفاده نمود. از آنجا که روش های مستقیم اندازه-گیری دشوار، پرهزینه و وقت گیر، و همچنین بیشتر حوضه های کشور فاقد ایستگاه و وسایل اندازه گیری می باشند. لذا بیشتر محققین از روش غیرمستقیم اندازه گیری شامل روابط و مدل های فرسایش و رسوب استفاده می نمایند. معمولا روابطی که در کشور استفاده می گردد وارداتی بوده و کمتر با شرایط کشور سازگاری دارند، لذا در هنگام کاربرد این روابط، باید نتایج با استفاده از داده های مشاهده ای، کالیبره و سپس صحت سنجی آماری گردند، تا در صورت وجود دقت بالا، در مناطق مشابه از آنها استفاده گردد. در این تحقیق، هدف برآورد کارایی معادله جهانی فرسایش از طریق اندازه گیری میزان فرسایش مشاهده ای منطقه مورد مطالعه می باشد.
    مواد و روش ها
    این تحقیق در حوضه سد خاکی آیج شهر جونقان در استان چهارمحال و بختیاری انجام گرفت. عوامل شش گانه مدل شامل شاخص فرسایندگی باران با استفاده از روابطه رگرسیونی، عامل فرسایش پذیری خاک با نمونه برداری خاک در واحدهای همگن و استفاده از نموگراف ویشمایر1987، عامل شیب با استفاده از روش مدل رقومی ارتفاع و مشخص کردن جریان تجمعی، عامل پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر ماهواره ای و روشNDVI و عامل مدیریت حفاظتی با استفاده از جداول مربوطه به ترتیب با مقادیر متوسط 84/84 مگاژول میلی متربر هکتار سال ساعت، 24/0مگاگرم هکتار ساعت بر هکتار مگاژول میلی متر، 44/0، 43/0 و 1 به دست آمد. در ادامه، اندازه گیری مقدار ارتفاع رسوب در خروجی حوزه، با استفاده از پیکه گذاری که در 4سال گذشته انجام گرفته بود، به دست آمد. سپس وزن مخصوص ظاهری رسوب با استفاده از روش استوانه ای و سطح دریاچه سد با استفاده از نرم افزارهای Google Earth و ExpertGPS وAutoCAD محاسبه شد. نسبت تحویل رسوب بر اساس نمودار رابطه مساحت حوضه و بافت خاک، 41/0 در نظر تعیین، و در نهایت با تلفیق موارد ذکر شده میزان فرسایش مشاهده ای منطقه محاسبه شد.
    یافته ها
    با تلفیق لایه های عوامل رابطه جهانی فرسایش خاک، در نرم افزار ArcGIS 9.3 مقدار فرسایش سالانه منطقه، 07/4 تن در هکتار در سال محاسبه شد. از سوی دیگر با در دست داشتن مقدار بار رسوب و نسبت تحویل بار رسوب حوضه، مقدار مشاهده ای فرسایش مشاهده ای حوزه، 06/4 تن در هکتار در سال به دست آمد.
    نتیجه گیری
    مقایسه مقدار فرسایش به دست آمده از طریق مدل جهانی فرسایش با میانگین فرسایش مشاهده ای در منطقه مورد مطالعه، نشان دهنده قابلیت مدل برای استفاده در منطقه مورد مطالعه و مناطقی با خصوصیات مشابه می باشد.
    کلیدواژگان: مدل های فرسایش و رسوب، نسبت تحویل رسوب، فرسایش مشاهده ای
|
  • R. Ahmadifar, S.M. Mousavi *, M. Rahimzadegan Page 1
    Background And Objectives
    The protection of the quality of groundwater is very important considering its vast usages in agriculture, industry and as drinking water. Removing groundwater pollution is an expensive process and needs a long time. Therefore, it is necessary to prevent the pollution of groundwater resources using proper methods. One of the usual methods is to investigate areas with high potentials to get polluted. The aim of this study choose a suitable method to identify areas sensitive to pollution in Sarab plain.
    Materials And Methods
    Two models DRASTIC and SINTACS were used in “Sarab” plain to evaluate the pollution of groundwater resources. First, the vulnerability maps of the aquifer were provided for each model. To do this, the information layers of “depth of groundwater table”, “net recharge”, “aquifer media”, “soil media”, “topography”, “the effect of vadose zone” and “hydraulic conductivity of the aquifer” were prepared in GIS. As the next step, the land use parameter was combined with the vulnerability maps, to prepare risk assessment maps. Also, to consider hydrogeological condition of the studied area, AHP method was used to correctly evaluate the weights and the ranks of the effective parameters and sub-parameters in DRASTICLU and SINTACSLU modified models. The correlation coefficient between the concentration of the Nitrate in groundwater and the calculated indexes for the studied area was calculated using linear regression.
    Results
    Based on DRASTIC map, 82.62% of the studied area has medium vulnerability potential. However, 14.43% and 12.94% of the area have low to medium and medium to high vulnerability potential respectively. On the other hand, based on SINTACS maps, the vulnerability potential in 76.48% and 23.52% of the studied area is medium to high and low respectively. Also, according to the results of DRASTICLU index, 24.10%, 48.97% and 24.86% of the studied area are evaluated with low, medium and high risk respectively. However, based on SINTACSLU map, 55.35%, 40.82% of Sarab plain are located in areas with medium and high risk respectively. Besides, according to AHP-DRASTICLU index 7.81%, 50.86%, 37.52% and 3.74% of the studied plain are evaluated as areas with very low, low, medium and high risk respectively. AHP-SINTACSLU index shows similar results to AHP-DRASTICLU index.
    Conclusion
    To be able to choose the best index to evaluate the potential of vulnerability and risk for Sarab plain, the correlations between Nitrate concentration in groundwater on one hand and the amount of each of the used indexes were investigated. According to the results, DRASTIC index with R2=0.40 has the highest correlation among the investigated indexes. However, regarding risk evaluation, AHP-DRASTICLU index has the highest correlation, with R2=0.56. Therefore, to evaluate pollution vulnerability and risk in Sarab plain, these two indexes are the most accurate and trustable.
