فهرست مطالب

دانش آب و خاک - سال بیست و هفتم شماره 3 (پاییز 1396)
  • سال بیست و هفتم شماره 3 (پاییز 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/09/09
  • تعداد عناوین: 19
|
  • مقاله پژوهشی
  • عادله علیجانپور شلمانی، علیرضا واعظی* صفحات 1-14
    ضریب رواناب به عنوان معیاری برای ارزیابی پتانسیل تولید سیل حوزه آبخیز مورد استفاده قرار می گیرد. این عامل به مشخصات حوزه آبخیز بستگی داشته و طی سال دچار تغییرات زمانی می شود. آگاهی از حوزه های آبخیز مستعد تولید بیش تر رواناب و زمان وقوع بیش ترین رواناب ، در برنامه ریزی مدیریت حوزه های آبخیز نقشی اساسی دارد. در این پژوهش مشخصات فیزیکی و وقایع بارش و رواناب طی دوره بیست ساله (1384-1365) در یازده حوزه آبخیز رده چهار در استان اردبیل بررسی شد. مساحت آن ها بین 257 تا 2184 کیلومتر مربع بوده و شیب از 25/16 تا 3/33 درصد تغییر می کند. تفاوتی معنی دار بین ماه ها از نظر بارندگی (001/0>p)، رواناب (01/0>p) و ضریب رواناب (05/0>p) وجود داشت. در برخی حوزه های آبخیز، رابطه ای معنی دار بین رواناب و بارندگی برقرار است که می تواند به دلیل ضعف پوشش گیاهی باشد. در اغلب حوزه های آبخیز، بیش ترین ضریب رواناب در فروردین (70 درصد) و کم ترین آن در شهریور (صفر) می باشد. این نتیجه به دلیل فواصل کوتاه رخدادهای بارندگی و ضعف پوشش گیاهی در اوایل بهار می باشد. در شهریور به دلیل پوشش گیاهی مناسب، ضریب رواناب کاهش می یابد. ضریب رواناب تحت تاثیر خصوصیات فیزیکی حوزه آبخیز قرار دارد، همبستگی منفی بین ضریب رواناب و مساحت (80/0-=r)، طول آبراهه (83/0-=r) و ضریب شکل (82/0-=r) وجود دارد. با این وجود، این مشخصه تحت تاثیر شیب، ضریب گراولیوس و تراکم آبراهه ای قرار نگرفت. نتایج نشان داد که در منطقه نیمه خشک، بیش ترین خطر پتانسیل تولید سیل مربوط به حوزه های آبخیز با سطح کوچک و غیرکشیده (ضریب گراویلیوس 2/1) به ویژه در اوایل بهار می باشد.
    کلیدواژگان: بارندگی، درجه حوزه آبخیز، خطر پتانسیل تولید سیل، مشخصات فیزیکی حوزه آبخیز
  • آلاله احمدی، تورج هنر* صفحات 15-25
    حوضچه های آرامش از متداول ترین سازه های کاهنده انرژی می باشند که جهت استهلاک انرژی آب درسرعت های فوق بحرانی در پایین دست سازه های آبی نظیر سد ها و تنداب ها و نیز در شبکه های آبیاری و زهکشی استفاده می شوند. در این پژوهش به منظور بررسی توام شیب کف معکوس و زبری کنگره ای شکل، آزمایش هایی با دامنه اعداد فرود در محدوده 4/4 تا 39/7 و شیب منفی صفر تا 02/0- در چهار زبری کنگر های انجام گردید. نتایج نشان می دهد که در شرایط فوق به طور میانگین 35 و 49 درصد در نسبت اعماق مزدوج و طول نسبی پرش کاهش ایجاد شده است و همچنین اجرای این روش موجب افزایش 21 و 14 درصدی در افت نسبی انرژی و ضریب تنش برشی بستر گردیده است که می تواند موجب کاهش هزینه های اجرایی گردد.
    کلیدواژگان: بستر دندانه ای، پرش هیدرولیکی، جریان فوق بحرانی، حوضچه آرامش، شیب منفی
  • پریسا کوچک، سیدمحمود کاشفی پور *، مهدی قمشی، احمد فتحی صفحات 27-39
    سازه باندال لایک نوعی آبشکن است که به صورت ترکیبی از آبشکن نفوذپذیر و نفوذناپذیر ساخته می شود. این سازه معمولا در شبه قاره هند به منظور کنترل فرسایش و بهبود عمق جریان برای کشتی رانی در رودخانه های آبرفتی احداث می گردد. این آبشکن می تواند جایگزین مناسبی برای آبشکن های معمول محسوب شود. در این مطالعه اثر استغراق و زاویه قرارگیری آبشکن باندال لایک نسبت به ساحل بر بیشینه عمق آبشستگی اطراف آبشکن در فلومی با قوس ملایم 90 درجه بررسی شده است. بدین منظور سری باندال لایک ها با سه زاویه 60، 90 و 120 درجه درون فلوم جایگذاری شده و با سه نسبت استغراق متفاوت (16/1، 65/1، 15/2) و تحت شرایط هیدرولیکی متفاوت (اعداد فرود 21/0، 23/0، 26/0، 29/0) مورد آزمایش قرار گرفته اند. نتایج نشان داد که آبشکن های با زاویه 90 درجه (قائم) دارای بیشترین و آبشکن های با زاویه 60 درجه (جاذب) دارای کمترین میزان آبشستگی می باشند. هم چنین با افزایش استغراق سازه ها بیشینه عمق آبشستگی در اطراف آن ها نیز افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: آبشکن باندال لایک، بیشینه عمق آبشستگی، زاویه آبشکن، قوس 90 درجه، نسبت استغراق
  • فاطمه زارع زاده، علی اکبر کریمیان*، حمید سودایی زاده صفحات 41-51
    شوری یک مسئله فراگیر و محدود-کننده توسعه فضای سبز شهری در مناطق خشک است. به-دلیل کمبود آب با کیفیت مناسب در این مناطق، استفاده از آب های با کیفیت پایین تر جهت آبیاری گیاهان مورد توجه قرار گرفته و معرفی گونه های متحمل به شوری جهت استفاده در فضای سبز شهری امری ضروری است. این پژوهش در شرایط گلخانه جهت بررسی اثر پنج سطح شوری آب آبیاری شامل 4/0، 3، 6، 9 و 12 دسی زیمنس بر متر در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار بر روی برخی شاخص های فیزیولوژیکی گیاه خرزهره (Nerium oleander) به اجرا در آمد. نتایج نشان داد که شوری منجر به افزایش معنادار غلظت سدیم و کاهش میزان پتاسیم ریشه در تمامی سطوح شوری در مقایسه با تیمارشاهد شد. میزان سدیم برگ خرزهره تنها در سطح شوری 12 دسی زیمنس بر متر در مقایسه با تیمار شاهد معنا دار بود. غلظت پتاسیم در اندام هوایی خرزهره تحت تاثیر شوری قرار نگرفت. همچنین با افزایش شوری مقدار پرولین برگ ها افزایش یافت، ولی در مقدار قندهای محلول و کلروفیل تغییر معناداری بین تیمارهای مختلف مشاهده نشد. به نظر می رسد خرزهره با تجمع پرولین، جذب و نگهداری یون های سدیم و کلرید در ریشه و عدم انتقال آن ها به برگ ، تنش شوری را تحمل نموده است.
