فهرست مطالب

حفاظت منابع آب و خاک - سال هفتم شماره 2 (زمستان 1396)
  • سال هفتم شماره 2 (زمستان 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/11/15
  • تعداد عناوین: 9
|
  • مریم محمد ابراهیمی صفحات 1-14
    فرسایش خندقی از جمله انواع فرسایش آبی و تشدید شونده است که رخداد و گسترش آن موجب تغییرات بارز در منظر زمین و پسرفت اراضی می شود. هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر عوامل خاکی موثر بر وقوع فرسایش خندقی در حوزه آبخیز آق امام می باشد. این حوزه آبخیز با مساحت 45/5442 هکتار در شرق استان گلستان واقع شده است که از نظر فرسایش خندقی دارای معضلات و مشکلات قابل ملاحظه ای می باشد. در این تحقیق با استفاده از بازدید های میدانی، خندق های موجود در منطقه شناسایی و مورد بررسی قرار گرفتند. سپس تعداد پنج خندق معرف انتخاب شدند و تعداد 10 نمونه خاک در داخل و 10 نمونه خاک در خارج از محدوده خندق ها (منطقه ای واقع در اراضی مجاور در بالادست خندق ها) در دو عمق 0-30 و 30-60 سانتی متری تهیه و مورد آنالیز آزمایشگاهی قرار گرفتند. از آزمون مقایسه میانگین دو جامعه آماری جهت بررسی نقش خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در دو عمق مطالعاتی در ایجاد فرسایش خندقی استفاده به عمل آمد. نتایج نشان داد که اختلاف معنی داری در سطح 5 درصد، بین برخی از خصوصیات در خاک سطحی و زیر سطحی وجود داشته است. به طوری که در این بین میزان درصد سیلت (در هر دو عمق در مناطق خندقی)، درصد رطوبت اشباع (در هر دو عمق در مناطق خندقی)، هدایت الکتریکی(عمق زیر سطحی در مناطق خندقی)، مواد خنثی شونده (در هر دو عمق در مناطق خارج از خندق)، درصد کاتیون تبادلی (عمق زیر سطحی در مناطق خندقی)، نسبت جذب سدیم (عمق زیر-سطحی در مناطق خندقی)، درصد سدیم تبادلی (عمق زیر سطحی در مناطق خندقی)، به دلیل مقادیر بیش تر و اختلاف معنی دار آماری توانستند نقش موثری در ایجاد فرسایش خندقی از خود نشان دهند.
    کلیدواژگان: خصوصیات شیمیایی خاک، خصوصیات فیزیکی خاک، خندق، فرسایش خاک
  • سید حسن طباطبایی، سید محمد موسوی صفحات 15-26
    پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر کیفیت آب آبیاری، عمق و فاصله نصب لوله های آبده آبیاری قطره ای زیرسطحی بر نیترات خاک در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد تحت کشت چمن انجام گرفت. آزمایش به صورت کرت های دوبار خرد شده (Split Split Plot) در قالب طرح آزمایشی بلوک های کامل تصادفی با 16 تیمار و سه تکرار اجرا شد. تیمارهای تحقیق شامل دو نوع کیفیت آب آبیاری: آب چاه (W) و پساب WW)) دو فاصله نصب لوله های آبده آبیاری (45 و 60 سانتی متر) و چهار عمق کارگذاری لوله های آبده آبیاری (15، 20، 25 و 30 سانتی متر) بودند. در پایان آزمایش نمونه برداری از خاک در دو لایه (30-0 و 60-30 سانتی متری) برای اندازه گیری غلظت نیترات انجام شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که غلظت نیترات در هر دو لایه خاک تحت تاثیر اثر متقابل کیفیت آب آبیاری، عمق و فاصله نصب لترال های آبیاری معنی دار شد. نتایج به دست آمده بیان گر آن است که آبیاری با پساب در مقایسه با آب معمولی باعث افزایش غلظت نیترات خاک شده است و با بیش تر شدن فاصله نصب لاترال ها غلظت نیترات در لایه اول و دوم افزایش یافت. همچنین در لایه 30-0 سانتی متری و عمق نصب قطره چکان در 15 و 20 سانتی متر سبب کاهش غلظت نیترات و با زیاد شدن عمق نصب قطره چکان به 25 و 30 سانتی متری غلظت نیترات نیز افزایش گردید. در حالی که در لایه دوم زیاد شدن عمق نصب موجب کاهش غلظت نیترات شد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای زیرسطحی، پساب، نیترات