    Keywords: Vulnerability, risk, Sarab plain, DRASTIC, SINTACS, Analytical hierarchy process (AHP)
  • A. Arman*, J. Zahiri, P. Fatahi Page 21
    Background And Objectives
    One of the highest losses due to natural disasters is bank erosion. Rivers affected by erosion and sedimentation are subject to various changes such as change of direction, movement in transverse and longitudinal directions, bed level changes and transformation of geometric features. There are several methods to protect the bank in the outer arc, spur dikes are one of thebest and most economical methods used in most parts of the world. In this study, flow and sedimentpatterns in a 90 degree mild bendwith and without spur dikes by changing the position and length of the spur dikes with Configurations 15%, 20% and 25% of the flume width was examined using numerical model CCHE2D and by considering the hydraulic performance of spur dikes the optimum combination of parameters, length and position of spur dike in the bend were investigated.
    Materials And Methods
    The bend used in the numerical simulation in this study isa 90 degree mild bend flume with 70 cm width in hydraulic laboratory of Shahid Chamran University. In order to simulate the flow and sedimentpattern the numerical model CCHE2D was used in this study. This model is a two-dimensional hydrodynamic model which has been prepared and developed at theInternational Science and hydraulic center of Mississippi School of Computational Engineering in America.
    Results
    Hydraulic and sedimentary results were verified by comparing the simulated results by model with experimental results. The results indicatethe numerical models high capability in simulating the flow and sediment pattern in the bend. Comparison of the model and experimental velocity results indicates an accuracy of more than 94 percent. The sediment validation also indicated that the models accuracy in estimating the sediment erosion and deposition is over 90%.
    Conclusion
    The results show that by increasing the length of the spur dikes, the maximum velocity and depth of erosion and sedimentation also increases. For example, the maximum scour depth of spur dikes with length equal to 15 and 20 percent of flume width compared to spur dikes with 25 percent of flume width length decreases 44% and 33% respectively. Also the maximum velocity of spur dikes with 15 and 20 percent of flume width length decreases 9% and 16% respectively compared to spur dikeswith 25 percent of flume width length. The results show that the erosion and sedimentation pattern of spur dikes with length equal to 20% of flume width is preferred. Because, firstly they divert the flow to the center of the main channel with causing the least changes in the channel bed. Secondly, the spur dikes with 15% and 25% of the channel width length cause a massive volume of sedimentation in the inner arc of bend.
    Keywords: Spur dikes, Flow, sediment pattern, 90 degree bend, CCHE2D mo
  • A.R. Arabameri *, K. Shirani, Kh. Rezaei Page 41
    Background And Objectives
    Landslides are significant natural geologic hazard around the world. Expansion of urban and man-made structures into potentially hazardous areas leads to extensive damage to infrastructure and occasionally results in loss of life every year. Identification of factor affecting existing of landslide as well as its zonation in the given watershed is one of the basic tools for landslide control and selection of appropriate and effective solution as well. Thus, a research study with objective of recognizing factor affecting landslide and determination of lands with hypothential to its occurrence was conducted to prepare landslide zonation map for the Sorkhoon watershed using Dempster-shafer and frequency ratio models.
    Materials And Methods
    To reach this goal, after preparing of Landslide inventory map using field survey and aerial photo interpretation, data layers of distance from stream, distance from faults, elevation, slope, aspect, Topography wetness index (TWI), distance from roads, land use, lithology and Stream Power index (SPI) as Factors affecting landslides were selected and after applying Dempster-shafer and frequency ratio methods the final Landslide Hazard zoning was prepared. For calculating of weight of affective factors, was used the analytic hierarchy process in the software of expert choice. To validation of used methods the ROC curve was used.
    Results
    The main factors that caused the landslides in this area based on field observations and Expertise opinions include lithology, distance from roads and slope, respectively, with scores (0.181, 0.163, 0.145) and vis-à-vis factors of elevation, slope and topography wetness index (TWI) respectively with scores (0.018, 0.036, 0.054) have the lowest impact on landslides. According to the results, frequency ratio models have obtained higher AUC (0.927) as compared to the Dempster-shafer (0.858) that shows the high correlation between hazard map and distribution map landslide inventory map and better evaluation of frequency ratio toward Dempster-shafer model.
    Conclusion
    The results of the validation showed that the frequency ratio model has higher efficiency and accuracy toward Dempster-shafer model for preparing of zonation map. Based on the results of the frequency ratio model 21128200 square meters (7.05 percentage) of the region located in the very low risk class, 67,144,500 square meters (20.45 percentage) of the area located in the low risk class, 90,113,400 square meters (27.45 percentage) located in the moderate Risk class, 91733400 square meters (27.94 percentage) of the area located in the high class and finally 56.160000 square meters (17.11 percentage) of the area located in the very high risk class.
    Keywords: Landslide, Zonation, Dempster-shafer model, Frequency ratio model, Validation
  • M. Khademi *, H. Moeeni, H. Bonakdari, I. Ebtehaj Page 59
    Background And Objectives
    One of the most important assumptions in the modeling of time series, it is to be stationary. The amount of stationary can be various, so that different definitions exist such as first order and second order stationary and strong and strict stationary. Therefore, this study cover the effect of differencing on the stationary value as well as the precision of the ARMA, ARIMA and SARIMA models in the modeling and monthly prediction of time series.