    کلیدواژگان: تنش شوری، خرزهره(Nerium oleander)، خصوصیات فیزیولو~یک، فضای سبز
  • حامد عظیمی، سعید شعبانلو * صفحات 53-64
    سرریزهای جانبی از مهمترین سازه های هیدرولیکی محسوب می شوند که به صورت گسترده در سیستم های انحراف جریان و شبکه های زهکشی مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین کانال های دایره ای به عنوان مجاری اصلی انتقال جریان در سیستم های جمع آوری فاضلاب و شبکه های آبیاری به کار گرفته می شوند. در این تحقیق، الگو و میدان جریان در کانال دایره ای با سرریز جانبی در رژیم جریان فوق بحرانی با استفاده از نرم افزار فلوتری دی شبیه سازی شد. همچنین آشفتگی میدان جریان توسط مدل آشفتگی RNG k-e و تغییرات سطح آزاد با استفاده از روش VOF مدل سازی گردید. در ابتدا نتایج مدل عددی با داده های آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده و انطباق مناسبی بین نتایج حاصل از شبیه سازی عددی و داده های آزمایشگاهی حاصل شد. در عمل، کانال های مورد استفاده در شبکه های آبرسانی و سیستم های جمع آوری فاضلاب شیب دار هستند، بنابراین اثرات تغییر شیب کف کانال دایره ای بر روی مشخصات هیدرولیکی میدان جریان در امتداد سرریز جانبی نیز مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش شیب کف کانال اصلی، سطح آزاد جریان در امتداد سرریز جانبی کاهش می یابد. همچنین بر اساس نتایج شبیه سازی، با افزایش شیب کف کانال دایره ای، مقدار انرژی مخصوص افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: جریان فوق بحرانی، سرریز جانبی، شبیه سازی عددی، شیب کف کانال اصلی، کانال دایره ای
  • علیرضا واعظی، فاطمه بابایی*، مهدی طاهری، محمد عباسی صفحات 65-78
    به منظور پهنه بندی عملکرد دانه گندم، روش های کریجینگ معمولی، کوکریجینگ و رگرسیون-کریجینگ مورد استفاده قرار گرفت. برای این منظور 298 کشتزار دیم گندم با فواصل 59/0 کیلومتر از هم در شهرستان خدابنده واقع در جنوب استان زنجان در سال 1393 انتخاب شد. عملکرد دانه گندم دیم در کشت زارها با استفاده از پلات مربعی مورد اندازه گیری قرار گرفت. از هر کشتزار دو نمونه خاک سطحی جمع آوری شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک شامل شن، سیلت و رس، رطوبت گل اشباع، ماده آلی، واکنش خاک، هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم معادل، ازت کل، فسفر قابل دسترس و پتاسیم قابل دسترس خاک در آزمایشگاه اندازه گیری شدند. داده های خاک برای ارزیابی مدل های زمین آماری و بررسی نقش ویژگی های خاک در تعیین عملکرد دانه گندم در کشتزارها به کار رفتند. از بین کل داده های مورد بررسی، 238 داده برای ارائه مدل های زمین آماری و 60 داده برای ارزیابی مدل های مذکور مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که روش کوکریجینگ عملکرد گندم دیم را در نقاط جدید با دقت بیش تری )74/0 =R2، 95/118=RMSE) نسبت به دو روش کریجینگ معمولی )74/0 =R2، 87/127=RMSE) و رگرسیون- کریجینگ )26/0 =R2، 84/198=RMSE) برآورد می کند. ازت کل خاک به عنوان یک متغیر کمکی در روش کوکریجینگ برای تعیین تغییرات مکانی عملکرد دانه گندم بکار رفت. به طور کلی این پژوهش نشان داد با آگاهی از تغییرات مکانی ازت کل خاک می توان تغییرات مکانی عملکرد گندم را کمی نمود و آن را به صورت نقشه زمین آماری برای اهداف مدیریتی به کار گرفت.
    کلیدواژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، رگرسیون-کریجینگ، کریجینگ، کوکریجینگ
  • احسان قاسمی، عبدالرضا ظهیری *، مهدی مفتاح هلقی، امیر احمد دهقانی صفحات 79-91
    آبشستگی موضعی یکی از دلایل عمده عدم پایداری پل ها و در نهایت شکست آن ها می باشد. بنابراین علاوه بر بحث پایداری، تخمین عمق آبشستگی در مجاورت پایه ها نیز دارای اهمیت است. راه کارهای زیادی به منظور کاهش عمق آبشستگی پایه پل ها ارائه شده است. در این پژوهش از یک راه حل غیرسازه ای و دوست دار محیط زیست برای کاهش عمق آبشستگی پایه پل ها استفاده شده است. مواد نانوساختار به دلیل دارا بودن خاصیت ضد آب، می توانند برای کاهش آبشستگی کاربرد داشته باشند. برای دست یابی به اهداف پژوهش، رسوب بستر اطراف پایه پل با نوعی ماده نانو ساختار به نام نانورس مخلوط شد. آزمایش ها بر روی یک پایه پل استوانه ای واقع در یک کانال مستطیلی و در شرایط جریان ماندگار انجام شد. نتایج حاصل نشان داد که بیشترین درصد کاهش عمق آبشستگی حدود3/58% در دبی جریان بیشینه (16 لیتر بر ثانیه) با اختلاف زیاد نسبت به سایر مقادیر دبی جریان اتفاق افتاده است. در این دبی جریان، عمق بیشینه آبشستگی به دلیل وجود مواد نانو ساختار از 60 میلی متر به حدود 25 میلی متر کاهش یافته است. کمینه کاهش عمق آبشستگی با حدود 6/41 درصد در کوچکترین دبی جریان (4 لیتر بر ثانیه) به دست آمده است.
    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، پایه پل، جریان ماندگار، مواد نانوساختار
  • کامران مروج*، پریسا علمداری، محمد امیر دلاور، مهدی فتحی صفحات 93-105
    مطالعات خاکشناسی و تناسب اراضی برای اجرای یک پژوهش کاربردی و اطلاع از ویژگی های خاک و اراضی ضروری است. هدف این تحقیق، تعیین مکان های مناسب در شرایط فعلی و آتی برای برخی محصول های زراعی و باغی بود. منطقه مورد مطالعه با وسعت 295 هکتار در منطقه آبیک قزوین واقع است. رژیم رطوبتی و حرارتی منطقه به ترتیب اریدیک ضعیف و ترمیک بود. فیزیوگرافی های غالب، مخروط افکنه آبرفتی و دشت دامنه ای هستند که برای کشاورزی تسطیح شده بودند. 9 خاک رخ در منطقه تشریح شد و بر اساس رده بندی آمریکایی، خاک ها در دو رده انتی سول و اریدی سول طبقه بندی شدند. تناسب اراضی فعلی و آتی 5 نوع بهره وری (شامل کلزای پاییزه، گوجه فرنگی، سیب، گلابی و گردو) با توجه به شرایط اقلیم، خاک و زمین بررسی شد. نتایج نشان داد، وجود مقدار نسبتا زیاد تا زیاد سنگ، سنگریزه، قلوه سنگ، کربنات کلسیم معادل و pH خاک، مهم ترین عوامل محدوده کننده برای انواع بهره وری می باشند. برای گوجه فرنگی و گردو، کلاس تناسب اراضی نمی تواند به S1 ارتقاء یابد. زیرا شرایط اقلیمی منطقه برای آن ها کم و بیش محدودیت زا است. اما کلاس تناسب اراضی برای سایر انواع بهره وری ها با انجام اقدامات مدیریتی مناسب می تواند ارتقاء پیدا کند. کلاس تناسب اراضی سایر نوع های بهره وری اراضی با اجرای اقدامات مدیریت اراضی قابل بهبود می باشد. به ترتیب 40% و 43% از کل اراضی منطقه برای کاربری باغ و زراعت آبی مناسب (کلاس S1) است. درنهایت 17% باقی مانده نیز به علت وجود محدودیت های زیاد می تواند برای کاربری های غیر کشاورزی مورداستفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: انواع بهره وری، کلاس های تناسب، کاربری آتی اراضی، مدیریت اراضی
  • شهرزاد کرمی*، عبدالمجید رونقی صفحات 107-119
    گیاه پالایی یکی از روش های پالایش فلزات سنگین خاک از جمله کادمیم می باشد که نسبت به سایر روش های موجود ارزان تر است. از آنجا که این روش زمان بر بوده و دارای کارایی پایینی است، روش هایی برای افزایش کارایی گیاه پالایی پیشنهاد شده است. یکی از این روش ها، افزودن بقایای آلی به خاک ها می باشد. آزمایشی گلخانه ای به منظور بررسی اثر کاربرد بقایای گندم و یونجه بر گیاه پالایی ذرت در یک خاک آهکی آلوده شده به کادمیم انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل 3×3×2 در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. فاکتورها شامل دو نوع بقایای آلی (گندم و یونجه)، در سه سطح (صفر، 1، و 2 درصد وزنی) و سه سطح کادمیم (5، 15، و 25 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و در سه تکرار بود. نتایج نشان داد که افزایش سطوح کادمیم کاربردی، سبب افزایش غلظت کادمیم در خاک و در اندام هوایی ذرت شد، اما وزن خشک و فاکتور انباشت زیستی کادمیم را کاهش داد. افزایش سطوح بقایای گندم و یونجه، سبب افزایش غلظت کادمیم اندام هوایی ذرت و فاکتور انباشت زیستی کادمیم شد. غلظت کادمیم اندام هوایی ذرت و فاکتور انباشت زیستی کادمیم در تیمار بقایای گندم نسبت به تیمار بقایای یونجه بیشتر بود. هرچند میانگین وزن خشک ذرت در خاک تیمار شده با بقایای یونجه به طور معنی داری نسبت به بقایای گندم بیشتر بود. اثر کاربرد بقایای گندم یا یونجه بر میزان جذب کادمیم به وسیله ذرت مشابه بود. کارایی گیاه پالایی ذرت در سطوح پایینی کادمیم بیشتر از سطوح بالایی بود.