  • مجتبی حیدری، محمدرضا خزایی صفحات 27-39
    از اثرات مهم و بالقوه تغییر اقلیم، تغییر شدت و فراوانی بارش های سیل زا در آینده است. برای کاهش آثار زیان بار تغییر اقلیم در هر منطقه، لازم است تغییرات بارش های حدی آینده در آن جا پیش یابی شود. روش های ریزمقیاس نمایی بسیاری برای ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر بارش توسعه یافته است، اما اغلب این روش ها برای ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر بارش های حداکثر مناسب نیستند. در این میان مدل استوکستیک NSRP که کمتر مورد توجه بوده است، از قابلیت های ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه قابلیت مدل NSRP برای تولید بارش روزانه ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه و ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر بارش های حداکثر روزانه آزموده شد. نتایج حاکی از موفقیت مدل در شبیه سازی سری بارش روزانه و بارش های حداکثر است و قابلیت استفاده در ارزیابی اثر تغییر اقلیم آینده بر بارش های حدی را دارد. با استفاده از مدل، 100 سری 30 ساله روزانه اقلیم آینده برای سه سناریوی A1B، A2 و B1 مدل CGCM3 تولید شد. بر اساس نتایج، مقدار بارش حداکثر سالانه با تداوم های یک تا پنج روز در اقلیم آینده افزایش می یابد. توزیع فصلی وقوع بارش های حداکثر و توزیع فصلی بارش ماهانه تغییر می کند و میانگین بارش سالانه کاهش می یابد. افزایش شدت بارش های حداکثر با وجود کاهش بارش سالانه نشان می دهد مطالعه ی اثر تغییر اقلیم بر میانگین بارش نمی تواند اطلاعاتی در خصوص تغییرات بارش های حدی در اختیار گذارد. با توجه به آنکه تغییر اقلیم می تواند اثر مهمی بر بارش های حدی داشته باشد، لازم است اثر تغییر اقلیم در طرح های آینده که متاثر از بارش های حدی است در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: استوکستیک، بارش حدی، بارش روزانه، تغییر اقلیم، ریزمقیاس نمایی
  • فاطمه حشمتی، مهدی قبادی نیا، محمدرضا نوری امام زاده ای، سید حسن طباطبایی صفحات 41-52
    انسداد قطره چکان ها یکی از مهم ترین مشکلات آبیاری قطره ای زیرسطحی می باشد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر صفحات ژئوکمپوزیت بر پروفیل رطوبتی در سیستم آبیاری زیرسطحی می باشد. بدین منظور پژوهشی در لایسی متردر قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با 10 تیمار در سه فاکتور و سه تکرار انجام شد. فاکتور اول آزمایش، شکل ژئوکمپوزیت با مساحت یکسان در دو سطح (مربع شکل با ابعاد (4×4) سانتی متر مربع و مستطیل شکل با ابعاد (2×8) سانتی متر مربع)، فاکتور دوم نوع مواد صفحات ژئوکمپوزیت در دو سطح (دو لایه ژئوتکستایل در دو طرف ژئونت و سطح دوم یک لایه ژئوتکستایل و یک لایه ژئوممبران طرفین ژئونت)، فاکتور سوم نحوه قرارگرفتن در خاک در دو موقعیت (افقی و عمودی) و قطره چکان با پوشش (در دو موقعیت افقی و عمودی) به عنوان تیمار شاهد می باشد. سطح خیس شده زمین و حداکثر سطح خیس شده پروفیل عمقی خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد ژئوکمپوزیت مربعی شکل با ابعاد (4×4) سانتی متر مربع، به صورت یک لایه ژئوتکستایل و یک لایه ژئوممبران طرفین ژئونت و نحوه قرارگیری آن در خاک به صورت افقی با کاهش 55/21 درصد سطح خیس شده زمین و افزایش 01/17 درصد سطح خیس شده پروفیل عمقی خاک نسبت به تیمار شاهد (قطره چکان با پوشش به صورت افقی در خاک)، بیش ترین تاثیر و بهترین شرایط بر پروفیل رطوبتی را دارا می باشد. به طورکلی استفاده از ژئوکمپوزیت باعث کاهش سطح خیس شده زمین و افزایش سطح خیس شده در پروفیل های عمقی در سطح معنی دار یک درصد گردیده است.