    Materials And Methods
    For this purpose, 96 years data of lake level, which is monthly measurement related to Michigan-Huron Lake on the border of United States and Canada, are used. The 76-years of primary utilized for training and the rest of 20-years are used for validation. Firstly, the existing of the trend and period components in the time-series were assessed using Fischer and man-Kendal tests. These two components are the main factors in the appearance of non-stationary in time series. Therefore seasonal differencing, non-seasonal differencing and both of them at same time were measured and their results were compared by non- differencing data. To assessment of achieved time-series differencing, the ACF diagram and generalized Dicky-Fouler test were utilized. The type and amount of required parameters in different models were determined by ACF diagram. Then, each of series was modeled and predicted using appropriate model. The results indicated that there is not a certain trend and period in series. However, the using of seasonal differencing increased the stationary but non-seasonal differencing lead to non-stationary of these time series. The most increasing in stationary was indicated by using of seasonal and non-seasonal differencing. Due to ACF diagram, using both of differencing results in use of seasonal parameters in model. Therefore, series without differencing with ARMA model and series with seasonal differencing with SARIMA are modeled.
    Results
    The investigations showed the concurrent using of seasonal and non-seasonal differencing has the most impact on the rate of getting stationary alignment of the Lake in compare with other methods. As a result, the numbers of model needed to achieve the most accurate predictions were reduced in large scale. In such a way in non-differencing situation, 1444 model of ARMA were needed that this amount in situation of seasonal differencing and non-seasonal differencing were reduced in 64 models of SARIMA. On the other hand, by reducing much more number of parameters (two parameters) in SARIMA model, similar result is even better than ARMA model with 21 parameters.
    Conclusion
    The results showed that the more making stationary of monthly lake level which itself is stationary, reduces the number of models and the number of model's parameters needed to achieve the best outcome too much. For this purpose, combined differencing made the series stationary more than the other methods.
    Keywords: Forecast, Time series, Lake level, ARIMA, SARIMA
  • M. Najafi-Ghiri *, H.R. Boostani Page 77
    Background And Objectives
    Application of different organic materials in organic agriculture may change the status of plant nutrients in deficient soils. Arid soils of Iran may have a considerable content of potassium (K); but their K content is decreasing due to intensive agriculture. This K deficiency may be alleviated by different organic materials application in organic agriculture.
    Materials And Methods
    In the current investigation, a completely randomized experiment was done with application of four plant residues and their produced biochars to a calcareous soil and their effect on different forms of K. Three grams of wheat straw, corn straw, rice bran and licorice root residue and their produced biochars was added to 100 g of a clay loam calcareous soil and incubated for 90 days at 22±2 °C and 50 % of saturation moisture content. The soil samples were air-dried and sieved and pH, electrical conductivity and contents of soluble, exchangeable, non-exchangeable, HNO3-extractable K and K release rate from soil minerals were determined.
    Results
    Results indicated that plant residues had no effect on soil pH, but all biochars increased soil pH (mean of 0.07). Soil EC was increased with application of wheat and corn straws and conversion of plant residues to biochars had more effect on soil salinity. Licorice root residue and its biochar had no effect on the content of different K forms; but other plant residues and their biochars increased soluble, exchangeable and HNO3-extractable K in the order of wheat residue > corn residue > rice bran. On average, biochars had more effect than plant residues on the content of soluble, exchangeable and HNO3-extractable K (212, 269 and 286 mg kg-1, respectively). The content of HNO3-extractable K was not affected with plant residues and their biochars (except for corn straw). Wheat and corn straws and rice bran released 286, 217 and 146 mg K kg-1, respectively; and their biochars released 637, 429 and 290 mg K kg-1, respectively from K-bearing minerals and this may be due to the effect of organic molecules and non-organic cations of organic materials on mineral weathering and K release.
    Conclusion
    It is concluded that application of plant residues and their biochars may have significant effects on soil K status and alleviation of K deficiency and the role of biochar is more important than primary plant residues. On the other hand, increase in soil salinity and pH especially in calcareous soils of arid land should be take into consideration.
    Keywords: Potassium release, Electrical conductivity (EC), Soil pH, Potassium forms
  • H. Arfania, A. Samadi, F. Asadzadeh *, E. Sepehr, Z. Asal Pisheh Page 95
    Background And Objectives
    Phosphorus is a finite resource and an essential nutrient for sustaining all forms of life in aquatic environment. It was also found in various chemical forms which might be gradually released into water column and exacerbate eutrophic condition in rivers and lakes. Thus, P fractionations provide useful insight into risk posed by P-associated sediments to aquatic environment. There is little information available regarding P chemical forms and its bioavailability in aquatic ecosystems in Iran and there was limited number of publications regarding the evaluation of P forms release from river sediments. The published reports and field observations clearly insist on the phytoplankton growth and some dense algal blooms occurring during years with low water in river sediments. Thus, evaluation of P in aquatic environments by algal bioassay and threats of losing biodiversity could be essential.
    Materials And Methods
    Thirty four river sediments from seven main rivers of the Urmia Lake basin were taken from depth of 0-10 cm for algae (Senedesmus Obliquus) bioavailable P evaluation by sequential chemical extraction. Phosphorous pools in these sediments extracted using operationally defined method that includes as exchangeable (EXCH-P), iron and aluminum oxide-bound (Fe/Al-P), calcium bound (Ca-P) and residual P (RES-P). Principle component analysis was conducted to determine the important properties and chemical forms of P in sediment samples. Algal bioassay was carried out to distinguish the bioavailable P fractions. Hierarchical cluster analysis and Pearson simple correlation were applied for selection of the samples of algal assay and determining bioavailable P fraction, respectively.
    Results
    Generally, sediments had coarse texture with high amount of silt and very fine sand. Principle component analysis indicates that particle and carbonate-related properties have significant role in determination of sediments properties. The average rank order of P extraction by sequential extraction were, Ca-P > RES-P > Fe/Al-P > EXCH-P for all rivers except the Simineh Chai. Simineh Chai sediments had higher concentration of Fe/Al-P than RES-P, indicating possible pollution in the river. There was significant correlation between Fe/Al-P (r = 0.947, P
    Conclusion
    Analysis of P fractions in sediments by sequential chemical extraction shows that Fe/Al-P fraction provided higher potential bioavailability and due to significant correlation with algal growth is proper indicator to evaluate river health and eutrophication of Urmia Lake. River sediment of Urmia Lake had high ability to retain P in Ca-P fraction which could be recalcitrant P pool for algal growth.