    کلیدواژگان: آلودگی کادمیم، بقایای گندم، بقایای یونجه، فاکتور انباشت زیستی (BAF)، گیاه پالایی
  • کیوان خلیلی، محمد ناظری تهرودی*، مرضیه عباس زاده افشار صفحات 121-133
    بیش از سه دهه است که هیدرولوژیست ها، استفاده از مدل های چندمتغیره را جهت توصیف و مدل سازی پدیده های پیچیده هیدرولوژی، توصیه می کنند. در مدل های چند متغیره با دخالت دادن عوامل موثر، می توان نتایج توصیف، مدل سازی و پیش بینی متغیرهای مختلف را بهبود بخشید. هم چنین از آنجا که مدل های غیر خطی واریانس ناهمسان شرطی، بخش باقی مانده مدل های خطی را به طور رضایت بخشی مدل می کنند، انتظار می رود، با ترکیب مدل های خطی و غیر خطی، دقت مدل سازی و پیش بینی ها افزایش یابد. در این مطالعه، دو مدل چند متغیره تناوبی آرما و چند متغیره تلفیقی با واریانس ناهمسان شرطی جهت مدل سازی دبی ماهانه رودخانه نازلوچای واقع استان آذربایجان غربی در دوره آماری 1390-1341 با لحاظ مولفه های دما و بارش ایستگاه سینوپتیک ارومیه مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج بررسی و صحت سنجی داده های مدل شده نشان داد که هر دو مدل مورد بررسی دارای دقت خوبی در مدل سازی دبی جریان هستند. هم چنین نتایج نشان داد که مدل چند متغیره تلفیقی با واریانس ناهمسان شرطی با دخالت دادن پارامترهای موثر بر دبی جریان از دقت بیشتری نسبت به مدل چند متغیره تناوبی آرما برخوردار است. هر دو مدل نقاط بیشینه و کمینه دبی ها را با دقت مناسبی تخمین زده اند. نتایج نشان داد که با تلفیق دو مدل چند متغیره تناوبی آرما و غیرخطی خودهمبسته با واریانس ناهمسان شرطی ، میزان خطای مدل حدود 16 درصد در مقایسه با مدل چند متغیره تناوبی آرما کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: بارش، دبی جریان، دما، مدل چند متغیره، مدل واریانس شرطی خودهمبسته، مدل های فصلی
  • الناز رضایی آباجلو *، سینا بشارت، وحید رضاوردی نژاد صفحات 135-146
    امروزه شبیه سازی حرکت آب و املاح در روش های آبیاری متفاوت با استفاده از مدل های مختلفی انجام و ارزیابی می گردد. هدف این تحقیق مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی تیمار های مختلف آبیاری فارو در مدل دو بعدی HYDRUS با آزمایش های تجربی مزرعه می باشد. تیمار های مورد مطالعه شامل آبیاری سنتی (CI)‏، آبیاری یک در میان ثابت (FPRI) و کم آبیاری (DI) بود. مقادیر شاخص ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) مربوط به رطوبت برآوردی در سه تیمار‏، در بازه 03/0 تا 05/0 (cm3cm-3)محاسبه شده است. با توجه به نتایج شبیه سازی، با گذشت 10 روز از دوره شبیه سازی، نحوه توزیع رطوبت در اطراف منطقه جذب ریشه در حدود رطوبت سهل الوصول قرار داشته و امکان افزایش دور آبیاری تا 13 روز به جای 10 روز وجود داشت. میزان نیترات برآوردی تیمار FPRI و DI در مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده، حالت بیش برآوردی از خود نشان داده است. پتانسیل آبشویی نیترات از عمق 40 (cm) در تیمارهای مختلف نیز به صورت CI> DI >FPRI بوده است. بدین ترتیب، در تیمارهای کم آبیاری نیتروژن بیشتری در اختیار گیاه قرار می گیرد. بنابراین، مدل دو بعدی HYDRUS به عنوان یک ابزار قدرتمند در شبیه سازی و اعمال مدیریت های مختلف مصرف آب و املاح در آبیاری فارو قابل توصیه می باشد.
    کلیدواژگان: آبیاری یک در میان ثابت، انتقال نیترات، توزیع رطوبت، شبیه سازی، کم آبیاری
  • بختیار کریمی* صفحات 147-160
    با توجه به اینکه مطالعات صحرایی به منظور ارزیابی پوشش های زهکشی زمان بر و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست، لذا ارزیابی آزمایشگاهی این پوشش ها منطقی به نظر می رسد. هدف اصلی این تحقیق ارائه یک سری روابط تجربی برای تخمین عوامل هیدرولیکی و گرفتگی با استفاده از بار هیدرولیکی و دبی خروجی از زهکش (که اندازه گیری آنها آسان است) و حذف تاثیر پیزومترهای نصب شده در بدنه نفوذسنج بود. برای انجام این آزمایش، دستگاه نفوذسنج که مطابق با استاندارد 5101ASTM- طراحی و ساخته شده، مورد استفاده قرار گرفت. سه نوع پوشش مصنوعی رایج در پروژه های زهکشی شامل 450PP، 700PP و 900PP نیز استفاده شدند. خاک مورد استفاده در این تحقیق از یک پروژه زهکشی در شمال خرمشهر و از عمق 65/1 متری تهیه شد. این تحقیق در شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از نفوذسنج و با اعمال چهار بار هیدرولیکی(25، 50، 75، 100 سانتی متر) انجام شد. با اندازه گیری بار هیدرولیکی، دبی خروجی و قرائت پیزومترهای که در بدنه نفوذسنج نصب شده بود، پارامترهای ویژه (هدایت هیدرولیکی خاک- پوشش، خاک، پوشش و نسبت گرادیان) محاسبه شد. نتایج حاصل نشان داد که مدل های مورد بررسی تخمین دقیقی از عوامل مورد بررسی دارند. ضریب همبستگی روابط ارائه شده برای سه نوع پوشش 450PP، 700PP و900PP و برای هدایت هیدرولیکی خاک- پوشش، هدایت هیدرولیکی خاک و هدایت هیدرولیکی پوشش و نسبت گرایان بالا بوده که نشان دهنده تخمین دقیق این پارامترها می باشد. با استفاده از این روابط می توان عملکرد هیدرولیکی و گرفتگی در پوشش های زهکشی را در شرایط مختلف طراحی شبیه سازی کرد.