    کلیدواژگان: آبیاری زیرسطحی، پیاز رطوبتی، ژئوتکستایل، ژئوممبران، قطره چکان
  • علیرضا واعظی، حسین بیات، سعید رحمتی صفحات 53-68
    آگاهی از تغییرات زمانی ویژگی های خاک در هر رخداد طی بارش های متوالی برای تعیین دوره بحرانی که خاک حساس به فرآیندهای فرسایشی می شود، بسیار حائز اهمیت است. این پژوهش به منظور بررسی اثر رگبارهای متوالی بر تغییر ویژگی های خاک، تولید رواناب سطحی و هدررفت خاک در 18 نوع خاک مختلف با اندازه خاکدانه یکسان (با قطر بین 4 و 6 میلی متر)، انجام گرفت. آزمایش در کرت های فرسایشی کوچک با طول 80 سانتی متر و عرض 60 سانتی متر با شیب 9 درصد طی هفت رگبار متوالی شبیه سازی شده با شدت 85 میلی متر بر ساعت و تداوم 30 دقیقه با فواصل پنج روز اجرا شد. نتایج نشان داد که تفاوتی معنی دار بین خاک ها از نظر جرم مخصوص ظاهری، نگه داشت آب، تولید رواناب و هدررفت خاک به وجود آمد (001/0>p). در رخداد رگبار اولیه به دلیل فراوانی زیاد خاکدانه های پایدار و پایین بودن رطوبت پیشین خاک ها، پایین ترین مقدار رواناب (4/14 میلی متر) و هدررفت خاک (792 گرم بر مترمربع) مشاهده شد. در رخداد رگبارهای متوالی بعدی گرچه تغییرات زیاد در نگه داشت آب در خاک مشاهده نشد، اما افزایش جرم مخصوص ظاهری خاک هم چنان آشکار بود. روابطی معنی دار بین هدررفت خاک (58/0= 2R) و جرم مخصوص ظاهری خاک و نیز رطوبت پیشین خاک (75/0= 2R) وجود داشت. این پژوهش نشان داد که آگاهی از تغییرات جرم مخصوص ظاهری خاک و رطوبت پیشین خاک در رخدادهای باران طی سال می تواند در پیش بینی فرسایش خاک رخداد طی رگبارهای متوالی در یک منطقه موثر واقع شود. به طور کلی تغییرات ویژگی های فیزیکی خاک در هر رخداد نقشی مهم در افزایش حساسیت خاک به فرسایش طی رگبارهای متوالی دارد.
    کلیدواژگان: بافت خاک، جرم مخصوص ظاهری، رطوبت پیشین خاک، ساختمان خاک، منطقه نیمه خشک
  • مریم سلطانی، حمزه علی علیزاده صفحات 69-90
    دستیابی به توسعه پایدار سیستم های منابع آب، مستلزم ارزیابی و بررسی اثرات بلندمدت اقتصادی، اجتماعی و زیستمحیطی طرح های توسعه و مدیریت منابع آب می باشد. از این رو توسعه مدلی که بتواند ابعاد مختلف طرح های توسعه منابع آب و برهمکنش اتخاذ شیوه های مختلف بهره برداری را شبیه سازی کند و با آن مدل بتوان راهکارهای مدیریتی مختلف را سنجید، می تواند کمک زیادی به مدیران و تصمیم گیران حوزه آب بنماید. در این مطالعه با استفاده از رویکرد پویایی سیستم ها یک مدل جامع و پویا موسوم به IWMsim برای ارزیابی سیاست های مدیریتی مختلف و کمک به تصمیم سازی در سطوح کلان مدیریت منابع آب توسعه داده شد. در مدل IWMsim برای بررسی اثرات متقابل اقتصادی- زیست محیطی طرح های توسعه منابع آب دو شاخص کلان هزینه های ملی و درآمد ملی توسعه داده شد. سپس مدل ارائه شده با استفاده از اطلاعات اقلیمی و هیدرولوژیکی بلندمدت محدوده مطالعاتی ورامین واسنجی و صحت سنجی شد. مدل با استفاده از شاخص های آماری میانگین مربعات خطا (RMSE)، حداکثر خطا (ME) و ضریب تبیین (R2) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی ها نشان داد که مدل قادر است متغیرهای کلیدی عملکرد نسبی محصولات زراعی (RMSE=14.2%، ME=20% و R2=0.92)، تراز آب زیرزمینی (RMSE=0.37m، ME=0.45m و R2=0.99) و شوری آب زیرزمینی (RMSE=57 μS/cm، ME=148μS/cm و R2=0.79) را با دقت مناسب شبیه سازی نماید.