    Keywords: Phosphorus, Sediment, Algae, Bioavailability
  • A.R. Owji, A. Landi, S. Hojati Page 113
    Background And Objectives
    Soil is a key resource that control the cycles of water, biota and geochemicals and the greatest organic matter reservoir. Little information is available about the effects of grazing on different forms of soil organic carbon in Khuzestan province pastures. Therefore, this study was conducted to evaluate the effects of grazing management on amount and forms of organic carbon in some pasture soils from Peneti plain of Izeh area in Khuzestan province.
    Materials And Methods
    Accordingly, two adjacent pastures with different management (grazing and grazing exclusion) around the Izeh city were selected and then, random soil samples were taken from the surface (0 to 20 cm) and subsurface (20 to 40 cm) in 15 points. After air drying the soil samples and passing them through a 2 mm sieve, physical, chemical properties and forms of organic carbon including total organic carbon (TOC), permanganateoxidizable carbon (POXC), fine particulate organic carbon (FPOC) and coarse particulate organic carbon (CPOC), dissolved organic carbon (DOC) and microbial biomass carbon (MBC) of the soils were measured.
    Results
    The results showed that grazing management has increased soil organic matter of surface and subsurface soils the values were statistically significant in the surface layers and increased the amounts of TOC (from 8.33 to 9.53 g kg-1), DOC (from 9.46 to 10.86 g L-1), MBC (from 418.1 to 456.2 mg kg-1), POXC (from 974.25 to 1035.3 mg kg-1), FPOC (from 430.6 to 450.7 mg kg-1) and CPOC (from 680.10 to 701.4 mg kg-1), but despite the increase in organic matter contents of subsurface soils the difference was not statistically significant. The effect of management practices, in order to have a significant effect to lower parts of the soil, it requires a longer period management. Comparing the biomass upon non-grazing (405 gm-2) and grazed (117 gm-2) areas, indicates a good condition of vegetation in the non-grazing and the effectiveness of enclosure in rehabilitation of pastures in the study area.
    Conclusion
    The results showed that MBC, DOC and POXC are more sensitive than other forms of organic carbon to grazing management. They are more appropriate indicators for grazing management on organic carbon quality being added to the soil. Also, based on carbon stratification ratio index (CSRI), regarding different forms of organic carbon in the study area, non-grazing was one of the most proper and efficient management practices which improved soil quality. Accordingly, it seems that non-grazing practices should be considered as one of the major programs in renewable natural resources plans. On the other hand, the results indicate adverse effects of grazing on the quality of soil organic matter endangering the long-term sustainable production in pastures.
    Keywords: Pasture, Grazing management, Soil carbon, Soil quality
  • S. Najafi, S.H.R. Sadeghi *, T. Heckmann Page 131
    Background And Objectives
    Overuse of natural resources exacerbates soil loss and sediment yield and has caused exceeding allowable rates of soil erosion. Many on-and off-site problems occurred due to irregular human use of natural resources leading to increasing sediment loads in the watersheds. Intensification of sediment yield leads to many intra and extra problems in the watersheds. The awareness on important and susceptible areas of sediment transport is therefore an essential tool to design effective strategies in management of sediment yield and transport in watersheds. Sediment connectivity is one of the most important concepts in this context to investigate sediment transfer between different locations and potential transfer of sediment particle across (between hillslopes, between channel and hillslope, within channel) a watershed. This research was therefore planned to investigate spatial and temporal variations of structural sediment connectivity in 1990, 2001 and 2014 years in Taham-Chai Watershed in Zanjan province, Iran.
    Materials And Methods
    In this study; slope, flow direction and flow accumulation layers have been made using digital elevation model (DEM) in 1:25000 scale and 100 m2 cell sizes. The C factor layer has been made using Landsat images in 1990, 2001 and 2014 years based on the NDVI. All layers along with the main stream network layer of the watershed have been used under two scenarios viz. the potential connection of sediment between hillslopes and catchment outlet and sediment connection between hillslopes and main channels to estimate structural sediment connectivity.
    Results
    The results showed that the structural sediment connectivity based on the first scenario varied from -8.24 to -8.06 and 1.02 and 1.18 for min and max values, respectively. The Structural sediment connectivity index has decreased from -5 to -7 during 1990 until 2014. Regarding structural sediment connectivity maps, connectivity is high in western, southwestern and northwestern sections than other parts of the study area. The net spatial difference of structural sediment coactivity index values has been changed in the range of 0.9 from 2001 until 2014 which it is decreasing in the most sections of the study area and led to a decrease in structural sediment connectivity index. The results of the second scenario showed that the north and southwestern sections of the watershed along with central sections have low structural connectivity because of far distance from the channel network and slight topography respectively which these results are also consistent with results of first scenario. In addition, south, eastern and northeastern sections of the watershed have formed integrated hillslopes which they are prone to transfer sediment to the channel network.
    Conclusion
    Overall, on the basis of the results there is a possibility to investigate structural sediment connectivity and its temporal and spatial variations in the watershed. It also helps distinguish homogeneous sections by similar potential in sediment transport. Accordingly, investigation of structural sediment connectivity causes making conservative measurements and purposeful managerial decisions about sediment yield and transfer with respect to priority of homogeneous sections and financial and equipment constraints especially in countries such as Iran.