    کلیدواژگان: پوشش های زهکشی، پیش بینی گرفتگی، ژئوتکستایل، نسبت گرادیان، نفوذسنج
  • مهدی نجفی قیری*، سعید نوذری، سید حسام نیک سیرت، لیلا سلیمانپور صفحات 161-172
    افزودن بقایای آلی به اراضی در کشاورزی ارگانیک می تواند سبب تغییر در وضعیت پتاسیم خاک و در نتیجه تغییر قابلیت استفاده این عنصر و چرخه آن در خاک گردد. برای بررسی این امر، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با کاربرد 11 نوع مواد آلی (بقایای یونجه، جو، نخود، باقلا و کودهای گوسفند، گاو، شتر، مرغ، کبوتر، بلدرچین و ورمی کمپوست) در دو نوع خاک رسی مناطق داراب و سپیدان فارس تحت دو شرایط رطوبتی (ظرفیت مزرعه و اشباع) با سه تکرار صورت گرفت. ابتدا مقدار دو گرم از بقایای آلی به 100 گرم از نمونه های خاک اضافه گردیده و در شرایط ظرفیت مزرعه و اشباع به مدت دو ماه در شرایط آزمایشگاه (دمای 2±22 درجه سلسیوس) نگهداری گردیدند و سپس مقدار پتاسیم محلول، تبادلی و غیرتبادلی در آنها اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که همه بقایای آلی به جز ورمی کمپوست، بقایای یونجه و کود شتر مقدار پتاسیم محلول خاک را نسبت به شاهد افزایش دادند و بیشترین افزایش به مقدار 228 میلی گرم بر کیلوگرم مربوط به کود گوسفند بود. مقدار پتاسیم تبادلی با کاربرد انواع بقایای آلی از 70 تا 730 میلی گرم بر کیلوگرم افزایش یافت. مقدار پتاسیم غیرتبادلی نیز با کاربرد همه بقایای آلی افزایش یافت و بیشترین مقدار مربوط به کود مرغ و کمترین آن مربوط به کود شتر بود. به طورکلی افزودن ترکیبات آلی مقدار پتاسیم محلول و تبادلی را در خاک داراب و مقدار پتاسیم غیرتبادلی را در خاک سپیدان بیشتر تحت اثر قرار داد. حالت رطوبت اشباع سبب افزایش پتاسیم تبادلی و کاهش پتاسیم محلول و غیرتبادلی گردید. افزایش مقدار پتاسیم محلول و افزایش شوری خاک بایستی در کاربرد این ترکیبات آلی در خاکهای دارای پتانسیل آبشویی بالا و برای کشت گیاهان حساس به شوری در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: پتاسیم تبادلی، پتاسیم غیرتبادلی، پتاسیم محلول، خاک اسمکتیتی، خاک پالیگورسکیتی
  • هادی انصاری، صفر معروفی* صفحات 173-186
    بررسی ارتباط بین متغیرهای اندازه گیری شده در ایستگاه های هواشناسی با رواناب سطحی حوضه های کوهستانی می تواند در مدل سازی جریان مفید واقع شود. در این مطالعه به منظور بررسی تاثیر سری های زمانی متغیرهای هواشناختی ثبت شده در ایستگاه سینوپتیک سهند بر میزان ذوب برف و رواناب ناشی از آن در حوضه لیقوان، همبستگی این متغیرها با میانگین دمای روزانه (1380 الی 1388) مورد بررسی قرار گرفته و سعی گردید متغیرهایی که همبستگی مناسبی با دما داشتند، انتخاب شوند. سپس چهار بازه زمانی شاخص در فصل ذوب برف، در حد فاصل اول دی تا آخر خردادماه مشخص شد. همبستگی متغیرهای مربوطه با رواناب روزانه، با تاخیرهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته و متغیرهایی که بیشترین همبستگی را با رواناب داشتند انتخاب شدند. بین متغیرهای انتخاب شده و رواناب حوضه، روابط رگرسیونی بسط داده شد و این روابط با رواناب اندازه گیری شده ایستگاه هیدرومتری لیقوان صحت سنجی شد. با توجه به نتایج به دست آمده، متغیر دمای عمق 20 سانتی متری زمین، بیشترین همبستگی (911/0) را با رواناب اندازه گیری شده در بازه زمانی حد فاصل اول دی ماه الی 31 خردادماه بدون لحاظ تاخیر زمانی در سری مربوطه دارا بود. کمترین همبستگی (476/0-) را رطوبت های ساعت 3 بامداد در طی همان دوره ولی با تاخیرهای زمانی 4 و 5 روزه نشان داد. نتایج اعتبار سنجی مدل های رگرسیونی نشان داد که مدل رگرسیونی گام به گام از دقت نسبتا خوبی (61/0= CE) در تخمین جریان رودخانه در فصل ذوب برف برخوردار است.
    کلیدواژگان: ایستگاه سینوپتیک سهند، ایستگاه هیدرومتری لیقوان، حوضه لیقوان، ذوب برف، رطوبت
  • حامد نوذری*، آذین پور صدری، عادل زالی صفحات 187-198
    در این تحقیق، با استفاده از مدل فیزیکی، تاثیر سه نوع آرایش منافذ لوله ها ی زهکش بر میزان نمک زه آب خروجی مورد بررسی قرار گرفت. اولین آرایش منافذ برای تخلیه جریان زیرسطحی، دارای چهار ردیف سوراخ موازی در سمت بالا و پایین لوله (M4) بود. دومین آرایش به صورت لوله دارای سه ردیف سوراخ موازی با زاویه قرارگیری 120 درجه نسبت به هم (M3) و در سری سوم یک ردیف سوراخ در قسمت بالای لوله (M1) لحاظ گردید. لوله های زهکش در دو عمق 20 و 60 سانتی متر نسبت به سطح خاک و فاصله 60 و 180 سانتی متر، نصب شدند. نتایج نشان داد در حالت های M1 و M3 سهم آب زیرزمینی مشارکت کننده در زه آب خروجی کاهش می یابد. حالت M4 بیشترین سهم مشارکتی آب زیرزمینی در زه آب خروجی را دارا بود در حالی که M1 کمترین سهم مشارکتی را داشت. همچنین تفاوت معنی داری بین میزان نمک های خروجی از زهکش با آرایش M4 و M1 وجود داشت. در تمامی موارد، نصب زهکش عمیق منجر به افزایش مقدار نمک خروجی گردید.