    کلیدواژگان: تراز آب زیرزمینی، توسعه پایدار، درآمد ملی، هزینه های ملی
  • حبیب نظرنژاد، اسلام قهرمان نژاد، میرحسن میر یعقوب زاده صفحات 91-104
    فرسایش خاک یکی از مشکلات محیطی است که تهدیدی برای منابع طبیعی، کشاورزی و محیط زیست به شمار می رود. اطلاعات زمانی و مکانی فرسایش خاک در اقدامات مدیریتی، کنترل فرسایش و مدیریت حوزه های آبخیز نقش موثری دارد. امروزه عدم استفاده صحیح از اراضی و تغییر کاربری اراضی از قبیل تبدیل جنگل ها و مراتع به اراضی کشاورزی؛ چرای مفرط؛ و شخم در شیب های تند باعث افزایش میزان فرسایش خاک و رسوب شده است. کاربری های مختلف اراضی مقادیر متفاوت فرسایش را ایجاد می کنند و مدیریت اراضی نقش به سزایی در جلوگیری از فرسایش خاک دارد. در مطالعه حاضر، هدف برآورد میزان فرسایش خاک در کاربری های مختلف در وضعیت فعلی و پیش بینی فرسایش در دو سناریوی اصلی می باشد که هر سناریوی اصلی شامل سه سناریوی فرعی (50،25 و 75 درصد سطح) تغییر کاربری اراضی در حوزه آبخیز کلیبرچای استان آذربایجان شرقی با مساحت 452 کیلومترمربع می باشد. برای پیش بینی موارد ذکر شده با استفاده از معادله جهانی هدررفت خاک (USLE) درچارچوب سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و با به کارگیری تصویر ماهواره ای Landsat5 سال2011 و سنجنده TM، نقشه کاربری با استفاده از نرم افزار ENVI4.3 تهیه شد. پس از تهیه عوامل مدل USLE شامل R،K ،LS ،C وP مدل اجرا شد و مقادیر متوسط هر کدام از فاکتورها محاسبه و از حاصل ضرب آن ها نقشه فرسایش خاک تهیه گردید. براساس نتایج به دست آمده، متوسط فرسایش خاک در کاربری فعلی3/12 تن درهکتار در سال برآورد گردید. همچنین کم ترین و بیش ترین مقدار متوسط فرسایش خاک در سناریوی تبدیل مرتع طبیعی به پوشش درختی و سناریوی تبدیل مرتع طبیعی به دیمزار به ترتیب03/9 و 43/15 تن در هکتار در سال برآورد شد.
    کلیدواژگان: سناریوی مدیریتی، فرسایش خاک، کاربری اراضی، مدل USLE
  • سید کریم افشاری پور، سعید حمزه، سامان نادی زاده شورابه صفحات 105-122
    میزان جریان تابش خالص سطح زمین مستقیما به دمای سطح، کاربری اراضی، خاک و توپوگرافی بستگی دارد. در پژوهش حاضر به منظور برآورد تابش خالص خورشید از تصویر ماهواره ای لندست 8 استفاده شده است. با استفاده از نمونه برداری سیستماتیک به فواصل 500 متر ارزش لایه دمای سطح زمین، NDVI، ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت جغرافیایی و کاربری ارضی در نقاط نمونه برای انجام تحلیل، استخراج شد. برای استخراج دمای سطح از الگوریتم Mono-Window استفاده شده است. نتایج نشان داد که رابطه مستقیمی بین افزایش ارتفاع و NDVI با میزان تابش خالص وجود دارد، که ضرایب همبستگی خطی نیز به ترتیب 68/0 و 19/0 به دست آمد. همچنین رابطه معکوسی با ضریب همبستگی خطی 74/0 بین جریان تابش خالص و دمای سطح زمین وجود دارد. از بررسی میزان جریان تابش خالص در جهت های مختلف جغرافیایی مشخص شد که در محدوده مورد مطالعه جهت شمال غربی با w/m2637 بیش ترین جریان تابش خالص و جهت شرقی با w/m2 7/582 کم ترین میزان جریان تابش خالص را دارد که جریان تابش خالص در این جهت ها با میزان شیب رابطه مستقیمی با ضریب همبستگی 54/0 دارد. به علاوه میزان جریان تابش خالص در سطوح آبی مثل دریاچه و مخزن سد با w/m2817 بیش ترین مقدار جریان تابش خالص و اراضی شور با w/m2509 کم ترین جریان تابش خالص را دارند. بیش ترین و کم ترین میزان جریان تابش خالص به ترتیب در خاک های اینسپتی سل و بدلند وجود دارد.