    Keywords: Sediment connectivity index, Sediment management, Soil conservation, Sediment transfer scenario
  • H. Esmaeili Gisavandani *, A.M. Akhond Ali, H. Zarei, M. Taghian Page 149
    Background And Objectives
    Developing of techniques for regional flood frequency estimation in ungauged sites is one of the foremost goals of contemporary hydrology. The flood frequency evaluation for ungauged catchments is usually approached by deriving suitable statistical relationships (models) between flood statistics and basins characteristics. Already, several equations have been presented to estimate the flood frequency in different areas such as Karkheh basin. However, due to the complexity of this phenomenon, the relationships have not been capable to simulate the flood frequency with desired accuracy. Accordingly, in this study, in addition to the regression method has been used in the previous studies, the ANN and ANFIS models are applied. In fact, these are a type of black box models without any knowledge of processes within the system, in which inputs are converted into outputs (or output). This situation indicates that this type of new models is actually similar to the regression relations, however, there is further flexibility in adjusting the weights and thus can be used as an replacement to multivariate regressions.
    Materials And Methods
    The study area, including 33 hydrometry stations, is located in the west of Iran. In this study, 27 of the stations for calibration and 6 of the stations for validation were used. To approach a unique model, return period was taken into account as the independent factor.
    Results
    For achieving the best ANN and ANFIS system, different combinations of physiographic with return periods, as input data, has been used. To find the important input factors of the models, sensitivity analysis has been performed in SPSS software. Accordingly, the most important independent variables were including: Return period, area, height, main stream length and slope. In the ANN model, different combinations of these inputs were compared together. It should be noted that for optimizing the connecting weights among different layers of ANN, Genetic algorithms have been used. Consequently, the best selected network is Feed-forward with the structure of 5-10-1 and R=0.95. In the ANFIS system, with increasing the number of input variables for each of the four membership function, including Triangular, Gaussian, Gaussian2 and trapezoidal, simulation accuracy increases. The best simulation is a triangular function with RMSE=0.1514, R=0.97 and the number of rules is 243. Finally, by comparing models, The ANFIS model was selected as the best model. The ANFIS has the best accuracy especially in high return period.
    Conclusion
    Where the sub-basins are small and their flood in different return periods is less than 1000 m3/s, the regression model makes a good accordance with real flood. The ANN model has also good performance in low discharges. The regression presents its forecast in the framework of formulas and it is better and more practical for engineers. Generally, The ANFIS model is the best model for all ranges of the discharge and the best tool for prediction enormous flood in Karkheh basin.
    Keywords: Regional flood analysis, High flow, ANFIS, ANN, Regression
  • S.H. Hosseini *, D. Farsadizadeh, A. Hosseinzadeh Dalir Page 167
    Background And Objectives
    In open channel junctions development of separation zone at the downstream channels is one of the engineering challenges. Development of separation zone has important role on determination of position of hydraulic structures and also increase of its dimensions caused decreasing of flow area so that leads to more erosion of the bed. As the flow is entered to the channel, flow separated from the wall and a zone with low pressure and vortex is created that is called separation zone. As regards of destructive effects of development of the separation zone, researchers always have focused on this case. The aim of this study is to investigate the effects of factors such as inlet discharge ratio, height of outlets weirs and bed elevation of inlet channels on dimensions of the separation zone in 90 degrees four-branch junction with subcritical flow.
    Materials And Methods
    Experiments were carried out in hydraulic Lab of Tabriz University. The setup consists of an intersection of four identical channels which intersect at right angles. Each channel is made from glass with a width 0.4 m and height 0.5 m. Junction was right-angled and bed of the channels was considered horizontal. In this study effects of different geometric and hydraulic parameters such as height of the outlet weirs, bed elevation of the lateral channel and inlet discharge ratio on characteristics of the separation zone in outlet channels in 90 degrees four-branch junction with two inlet flows and two outlet flows was investigated experimentally. In order to investigate the flow pattern were used pigment and sawdust and dimensions of the separation zone were measured by ruler and meter.
    Results And Discussion
    The results revealed that decreasing height of outlet weirs increases dimensions of the separation zone so that minimum variations of (ratio of length of the separation zone in main outlet channel to channel width) xo x b L was about 45 percents. As the bed elevation of lateral channels increases dimensions of the separation zone at the main outlet channel increase which variations of xo x b L was between 0.8 to 2.75 but dimensions of the separation zone at the lateral outlet channel decrease and variations of (ratio of length of the separation zone in lateral outlet channel to channel width) xo y b L was at the range of 0.2-2. The results also indicated that as the ratio of outlet weir height of the lateral channel to outlet weir height of the main channel increases, dimensions of the separation zone in both lateral and main outlet channels increase so that variations of xo s b L for both main and lateral channels were at0.2-1.4 and 0.2-2, respectively. Although the dimensions of the separation zone change with respect to different conditions but width to length ratios in lateral and main outlet channels were 0.16 and 0.25, respectively. Finally in order to calculate the dimension of the separation zone, regression equations were presented so that experimental and analytical results had good agreement.
    Conclusion
    In this research effect of the inlet discharge ratio, height of the outlet weirs and bed elevation of the lateral channels on dimensions of the separation zone in 90 degrees open channel junctions was investigated. Results showed that as increase of the inlet discharge ratio and height of the outlet weirs, dimensions of the separation zone increased. Increase of the bed elevation of the lateral channel increased dimensions of the separation zone in main outlet channel while decreased dimensions of the separation zone in lateral outlet channel. As increased of x y c c dimensions of the separation zone in both outlet channels increased
    Keywords: Four, branch junction, Lateral channel, Main channel, Subcritical flow, Width to length ratio of the separation zone
  • B. Farhadi Bansouleh*, A. Asadi, M. Hafezparast Page 185
    Background And Objectives
    Agriculture is one of the most sensitive sectors in terms of climate change, due to its high dependence on meteorological parameters. By increasing air temperature evaporative power of the atmosphere will be increased and crop growth period will be decreased. Under climate change situation crop yield and crop water requirement will be changed. Changes in these parameters under climate change scenarios can be estimated using simultaneous application of climate change and crop growth simulation models. In this study the impact of climate change on potential evapotranspiration of an autumn crop (barley) and a spring crop (maize) in three stations in different climatic regions of Kermanshah Province for the upcoming period of 2046-2064 were examined.