    کلیدواژگان: جریان شعاعی، روزنه، سطح ایستابی، هدایت الکتریکی
  • فرزاد جلیلی* صفحات 199-209
    این تحقیق مزرعه ای برای بررسی تاثیر گوگرد و کود دامی بر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و عملکرد گندم به صورت آزمایشات فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. گوگرد در چهار سطح 0 ، 200 ، 400 و 600 کیلوگرم در هکتار و کود دامی در سه سطح 0، 20 و 40 تن در هکتار مصرف شدند. کود دامی و گوگرد در سال اول آزمایش به خاک اضافه شدند و در انتهای سال دوم آزمایش تاثیر این مواد بر ویژگی های خاک و محصول بررسی شد. ‍نتایج نشان داد که اثر متقابل دو فاکتور کود دامی و گوگرد بر عملکرد دانه و شاخص برداشت معنی دار بود. بیشترین عملکرد دانه به مقدار 5249 کیلوگرم در هکتار مربوط به تیمار600 کیلوگرم در هکتار گوگرد همراه با مصرف 20 تن در هکتار کود دامی بود. بیشترین کاهش در pH خاک به میزان 38/0 واحد مربوط به تیمار 600 کیلوگرم در هکتار گوگرد بود. مصرف 40 تن در هکتار کود دامی باعث کاهش pH از 53/7 به 30/7 و جرم مخصوص ظاهری از 49/1 به 26/1 گرم برسانتی متر مکعب و افزایشEC از 92/0 به 2/1 دسی زیمنس بر متر و کربن آلی از 05/1 به 49/1 درصد شد. بر اساس نتایج این تحقیق، برای بالا بردن عملکرد کمی و کیفیت دانه گندم و اصلاح ویژگی های خاک، مصرف گوگرد به میزان 600 کیلوگرم در هکتار و کود دامی به میزان 40 تن در هکتار مناسب به نظر می رسد.
    کلیدواژگان: خواص خاک، عملکرد، کود دامی، گندم، گوگرد
  • امین ترنجیان، صفر معروفی* صفحات 211-224
    اطلاعات بارندگی در هر منطقه نقش مهمی در مطالعات منابع آب و منابع طبیعی ایفا می کند. با توجه به تغییرات زیاد توزیع مکانی و زمانی بارش در مناطق خشک و نیمه خشک، منطقه ای کردن بارش ضروری می باشد. یکی از روش های منطقه ای کردن بارش استفاده از روش های معین و زمین آمار می باشد. در این پژوهش، روش های فاصله معکوس، چندجمله ای موضعی، توابع پایه شعاعی، کریجینگ ساده و کریجینگ معمولی با مدل های مختلف، جهت منطقه ای نمودن بارش فصلی استان همدان با استفاده از آمار بارندگی 20 ایستگاه سازمان هواشناسی و وزارت نیرو با دوره زمانی 10 ساله (1381-1390) مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور ارزیابی کارایی روش های مورد بررسی، از روش اعتبارسنجی متقابل و معیارهای ارزیابی میانگین خطای مطلق، ریشه میانگین مربع خطا و انحراف استاندارد عمومی استفاده گردید. نتایج نشان داد، روش توابع پایه شعاعی با مدل نواری کم ضخامت برای فصل پائیز، روش فاصله معکوس برای فصل زمستان و بهار و روش توابع پایه شعاعی با مدل نواری کاملا مرتب شده برای فصل تابستان، مناسب ترین روش ها برای منطقه ای کردن بارش فصلی استان همدان می باشند.
    کلیدواژگان: توابع پایه شعاعی، چندجمله ای موضعی، زمین آمار، فاصله معکوس، کریجینگ
  • مصطفی صادق زاده سادات*، امیرحسین ناظمی، علی اشرف صدرالدینی صفحات 225-237
    مطالعه حاضر بر روی رودخانه آجی چای واقع در دشت تبریز و در شرق دریاچه ارومیه ، به منظور شناسایی عوامل موثر بر آلودگی رودخانه و آبخوان دشت تبریز و مدیریت و کنترل بهتر کیفیت منابع آب، با بهره گیری از تحلیل مولفه های اصلی، روش های هوش مصنوعی (شبکه عصبی مصنوعی و درخت تصمیم M5) و زمین آمار (کریجینگ و کوکریجینگ)، از طریق تحلیل داده های کیفیت آب (کاتیون ها، آنیون ها) در طی دوره آماری 1380 تا 1392 صورت گرفت. تحلیل های چند متغیره آماری قادر هستند حجم گسترده ای از داده ها را پردازش نمایند و به عنوان راهکاری کمی در مدیریت کیفیت آب رودخانه های استان آذربایجان شرقی مطرح گردند. تعیین مهم ترین پارامترهای تاثیرگذار در کیفیت آب منجر به کاهش هزینه ها و هدفدار نمودن پایش، کنترل و حفاظت کیفیت آب می شود. نتایج تحقیق حاکی از آن است که روش درخت تصمیم گیری (M5) روابط ساده خطی، قابل فهم تر و کاربردی تری برای پیش بینی کلر و شوری ارائه می کند و نوع تصمیمات گرفته شده براساس طبقه بندی در الگوریتم های درخت تصمیم، مشخص، شفاف و قابل استخراج است. همچنین نتایج حاصل از کاربرد روش های زمین آمار نشان داد که وضعیت آبخوان دشت تبریز از لحاظ کیفی نسبت به سال های قبل در وضعیت نامطلوب قرار گرفته و در بخش غربی دشت به دلیل برداشت زیاد توسط چاه ها میزان شوری آب از بیشینه 9000 میکروموس بر سانتی متر در سال 1380 به بالای 11000 میکروموس بر سانتی متر در سال 1390 در مقطع خروجی رسیده است.
    کلیدواژگان: درخت تصمیم، زمین آمار، کیفیت آب زیرزمینی، کیفیت آب سطحی، هوش مصنوعی
  • حسین رضایی*، ثمین جباری قره باغ صفحات 239-250
    با توجه به ماهیت دینامیک و غیر خطی جریان رودخانه، می توان انتظار داشت که سری زمانی جریان رودخانه از یک سیستم دینامیکی قطعی آشوبی به دست آمده باشد. با توجه به اینکه سری های زمانی به دست آمده از پدیده های طبیعی عموما با نویز مخدوش شده اند، وجود نویز فرآیند تحلیل های آشوبی و در نهایت پیش بینی سری های زمانی را با محدودیت هایی مواجه می سازد. بنابراین در این تحقیق با استفاده از آمار دبی های روزانه رودخانه نازلوچای در دوره مهر 1369 تا شهریور 1391، تحلیل آشوبی شامل بررسی وجود آشوب با استفاده از روش بعد همبستگی و نیز شبیه سازی جریان رودخانه با استفاده از مدل تقریب موضعی انجام پذیرفت. سپس به منظور بررسی تاثیر نویز در فرآیند تحلیل ها، کاهش نویز سری زمانی به روش غیر خطی مبتنی بر بازسازی فضای حالت انجام گرفت. نتایج نشان دهنده کاهش 07/6 درصدی بعد همبستگی و افزایش دقت مدل تقریب موضعی برای سری نویز زدایی شده نسبت به سری اصلی داده ها (افزایش09/1 درصدی R2 و کاهش 48 درصدی RMSE) بود. در نهایت با استفاده از مدل منتخب شبیه سازی، پیش بینی جریان رودخانه با استفاده از سری اصلی و سری نویز زدایی شده برای سال آبی 92-91 انجام گرفت. نتایج مدل پیش بینی با استفاده از سری نویززدایی شده دارای دقت بیشتری نسبت به مدل با استفاده از سری اصلی بود.