    کلیدواژگان: جریان تابش خالص، کاربری اراضی، دمای سطح زمین، خاک و توپوگرافی، لندست 8
  • شهرام شاه محمدی کلالق، حسین بیرامی صفحات 123-136
    کاهش تلفات آبیاری در اثر تبخیر سطحی با استفاده از آبگریزی در خاک سطحی می تواند کمک قابل توجهی در حفظ آب در شرایط کنونی که کشورمان دچار کمبود آب است، داشته باشد. در پژوهش حاضر، اثر ایجاد لایه آبگریز در خاک سطحی به صورت لایه مالچ ضد تبخیر در سه خاک لوم شنی، لوم و لوم رسی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، خاک ها به صورت مصنوعی در چهار غلظت متفاوت و به روش زمان نفوذ قطره آب برای حصول چهار درجه مختلف آبگریزی با اسید استئاریک آبگریز شدند و اثر آن به صورت لایه سه سانتی متری آبگریز سطحی بر میزان تبخیر از لایسیمترهای کوچک (با ارتفاع و قطر 30 سانتی متر) استقرار یافته در خاک بررسی گردید. آزمایش ها در مزرعه ای در اطراف شهرستان مرند (با مختصات جغرافیایی 〖«38» 〗^° 〖«25» 〗^'' 〖«87/16» 〗^« شمالی و〖»45« 〗^° 〖»47« 〗^'' 〖»30/30« 〗^» شرقی) در تابستان 1395 انجام گرفت. آزمایش ها در قالب طرح آماری کاملا تصادفی با پنج تیمار درجه آبگریزی و در سه تکرار اجرا شد که پس از تجزیه و تحلیل آن توسط نرم افزار SPSS و با آزمون دانکن (سطح احتمال 5 درصد)، مقایسه میانگین بین میزان تبخیر در درجه های آبگریزی مختلف برای هر سه خاک انجام شد. نتایج نشان دهنده کاهش معنی دار مقدار تبخیر در هر سه خاک دارای لایه سطحی آبگریز بود. همچنین افزایش درجه آبگریزی باعث کاهش بیش تر تبخیر سطحی گردید. بیش ترین میزان کاهش تبخیر با افزایش درجه آبگریزی نسبت به تیمار شاهد (با درجه آبگریزی صفر) در خاک های لوم شنی، لوم و لوم رسی به ترتیب 3/78، 2/42 و 1/30 درصد بود.
    کلیدواژگان: آبگریزی خاک، آبیاری، اسید استئاریک، تبخیر سطحی
|
  • Maryam Mohammad Ebrahimi Pages 1-14
    Gully erosion in one of the different types of soil erosion by water that initiation and advancement of it can tend to the great changes on landscape and degrades the lands. The objective of the current study is to analyze the effects of soil-related factors on the occurrence of Gully erosion in the Age Imam watershed. This watershed, with an area of 5442.45 hectares, is located in the east of Golestan province, and experiences many substantial difficulties due to Gully erosion. In this study, ditches in the region were identified through field study. Then five ditches were selected and 10 soil samples from the within the ditch and 10 from outside the ditch were taken (a region in the adjacent area above the ditches), from two depths (0-30 cm, and 30-60 cm) and were subjected to laboratory analysis. The comparison of the averages of the two statistical populations was used to analyze the physical and chemical characteristics of soil taken from two depths, Results showed that significant differences existed (on a 5% level) among some soil characteristics between surface soil and the soil below that, as: Percentage of Silt (at both depths, taken from the ditch), percentage of saturation humidity (at both depths, taken from the ditch), electric conductivity (at the lower depth, taken from the ditch), neutralizing substances (at both depths, taken from outside the ditches), cation exchange percentage (lower depth, taken from outside the ditch), sodium absorption ratio (lower depth, taken from the ditches), and the percentage of exchange sodium (at the lower depth, taken from the ditches), had an effective role in Gully erosion, due to the higher amounts and statistical significances.