    Materials And Methods
    The study was carried out in three phases. In the first phase meteorological parameters in the future were estimated based on scenarios of A1B, A2 and B1 of HADCM3 climate change model and downscaled using LARS-WG package software. In the second phase reference crop evapotranspiration under current and the future situations was calculated using the FAO Penman-Monteith formula and compared together. In the third phase growth of studied crops were simulated by AquaCrop software using calibrated crop parameters in the region and based on current and future weather data sets. According to the model outputs seasonal evapotranspiration, maximum daily evapotranspiration and length of growth period under current and future climates were compared.
    Results
    Results of first phase indicated the increasing in the minimum and maximum temperatures and fluctuations in rainfall and sunshine hours compared to the base period (1992-2010). Meanwhile, in the future potential reference crop evapotranspiration in all three stations will be increased. According to the results of this study seasonal evapotranspiration of maize in the future will be increased by 25-27% in Songhor, 16-18% in Kermanshah and 5-7% in Sarpol_e_Zahab. The estimated maximum daily evapotranspiration of maize in the future will be increased by 37-38% in Songhor, 19-20% in Kermanshah and 19-21% in Sarpol_e_Zahab. On the effect of climate change growth period of maize will be decreased by 20, 14 and 10 days respectively in Songhor, Kermanshah and Sarpol_e_Zahab. The trend of changes in the studied parameters for barley was the same as maize but the rate of changes was estimated less.
    Conclusion
    Results of simulation indicated the increasing of seasonal potential evapotranspiration and maximum daily evapotranspiration and decreasing of crop growth period in all three stations under climate change scenarios. The effect of climate change on studied parameters for both crops in Songhor station (cold region) will be higher than Kermanshah (mild) and much more than Sarpol_e_Zahab (tropical). In addition, the percentage of changes in evapotranspiration of spring crop (maize) under climate change will be more than winter crop (barley).
    Keywords: Reference evapotranspiration, Downscaling, Crop modeling, Kermanshah, Water requirement
  • M. Heydarzadeh, A. Nohegar, A. Malekian, A. Khurani Page 203
    Background And Objectives
    In urban catchment because of developed conditions, the amount of impervious area increases which tends to increase runoff volume, peak discharge rate and decrease of infiltration volume. Increase in impervious surfaces to reduce the influence on subsurface flow and base flow or flow of dry air is both concrete and natural channel. In Bandar Abbas city measured and recorded flood in the region is particularly important because of the lack of hydrometric station or any base to measure and record flood. The main objective of the study was evaluate the status of surface water collection system is part of Bandar Abbas city by SWMM model. Addition to investigating flood, weaknesses identified in the network to collect surface runoff Moreover, the critical parameters in the model were determined.
    Materials And Methods
    In the first for runoff simulation and to determine sensitive point flooded was used of SWMM Model. The coefficient of determination (R2) and Nash Sutcliffe (NS) for calibration and validation the model were used in five events 2014/01/19; 2015/03/11; 2015/12/25; 2014/01/07 and 2016/01/03. Depth and velocity measured in outlet basin by current meter gauging. Also to determine sensitive point flooded of Bandar Abbas city used of way measured field with help Eshel. In order to sensitivity analysis were evaluated nine effective parameters in the model using Nash-Sutcliffe (NS).
    Results
    The results showed that the most sensitive Respectively parameters based on the coefficient NS impervious present area, Roughness coefficient impervious area, width, Storage the depth of impervious areas, sub basin areas, slope percent, Storage areas percent without surface, Storage the depth of pervious areas and Roughness coefficient pervious area. The results obtained from model calibration (respectively calibration average coefficient NS 0.75 and coefficient R2 between 0.83) showed good agreement with the observed data. Validation results (mean coefficient NS 0.79 and coefficient R2 between 0.92) showed high accuracy for this area. It was found flooding in some areas was due to lack of adequate capacity conduit. However In some places model confirms that sufficient channel capacities, There were flooding due to the blockage Rubbish is in these places.
    Conclusion
    The results evaluate showed discharge runoff simulation and estimated SWMM model has a good compliance (adapt ate). According to the ability of each sub-basin runoff simulation model and determine the critical points of this model is suitable to be used in city areas without Hydrometrics station. But the model must be calibrated. So we can use this model to predict the risk of flooding, design and estimate the amount and cost of drainage, urban coastal watershed management and prioritizing fixing the problem areas to be flooded.
    Keywords: Storm, Urban runoff, Bandar Abbass, SWMM model, Channel flooded
  • R. Sanji, Y. Kooch*, M. Tabari Kouchaksaraei Page 219
    Background And Objectives
    Because of deforestation and reduction of forest areas, plantation is a vital issue for now and the future. The evaluation of planted species is very important to creation of forests with better quality and quantity in the future. Soils, as an important part of the ecosystems, are affected by tree species with differences aboveground and below ground biomass, under same field condition .Biological properties are good indices to assessment of soil quality and health. In this study the effects of different forest covers including natural forest, hardwoods and softwoods plantations, on variability of fine roots biomass, ecological group's earthworm's density/biomass and nematodes abundance were considered.
    Materials And Methods
    Soil samples were excavated in sixteen points from 0-15 cm (top soil) depth, for each forest covers including Carpinus betulus (hornbeam) - Parrotia persica (iron wood) as a natural stand, Fraxinus excelsior (ash), Acer velutinum (maple) hardwoods and Pinus brutia (pine), Cupressus sempervirens (cypress) softwoods plantations, located in Wood and Paper Company of Mazandaran. Soil moisture, pH, organic carbon, total nitrogen and biological indices (fine roots biomass, earthworm's density/biomass and nematodes abundance) were measured and recorded at the laboratory.