    کلیدواژگان: بازسازی فضای حالت، بعد همبستگی، پیش بینی، کاهش نویز، مدل تقریب موضعی
|
  • A. Alijanpour Shelmani, Ar Vaezi * Pages 1-14
    Runoff coefficient can be used as a measure for assessing the flood generation potential of the watersheds. This factor is depending on the watershed characteristics and may vary temporally during a year. Knowledge on the watersheds with higher potential to runoff production and determining pick time of runoffs is essential for designing watershed management practices in an area. In this study, physical characteristics with rainfall and runoff data for a thirty-year period (1986-2010) were studied in eleven forth order watersheds in Ardabil, Iran. The watersheds surface areas vary from 257 to 2184 km2 and their slopes are between 16.25% and 33.3%. Significant differences were found among their monthly rainfall (p
    Keywords: Flood generation potential risk, Physical watershed characteristics, Rainfall, Watershed order
  • A. Ahmadi, T. Honar * Pages 15-25
    Stilling basins are the most common energy dissipator structures for depreciation of water energy at super critical speeds, typically are used at down stream of hydraulic structures such as dams and chutes and also in structures of irrigation and drainage networks. A new method using a stilling basin with indented bed and adverse slope, is proposed in this research. The experiments were carried out for upstream Froude numbers in the range of 4.4 to 7.39, with four adverse slopes in the range of zero to -0.02, and also four indented roughness values in the laboratory. The results showed the average decreases of 35 and 49 percent on sequential depths and the relative length of a hydraulic jump, also the average increases of 21 and 14 percent on energy loss and coefficient of bed shear stress of hydraulic jump, respectively, which could reduce the administrative costs of stilling basins.
    Keywords: Adverse slope, Hydraulic jump, Indented bed, Stilling basin, Supercritical flow
  • P. Koochak, Sm Kashefipour *, M. Ghomeshi, A. Fathi Pages 27-39
    Bandal-like structure is a kind of a spur dike which is a combination of a permeable and an impermeable spur dikes that are usually used in Indian Sub-Continents for riverbank protection and improvement of navigation conditions in alluvial rivers. It is considered as a suitable alternative for these spur dikes. In this research effect of the submergence and angle of the bandal-like structure on the maximum scour depth in a 90 degrees’ mild bend flume was investigated. Therefore, a series of bandal-like structures were placed in the flume with three different angles (60, 90, 120) and three different submergence ratios (1.16, 1.65, 2.15) and were examined under four different Froude numbers (0.21, 0.23, 0.26, 0.29). The results showed that the maximum and minimum scour depths belonged to the bandal-like structures with 90 and 60 degrees angles respectively. Also by increase of the submergence ratio the maximum scour depth was increased.
    Keywords: Bandal-like structure, Maximum scour depth, Submergence ratio, Spur dike angle, 90-Degree bend
  • F. Zare Zadeh, Aa Karimian *, H. Soudaie Zadeh Pages 41-51
    Salinity is a widespread problem and a limiting factor on the development of urban landscape in arid regions. Due to lack of good quality water in these areas, there is a noticeable to use of low quality water for irrigation of plants. In this regard, introduction of salt tolerant species for using in urban landscape is necessary. In order to investigate the effects of five levels of irrigation water salinity, including: 0.4, 3, 6, 9 and 12 dS/m-1 on some physiological attributes of Nerium oleander under greenhouse condition, an experimental was conducted based on randomized complete block design with three replicates. The results showed that the all salinity levels caused significant increase of sodium concentration and reduction of potassium in root in comparison with the control treatment. The amount of sodium in leaves of Nerium oleander only at the 12 dSm-1 concentration level had a significant difference with control. On the other hand the potassium concentration in Nerium oleander leaves was not affected by the salinity. Also the leaf Proline concentration was increased with increasing salinity, but there was no significant difference in the amounts of soluble sugars and chlorophyll between different treatments. So, it seems Nerium oleander by the Proline aggregation and also absorption and holding the sodium and chlorine in the roots and preventing their translocation to the leaves, can tolerate salt stress.
    Keywords: Landscape, Nerium oleander, Physiological attributes, Salt stress
  • H. Azimi, S. Shabanlou * Pages 53-64
    Side weirs are of main hydraulic structures which are widely used in flow diversion systems and drainage networks. Also, circular channels are used as the main channel for flow transmission in sewage disposal systems and irrigation networks. In this study, pattern and field of the passing flow within circular channel along the side weir under supercritical flow regime was simulated using FLOW-3D software. Also, the flow field turbulence and variations of the free surface have been simulated using RNG k-e turbulence model and VOF scheme, respectively. Comparing numerical simulations with experimental results showed the reasonable accuracy of numerical model. In practice, transport channels used in irrigation networks and urban sewage disposal are steep. Therefore, the effect of bed slope variations on the hydraulic characteristics of flow field along the side weir was investigated. By increasing the main channel bed slope the free surface of flow along the side weir was decreased. According to simulation results, by increasing the circular channel bed slope the specific energy was increased.
    Keywords: Bed slope of main channel, Circular channel, Numerical simulation, Side weir, Supercritical flow
  • Ar Vaezi, F. Babaei *, M. Taheri, M. Abbasi Pages 65-78
    For zoning of wheat grain yield, simple kriging, cokriging and regression- kriging methods were evaluated. For this purpose, in 2014, 298 rainfed wheat fields with distances of 0.59 km from each other were selected at the Khodabandeh county located in the south of Zanjan province. Wheat grain yield of the rainfed lands was measured using the quadrant plots in the field. Soil samples were collected from the surface soil (0-30 cm) of the fields at two replicates. Physical and chemical properties of soil including sand, silt, clay, moisture, organic matter, pH, EC, calcium carbonate equivalent, total nitrogen, available phosphorus and plant-available potassium were measured. Soil data were used to assess the geostatistical models and evaluate the soil characteristics roles on wheat grain yield over the fields. Out of total data, 238 data were used to develop geostatistical models and 60 data were applied to test the models. Results showed that cokriging estimated wheat grain yield in new locations more accurate (R2= 0.74, RMSE= 118.95) than the simple kriging (R2= 0.74, RMSE= 127.87) and regression- kriging (R2= 0.26, RMSE= 198.84). Soil total nitrogen was used as auxiliary variable in cokriging method to determine the spatial variation of wheat grain yield. In addition, according to the results by understanding the spatial variation of the soil total nitrogen spatial grain yield variation can be quantified and used as geostatistical map for management scopes.
    Keywords: Cokriging, Kriging, principal component analysis, Regression-Kriging
  • E. Ghasemi, A. Zahiri *, M. Meftah, Aa Dehghan Pages 79-91
    Local scour is one of the main drivers of instability and failure of bridge piers. Therefore, in addition to the stability issue, the scour depth reduction is also important. Numerous solutions have been presented for scour depth reduction. In this study, a new idea environmentally-friendly and non-structural approach has been introduced for bridge pier scour depth reduction. Nano-structured materials are waterproof, they can be used for scouring reduction in alluvial beds. For achievement of research aims, the bed sediment around the bridge pier was mixed with some nano-structured material called nanoclay. The experiments were carried out in a laboratory flume under steady conditions on a cylindrical bridge pier. The obtained results showed that, the highest scour depth reduction percentage (58.3%) occurred for the largest flow discharge (16 L s-1) by a large difference compared to other values of flow discharge. In this case, the scour depth was decreased from 60mm to 25mm due to presence of nano-structured material. The lowest percentage of scour depth reduction was nearly 41.6 for the minimum flow discharge (4 L s-1).