    Keywords: chemical characteristics of soil, ditches, physical characteristics of soil, soil erosion
  • Seyed Hasan Tabatabaei, Seyed Mohammad Mousavi Pages 15-26
    The main objective of this study was determination of the effects of water quality, installation depth and space of subsurface drip irrigation (SDI) laterals on soil nitrate under turfgrass culture at the experimental farm of the Shahrekord University, Shahrekord, Iran. Split Split Plot was employed as the experimental design with experimental arrangement of completely randomized block design including 16 treatments and three replications. Treatments included two types of water quality: fresh water (W) and treated wastewater (WW), two installation spacing of SDI laterals (45 and 60 cm) and four depths of placement of SDI dripper (15, 20, 25 and 30 cm). Soil samples were collected from two layers (0-30 and 30-60 cm) and analyzed for No3- at the end of the experiment. The ANOVA results show that interaction of irrigation water quality × lateral spacing × installation depth of SDI laterals was significant on No3- concentration in the layers. The results indicated that irrigation with the wastewater as compared to fresh water causes higher No3- concentration. The No3- concentration in the first and second layers increased by increasing lateral spacing. Also in the first layer, by increasing of lateral depth No3- concentration decreased at first, then increased, whereas in the second layer with increasing lateral depth, decreased.
    Keywords: soil nitrate, subsurface drip irrigation, wastewater
  • Mojtaba Heidari, Mohammad Reza Khazaei Pages 27-39
    One of the potential impacts of climate change is the change on extreme rainfalls frequency and magnitude. For active adaptation strategy, it is required to assess the impacts of climate change on heavy rainfalls. Many downscaling methods have been developed, however most of them are not adequate for assessing climate change impact on extreme rainfalls. Among them, the NSRP rainfall model, which is generally ignored in previous studies, have considerable capabilities for climate change impact assessment on extreme rainfalls. In this paper, capability of the NSRP for daily rainfall series generation and climate change impact assessment on extreme rainfalls in Kermanshah is evaluated. The results indicated that NSRP can realistically simulate daily rainfall series containing extreme rainfalls; and can be used for climate change impact assessment on extreme rainfalls. Using the model, 100 series of daily rainfall of length 30 years were generated under each of the future A2, B1 and A1B scenarios from the CGCM3 model. Based on the results, magnitude of annual maximum rainfall of durations of one to five days will increase in future. Seasonal cycles of monthly means and accordance of extreme rainfalls will change. Long-term average of rainfall will decrease while extreme rainfall magnitude will increase. So it can be concluded that change in rainfall averages in monthly or yearly timescales cannot provide credit information about change in rainfall extremes. Respect to the results, for the future plans which are impressible of heavy rainfalls, the climate change impacts on heavy rainfalls should be considered.
    Keywords: climate change, daily rainfall, downscaling, extreme rainfall, stochastic
  • Fateme Heshmati, Mahdi Ghobadinia, Mohammadreza Nouri-Emamzadei, Seyed Hasan Tabatabaei Pages 41-52
    Clogging of emitters is one of the main problems in subsurface drip irrigation. The objective of this study was investigation of effect of Geocomposite on wetting pattern in subsurface irrigation system. This research was conducted in lysimeters located at Shahrekord University research field. The study was conducted as a factorial experiment based on a completely randomized design with 10 treatments and three replications of three factors. The first factor of experiment was geocomposite shape with the same area on two levels (shape square with dimensions (4 × 4) square centimeters and rectangular with dimensions (2 × 8) square centimeters), the second factor was combination of geocomposite material on two levels (two layers of geotextile on both sides of Geonet and The second level, a layer of geomembrane and a layer of geotextile on both sides of geonet), the third factor of placement in the soil at on two position (horizontal and vertical) and emitter with envelopment (in two position horizontal and vertical) were used as control. The ground wet and wet the maximum of soil depth profiles were measured. The results was showed that geocomposite of shape square with dimensions (4 × 4) square centimeters for a layer of geomembrane and a layer of geotextile on both sides and how to align horizontally in the soil wet ground level by lowering the 21.55 percent and increased 17.1 percent wet the soil deep profile compared to control (emitter with envelopment horizontally in the soil) is the most effective and best conditions on wetting profiles.