    Results
    ANOVA results for soil physico-chemical properties showed significant statistical differences related to forest covers. So that the highest values of soil moisture, organic carbon and C/N ratio were found under pine plantation. Also the higher values of soil pH and total nitrogen were detected in Carpinus betulus - Parrotia persica natural stand. Greater amounts of fine root biomass (89.68 g m-2), earthworm's density (1.81 n m-2)/biomass (24.17 mg m-2) and nematodes abundance (603.37 n m-2) were found in Carpinus betulus - Parrotia persica natural stand. Also maximum epigeic density (1.43 n m-2)/biomass (19.25 mg m-2), were found under Carpinus betulus - Parrotia persica natural stand and ash plantation. Higher anecic earthworm's density (0.37 n m-2)/biomass (4.92 mg m-2) recorded in Carpinus betulus - Parrotia persica natural stand. The endogeic species were not observed under different forest covers. Greater amounts of nematodes abundance (603.37 n m-2) were recorded in Carpinus betulus - Parrotia persica natural stand. The finding of correlation between biological indices and other studied properties indicating that biological characters are influenced by soil water content and chemistry under different forest covers.
    Conclusion
    The findings of this study are showing the considerable effect of natural forest covers on soil biological properties and quality. In addition, in degraded areas of northern Iran, planting of Fraxinus excelsior species can be considered due to improvement and conservation of soil biological indices, quality and health.
    Keywords: Natural forest, Plantation, Soil chemical characters, Earthworm, nematode
  • M. Ghorbani *, N.A. Karimian, M. Zarei Page 235
    Background And Objectives
    The study of heavy metals is particularly important because they are not decomposable and also have harmful physiological effects on organisms even at low concentrations. Cadmium is a heavy metal which may entered water, soil, plants and ultimately the human and animal's food chain from various sources and it can cause serious damages. Biological fertilizers are consisted of concentrated population of beneficial microorganisms or their metabolic products that introduced into soil to improve soil fertility and plant nutrition in sustainable agriculture. Vermicompost and its derived aqua products (i.e. vermiwash and tea vermicompost) are as biofertilizers. Vermiwash is a complex of materials which are excreted from both earthworm substrate and their body. Vermiwash is rich in vitamins, hormones, enzymes, macro- and micronutrients which can help plants for efficient growth. vermiwash, could be used an organic liquid fertilizer as foliar spray in agriculture. The aim of this study was to evaluate the effect of liquid organic fertilizer on growth, cadmium and macronutrients uptake of Spinach in a cadmium polluted soil.
    Materials And Methods
    A greenhouse experiment was conducted with factorial arrangement in a completely randomized design with two factors and tree replications in a cadmium contaminated calcareous soil. Treatments were consisted of four levels of vermiwash (0, 25, 50 and 100 ml per kg of soil) and four levels of cadmium (control 5, 10, 20 and 40 mg Cd kg-1. Before cultivation soil was used and its characteristics along with vermicompost were analyzed by standard methods. Seeds of spinach (Spinacea oleracea L.var. inermis) were planted in pots. After eight weeks of planting, wet and dry weights, concentrations and uptake of nitrogen, potassium, phosphorus and cadmium of plant were measured.
    Results
    The results of this study indicated that vermiwash is effective in improving of growth and yield of plant. The lowest dry weight was observed in control (without vermiwash) and the level of 40 mg Cd per kg of soil and the highest of them was observed in 50 ml vermiwash and the level of 40 mg Cd per kg of soil. In all Cd levels, the concentration and uptake of nitrogen and phosphorus by plants were increased. Vermiwash had no significant effect on cadmium and potassium concentration of plant.
    Conclusion
    Vermiwash application increased yield and macronutrient uptake by Spinach in Cd contaminated soil. Vemiwash could be used as a plant growth fertilizer. Further investigations will be useful and recommended in field condition.
    Keywords: Cadmium, Nitrogen, Phosphorus, Potassium
  • M. Alihouri * Page 251
    Background And Objectives
    Accurate planning is very important for optimized use of water resources in agricultural sector due to climate condition of Iran. According to the research results, drought and salinity are two factors limiting agricultural production in arid and semiarid. Since changing drought or salinity adjust or increase other effect on plant, it is necessary evaluating combined effects of drought and salinity on plants such as date palm. In this reseach, the effect of water stress and salinity were studied in vegetative growth stage of Barhee date.
    Materials And Methods
    This research was carried out in factorial method based on randomized complete design with three replications on Barhee juvenile date palms. The treatments were three irrigation depths of 100%, 85% and 70% of plant water requirement and three irrigation water salinities of 2.5, 8 and 12 dS/m. The irrigation depth was calculated by measuring soil moisture. The production functions of water-salinity-dry matter yield were determined in linear, Cobb-Douglas, quadratic and transcendental equations. Five statistical indices of adjusted coefficient of determination (R2adj), modeling efficiency (EF), maximum error (ME), normalized root mean square error (nRMSE) and coefficient of residual mass (CRM) were used in evaluation of models.
    Results
    The results showed that irrigation depth, water salinity and interaction of irrigation depth and water salinity had significant effect on all vegetative characters of plant except shoot relative water content. Decreasing irrigation depth from 100% to 85% of plant water requirement showed non-significant decrease in mean of shoot wet and dry matter that were only 5.0 and 5.6 percent, respectively. Amounts of these characters decreased significantly 26.3 and 24.4 percent, respectively, in irrigation depth equal 70% of plant water requirement. While, increasing water salinity from 2.5 to 8 dS/m was caused significant decrease in mean of shoot wet and dry matter that were 44.0 and 42.0 percent, respectively. Amounts of these characters decreased 54.1 and 52.0 percent, respectively, in irrigation with water 12 dS/m. The most amounts of plant vegetative characteristics obtained from water salinity of 2.5 dS/m and irrigation depth equal 100% of plant water requirement. This treatment had significantly different with other treatments expect water salinity of 2.5 dS/m and irrigation depth equal 85% of plant water requirement.