    Keywords: Bridge pier, Local scour, Nano-structured materials, Steady flow
  • K. Moravej *, P. Alamdari, Ma Delavar, M. Fathi Pages 93-105
    Soil surveying and land suitability are essential for conducting an applied research and acquiring land and soil characteristics information. The aim of this study was to detect appropriate zones for some chosen agricultural and horticultural plants in current and future conditions. The studied region with an area of 295 hectares was located at Abyek region in Qazvin province. Soil moisture and temperature regimes were Weak Aridic and Thermic, respectively. Alluvial fan and piedmont plain were predominant physiographics that were leveled for agricultural purposes. Nine soil profiles were described and classified based on soil taxonomy,which were placed in Aridisols and Entisols order. Current and future land suitabilities were surveyed taking into account of the climate, soil and land conditions for five land utilitization type (including: autumn canola, tomato, apple, pear and walnut). The results showed that existence of relatively large amount of stone, gravel, rubble, carbonate calcium equivalent and soil pH were the most important limitation factors for different utilization types. For tomato and walnut, land suitability class couldn’t be promoted to S1 (no limitation). It was because of climate condition of the region that was more or less restrictive for them. However, land suitability class for other LUTs could be improved by implementing suitable land management practices. Also, 40% and 43% of the total study area were suitable (S1) for horticultural and irrigated agricultural use, respectively. Finally, due to high limitations, the remaining 17% of area could be used for non-agricultural purposes.
    Keywords: Future land use, Land management, Suitable classes, Utilization types
  • S. Karami *, Am Ronaghi Pages 107-119
    Phytoremediation is a technique for removal of heavy metals including cadmium (Cd) from soils; which is less expensive compared to other methods. Due to the fact that this method is time consuming with low efficiency, hence, other methods are proposed to increase the efficiency of phytoremediation. One method is the application of organic residues to the soils. A greenhouse experiment was conducted to study the effects of the application of wheat or alfalfa residues on phytoremediation of Cd-contaminated calcareous soil by corn. The experiment was a factorial 2×3×3 arranged in a completely randomized design. Treatments consisted of the two types of the organic residues (wheat and alfalfa) in three levels (0, 1, and 2% by weight) and three levels of Cd application (5, 15, and 25 mg kg-1) with three replications. Results indicated that increasing the Cd levels, significantly increased the Cd concentration in soil and in the corn shoots, but decreased the dry weight of the corn and bio-accumulation factor (BAF) of Cd. Increasing the levels of wheat and alfalfa residues significantly increased the Cd concentration in the corn shoots and BAF. Addition of the wheat residues resulted in a higher Cd concentration in the corn aerial parts and BAF compared to those with addition of the alfalfa. However, the corn mean shoot dry weight was significantly higher in the soil amended with the alfalfa residues compared to those amended with the wheat residues. Influences of the wheat or alfalfa residues addition on the Cd uptake by corn were similar. Phytoremediation efficiency of the corn at low Cd levels was higher than that at high rates of the applied Cd.
    Keywords: Alfalfa residues, Bio-accumulation factor (BAF), Cd-contamination, Phytoremediation, Wheat residues
  • K. Khalili, M. Nazeri Tahroudi *, M. Abbaszadeh Afshar Pages 121-133
    Applying multivariate models in describing and modeling complicated hydrological events has been recommended by hydrologists in the recent three decades. In fact, employing effective factors in the multivariate models can improve the results of describing, modeling and predicting different variables. Furthermore, nonlinear conditional heteroscedastic models can be used for modeling linear residual part of time series and it is expected that combining the linear and nonlinear models increases the accuracy of modeling and forecasting results. In this study the two multivariate periodic ARMA and multivariate combined with the conditional heteroscedasticity models were compared and used to model Nazloochai River discharge located at the West Azerbaijan Province by considering air temperature and precipitation variables during the period of 1962-2011.The results of the models evaluations and verifications showed that both of the models had acceptable accuracy in modeling of the river flow discharge. Also results indicated that the combined conditional heteroscedasticity multivariate models involving the effective parameters of river flow series had more accuracy than multivariate periodic ARMA model. The both models estimated the maximum and minimum points of discharge series correctly. Also the results showed that by combining two multivariate periodic ARMA and nonlinear autoregressive conditional heteroscedastic models the error was decreased about 16% in comparison with the error of the periodic ARMA model.
    Keywords: Autoregressive Conditional Heteroscedastic, Multivariate models, Precipitation, River flow, Seasonal Models, Temperature
  • E. Rezaei Abajelu *, S. Besharat, V. Rezaverdineghad Pages 135-146
    Nowadays, Water and solute transport simulations in different irrigation methods are evaluated using different models. The purpose of this study was to compare the simulation results of HYDRUS-2D model for different furrow irrigation treatments with field experiments. Treatments included Conventional Irrigation (CI), Fixed Partial Root Irrigation (FPRI) and Deficit Irrigation (DI). Root Mean Square Error (RMSE) values were calculated in the range of 0.03 to 0.05 (cm3 cm-3) for the estimated water content in the treatments. According to the simulation results, after a period of a 10 days, the distribution of moisture around the root zone was in the range of the readily available water content, so it was possible to increase irrigation interval up to 13 days instead of 10 days. Estimated nitrate values of FPRI and DI treatments showed an overestimation in comparison with the measured values. The potential for nitrate leaching at 40 cm depth would be estimated in the order of CI> DI>FPRI for different treatments. Thus, more nitrogen was available to the plant in deficit irrigation treatments (DI, FPRI). Therefore, HYDRUS-2D model is advisable as a powerful tool in the simulation and management of water and solute consumptions in the furrow irrigation.
    Keywords: Deficit Irrigation, Fixed patrial root irrigation, Nitrate transport, Simulation, Water distribution
  • B. Karimi * Pages 147-160
    Since field researches for evaluating drain envelopes are costly and time consuming, laboratory evaluation of these envelopes is a suitable approach. The main goal of this study was obtaining a set of empirical equations in order to estimate the hydraulical and clogging parameters using hydraulic head and drain outflow (which are easy to measure) and removing the effect of piezometers installed in the permeameter body. To conduct this research, a permeameter was designed and made according to ASTM-5101 standard. Then, three types of commonly used geotextile filters, e.g. PP-450, PP-700 and PP-900 were used. The required soil for this experiment was collected from a drainage project in the north of Khorramshahr at 1.65 m depth. The test was conducted in the laboratory using Permeameter by producing 4 different hydraulic pressure heads (25, 50, 75, 100 cm). Special parameters (envelope hydraulic conductivity, soil hydraulic conductivity, soil-envelope hydraulic conductivity, gradient ratio) were calculated by measurement of hydraulic head, outflow and piezometers installed in the permeameter body. Results showed that these models gave accurate estimation of the assessed parameters. High correlation coefficient values of these equations (for three synthetic envelopes PP450, PP700 and PP900) indicated that they provided an accurate estimation for soil-envelope hydraulic conductivity, soil hydraulic conductivity, envelope hydraulic conductivity and gradient ratio. Using the suggested equations clogging and hydraulic performance of drainage envelopes in different conditions can be simulated.
    Keywords: Clogging prediction, Drainage envelopes, Geotextile, Gradient ratio, Permeameter
  • M. Najafi-Ghiri *, S. Nowzari, Nh Niksirat, L. Soleimanpur Pages 161-172
    Addition of organic residues to soil in organic farming may change soil K status and subsequently its availability and cycling. For this purpose, an experiment was done as factorial in completely randomized design with application of 11 organic materials (alfalfa, barley, pea and broad bean residues and sheep, cow, camel, poultry, pigeon and quail manures and vermicompost) in two clayey soils of Darab and Sepidan (Fars province) under two moisture conditions (field capacity and saturation) with three replicates. First, 2 g of organic materials was added to 100 g of soil samples and incubated for two months under field capacity and saturation conditions and laboratory condition (22±2˚C) and then the contents of soluble, exchangeable and non-exchangeable K were determined. Results indicated that all organic materials, except for vermicompost, alfalfa residue and camel manure increased soluble K and the highest increase was related to sheep manure up to 228 mg kg-1. The content of exchangeable K was increased with all organic residues application from 70 to 730 mg kg-1. The content of non-exchangeable K was also increased with organic residues application and the highest and lowest increases were found for poultry manure and camel manure, respectively. Generally, the contents of soluble and exchangeable K of Darab soil and non-exchangeable K of Sepidan soil were more affected by organic materials application. The saturation condition increased exchangeable K and decreased soluble and non-exchangeable K. Increase in the content of soluble K and soil salinity should be considered for organic amendments application to soils with high leaching potential and for salt sensitive plants.