    Conclusion
    The Barhee juvenile date palms can be irrigated with 85% of water requirement when water salinity is 2.5 dS/m. The comparison of production functions of water-salinity-dry matter yield showed that quadratic equation had more accuracy than other equations in estimation of dry matter yield in vegetative growth phase of Barhee date palm. All equations estimated shoot dry matter less than actual amount expect quadratic equation.
    Keywords: Deficit irrigation, Irrigation, Modeling, Saline water, Shoot
  • S.M. Hashemimofrad, A.R. Hosseinpur, H.R. Motaghian* Page 267
    Background And Objectives
    Spatial variability of soil properties is related to environmental factors such as climate, slope position, topography, slope gradient, elevation, parent material and vegetation. Topography variability and soil formation cause the significant differences in soil characteristics in a hillslope. Topography affects the amount of nutrients, including potassium (K) in the soil. Therefore, knowledge of variability in soil K availability to achieve better production and sustainable management is essential. The relationship of quantity- intensity (Q/I) offers a relatively full of soil K status. The present study was to evaluate the effect of topography on K quantity- intensity parameters using the six horizons in both depths on a sequence in Shahrekord plain.
    Materials And Methods
    Soil samples were air dried, to pass a 2 mm sieve and then, selected physical and chemical properties of soil were measured by laboratory standard methods. In these samples Q/I parameters including activity ratio at equilibrium (AR0), labile K (ΔK0), potential buffering capacity (PBCK) and hardly exchangeable K (Kx) also K forms were determined.
    Results
    The results showed that the effect of topography on K quantity- intensity parameters in both depths was significant (P
    Conclusion
    The results showed that topography caused changes in the soil properties, especially clay, organic carbon and CEC, therefore, can affect the quantity-intensity potassium.
    Keywords: Potassium forms, Quantity, intensity parameters, Topography
  • Z. Faraji *, A. Kaviani, A.R. Shakiba Page 283
    Background And Objectives
    Water storage depletion is an increasing hydrological threat to agricultural production and socio-economic stability across the globe. It is fast approaching threshold levels especially in arid/semiarid regions like IRAN with low precipitation and excessive evapotranspiration (ET). The more accurate for the estimating evapotranspiration as one of the most important parameters that cause water loss can be a step towards enhancing human ability to control and manage the water crisis. Unfortunately, with outbreak phenomenon of drought and excessive increase in water consumption and reducing groundwater resources, Qazvin province is facing a water shortage crisis. This paper introduces a new method to increase the accuracy of Evapotranspiration and calibration of rainfall data of Global Land Data Assimilation System (GLDAS) model and also introducing GLDAS Evapotranspiration, rainfall and temperature as a suitable replacement for the records data, especially in regions where have no data and Inaccessible places.
    Materials And Methods
    In this study which was proceed in Qazvin, evapotranspiration and temperature for the years 1379 to 1382 and rainfall for the years 1995 to 2010 has been studied. According to 50-years of rainfall data, years 80-79, 81-80 and 82-81, respectively, were selected as dry, normal and wet crop year. Quantitative indices that have been used to evaluate the results are such as correlation coefficient (R), root mean square error (RMSE), mean bias error (MBE) and Mean Absolute Error (MAE).
    Results
    The results of the GLDAS evapotranspiration data and lysimeter R2=0.95, RMSE=0.68 (mm/month) shows that there is a high correlation between the two data series. In addition to the Evapotranspiration, temperature and precipitation as well as two parameters affecting evapotranspiration were evaluated. The statistical results indicate that R2 is more than 0.9 between air temperature of GLDAS and station and R2=0.67 between precipitation of GLDAS and station data.
    Conclusion
    According to results, using data from evapotranspiration, temperature and precipitation derived from GLDAS model as an alternative to the observational data in areas where have no data is suggested.
    Keywords: Evapotranspiration, Remote sensing, GLDAS, Precipitation
  • M. Pajouhesh, A. Kaviani, J. Givi, A.R. Davoudian Dehkordi, A. Honarbakhsh Page 299
    Background And Objectives
    In the recent years, the effects of economic and environment, resulting from soil erosion and sediment yield is one of the most important joint issues in around the world and watersheds from Iran especially. So many scientists use indirect methods mainly erosion and sediment relations and models. These relations that are usually used in the country were imported and less compatible with the country's conditions. So, when applying these relations, the results should be calibration and statistical validation using observation data, so that if high precision, are used in the same region. The objective of this study was the estimating ofthe efficiency of universal soil loss equation with measuring observation erosion in study area.
    Materials And Methods
    This study was carried out on the soil dam of the Aij watershed in the Chaharmahal va Bakhtyari province. The six factors of model include: Rain erosivity factor using the rainfall erosivity map, soil erodibility factor by soil sampling in the homogenous units and using the wischmeier's anemograph (1987), slope factor using digital elevation model (DEM), land cover using satellitesimagine, the mean amount 2.75 Mj.mm per hec.yr.hr, 0.24 Mg.hec. Year per hec. MJ. mm, 0.44, 0.43 and 1, respectively. In the following, the amount of sediment using scale was measured for 4 last years.
    Results
    Combining the factors of universal soil loss equation using ARCGIS9.3, the amount of annual soil erosion was estimated about 0.13 tons per hectare per year. On the other hand, using the amount of observed sediment load and sediment delivery ration, the observed erosion calculated about 3.3 tons per hectare per year.
    Conclusion
    The difference of the amount of estimated erosion using soil loss equation with observation erosion showed that, the model has low ability to use in the study area and areas with similar characteristics.
    Keywords: Erosion, sediment models, Sediment delivery ratio, Joneghan watershed, Observation erosion