    Keywords: Exchangeable K, Non-exchangeable K, Palygorskitic soils, Smectitic soils, Soluble K
  • H. Ansari, S. Marofi * Pages 173-186
    Study of the relations between measured variables at meteorological stations and mountain basins’ surface runoff is useful in flow modeling. In this study, to investigate the effects of time series of the recorded meteorological variables at Sahand synoptic station on the amount of snowmelt and runoff in the Lighvan basin, the correlation between these variables and average daily temperature (2001 - 2009) were reviewed to choose the variables those having appropriate correlation with the temperature. Then four index intervals in snowmelt season were determined during the period of Dec. 22nd to Jun. 21st. The correlation between the related variables and daily runoff with different lag times were examined and the variables with the highest correlation were selected. Regression equations were applied on the selected variables and then they were validated with the Liqvan hydrometry station measured runoff values. Due to the optained results, the underground temperature at the depth of 20cm had the best correlation (r = 0.911) with runoff measured values during the period of Dec. 22nd to Jun. 21st while no lag time was considered the relevant series. Also, the lowest correlation (r = -0.476) was obtained for the humidity at time of 3am in the same period with lag times of 4 and 5 days. The results of validatation of the regression models showed that the stepwise regression model had an admissible accuracy (CE = 0.61) in estimation of streamflow in snowmelt season.
    Keywords: Humidity, Lighvan basin, Liqvan hydrometry station, Sahand synoptic station, Snowmelt
  • H. Nozari *, A. Pour Sadri, A. Zali Pages 187-198
    In this study, effect of three different openings arrangements of drainage pipes on the drainage water salt load was investigated using a physical model. The first arrangement of openings for drainage of the subsurface flow had four parallel rows on the upper and lower sides of the pipe (M4). In the second arrangement the pipes had three parallel rows of openings with 120 degrees apart between the rows (M3) and the third one had one row of holes on top of the pipe (M1). Drainage pipes were installed at 20 and 60 cm depths with spacing of 60 and 180 cm. The results showed that the M1 and M3 cases experienced a decline in the contribution of the groundwater in the drained water. The M4 case had the highest contribution of the groundwater, while the M1 had the lowest one of that. So, there was a significant difference between the drainage salt loads at M4 and M1cases. In all cases, deep drain installation led to increase the drainage water salt load.
    Keywords: Electrical conductivity, Opening, Radial flow, Water table
  • F. Jalili * Pages 199-209
    This research was performed to investigate the effects of two kinds of soil amendment materials on the physical-chemical properties of soil and wheat yield as factorial traits in the form of RCBD with 3 replications. Sulfur was applied in 4 levels of 0, 200, 400 and 600 kg-ha-1 and manure was added in three levels of 0, 20 and 40 ton-ha-1. Manure and sulfur were added in the first year of the experiment and in the second year the effects of these factors on soil properties and yield were studied. The results showed the interaction effect of sulfur and manure was meaningful on grain yield and harvest index. The maximum grain yield 5249 kg-ha-1 was obtained with consumption of 600kg Sulfur-ha-1 along with 20 ton manure –ha-1. Consumption of 40 ton-ha-1 manure decreased pH from 7.53 to 7.30, ρb from 1.49 to 1.26 g-cm-3 and increased EC from 0.92 to 1.2 dS-m-1 and OC from 1.05 to 1.49%. Based on the results of this research, the consumption of 600 kg/ha sulfur and 20 ton-ha-1 manure is appropriate to increase or promote quality and quantity of the yield of wheat and to improve soil properties.
    Keywords: Manure, Soil Properties, Sulfur, Wheat, Yield
  • A. Toranjian, S. Marofi * Pages 211-224
    Precipitation information plays an important role in water resources and natural resources studies in any region. With respect to the large changes in the spatial and temporal distribution of precipitation in the arid and semi- arid areas, it is important to regionalize precipitation. One of the methods for regionalization of precipitation is application of deterministic and geostatistical methods. In this research, different methods, namely, inverse distance, local polynomial, radial basis function, simple kriging and ordinary kriging were assessed using different models for regionalization of seasonal precipitation in Hamadan Province utilizing the precipitation statistics of 20 meteorological stations belonging to the Meteorological Organization and Ministry of Energy for a 10-year period (2003-2012). For assessing the performance of the examined methods the cross validation method, the assessment criteria Mean Absolute Error, Root Mean Squared Error and General Standard Deviation index were utilized. The results showed that the radial basis function method with Thin Plate Spline model for the autumn, the inverse distance weighting method for the winter and spring, and the radial basis function with Completely Regularized Spline model for the summer were the most appropriate methods for regionalization of the seasonal precipitation in Hamadan Province.
    Keywords: Geostatistical, Inverse distance, Kriging, Local polynomial, Radial basis function
  • M. Sadeghzadeh Sadat *, Ah Nazemi, Aa Sadraddini Pages 225-237
    In order to determine effective parameters on Aji Chay river pollution and the aquifer of Tabriz plain located in eastern part of Urmia Lake and better management and controlling of water resource quality, principal component analysis, artificial intelligence techniques (neural networks and decision tree M5) and geostatistics (Kriging and Cokriging) through water quality data analysis (Cations, Anions) in the period of 2001 to 2013 have been used. Statistical multivariate analysis has an ability to process a big range of data, and is known as a quantitative method in order to manage water quality of the East Azarbaijan province’s rivers. Determination of the water quality parameters would result in costs reduction and aiming the monitoring, controlling, and protection of water quality. The results show that M5 method presents simple linear relations in predicting chloride and salinity, also the decisions for categorizing decision tree algorithms are clear and extractable. Also the results of geostatistics showed that Tabriz plain's aquifer is in a bad condition from qualitative viewpoint compared to the last years, and in western part of the plain due to extreme well extraction, salinity in outlet from 9000 in 2001 to over 11000 (µmhos cm-1) in 2012 has been increased.
    Keywords: Artificial intelligence, Decision Tree, Geostatistics, groundwater quality, Surface water quality
  • H. Rezaei *, S. Jabbari Gharabagh Pages 239-250
    Considering the dynamic and nonlinear nature of river flow, it is expected that the river flow time series is obtained from a deterministic chaotic system. Since that the time series obtained from the natural phenomena are generally contaminated by noise, the presence of noise limits the chaotic analysis and consequently makes limitations in the prediction of time series. For this reason, in this study the chaotic analysis, including the evaluation of the presence of chaos using correlation dimension and simulating the river flow using Local Approximation Method, was investigated on daily series of Nazluchay River during the 1990 to 2012 period. Afterwards, in order to evaluate the noise effect on the process of analysis, noise reduction of time series was carried out by a nonlinear method based on phase space reconstruction. The results showed 6.07% decrease in correlation dimension and an increase in model accuracy for the noise reduced time series with respect to the original series (1.09% increase in R2 and 48% decrease in RMSE). Finally, by the selected simulation model, prediction of the river flow was done using the original and noise reduced time series for the 2012-2013 period. The model results predicted with the noise reduced series were found to be more accurate than those with the original series.
    Keywords: Correlation dimension, Local approximation model, Noise reduction, Phase space reconstruction, Prediction