    Keywords: emitter, geomembrane, geotextile, subsurface irrigation, wetting pattern
  • Ali Reza Vaezi, Hosein Bayat, Saeed Rahmati Pages 53-68
    Knowledge of the change of soil properties in each event during sequence rainfalls is very important for recognition the critical period of that the soil would be susceptible to erosion processes is vital. This study was conducted to investigate the effect of sequence rainfalls on the changes of soil properties, runoff and soil loss in eighteen different soils with the same aggregate size (from 4 to 6 mm) using the simulated rainfalls. The experiments were performed at small erosion plots with 80 cm long and 60 cm wide under 9% slope steepness during seven sequence rainstorms with 80 mm h-1 in intensity for 30 min and 5-day interval. The results indicated that significant differences were among the soils in bulk density, water retention, runoff and soil loss (p
    Keywords: antecedent soil moisture, bulk density, semi-arid region, soil structure, soil texture
  • Maryam Soltani, Hamzeh Ali Alizadeh Pages 69-90
    Assessment of the economic, social and environmental effects of water projects is required to achieve sustainable development. Therefore, the development of a model that can simulate the different dimensions of water resource development projects and interactions between different methods of operation, can be helpful to managers and decision makers in the water sector. The main objective of present study was development of water integrated model (IWMsim) to evaluate different management policies and contribute to improve decision-making in large scale systems, using system dynamics modeling approach. The developed model is capable of simulating the impact of various effective factors in the water utilization on economic and environmental sustainability. In this investigation, to study interactions between environmental and economic effects of water resources development projects, two macro indicators of national costs and national revenue were developed. The developed model was calibrated and validated using long-term climatological, hydrological, agricultural and environmental data of Varamin case study. The developed system dynamics model evaluation showed that the model was able to simulate key variables such as relative crop yield (RMSE=14.2%, ME=20% and R2=0.92), groundwater levels (RMSE=0.37m, R2=0.92 and ME=0.45m) and groundwater salinity (RMSE=57 μS/cm, R2=0.79 and ME=148μS/cm) with reasonable accuracy.
    Keywords: sustainable development, National costs, National revenue, Groundwater level
  • Eslam Ghahremannejad, Habib Nazarnejad, Mirhasam Miryaghubzadeh Pages 91-104
    Soil erosion is one of the environmental problems which can be considered as a threat for natural resources, agriculture and the environment. Thus, determining the temporal and spatial extent of soil erosion is an effective way to management of soil erosion and sediment control through watershed management. Todays, the misuse of lands and converting forests and grasslands into agricultural land, overgrazing, tillage on steep slopes leads to increase soil erosion and sediment yield. Therefore, defining the contribution of different land uses has a significant role in preventing erosion and prioritization of land management activities The objective of this study is to estimate and compare the rate of soil erosion in in different land uses on the current status and prediction of erosion in Two main scenarios and each mail scenario has three sub-scenarios (25, 50 and 75 percent of area) at KalaybarChay watershed with an area of 452 km2 in the province of East Azerbaijan using USLE model. To predict the foregoing, land use map was prepared Using Universal Soil Loss Equation (USLE), Geographic Information Systems (GIS) and TM Sensor of satellite image Landsat5 on the ENVI 4.3 software. After the preparation of USLE model factors includes R, K, LS, C and P model was performed and mean value of each factor was calculated and soil erosion map was prepared by multiplying the average values. Results showed that the average amount of soil erosion rate is 12.3 (ton/ha/yr). Also the highest and least rate of erosion is assigned on conversion of rangeland to dry farming scenario; and the rangeland to tree dryland scenario equal to 15.43 and 9.03 (ton/ha/yr), respectively.
    Keywords: land use, management scenario, soil erosion, USLE model
  • Seyed Karim Afshari Poor, Saeid Hamzeh, Saman Nadizadeh Shorabeh Pages 105-122
    The amount of earth's surface net radiation directly depend on surface temperature, land use, soil and topography. In the present study, Landsat8 satellite imagery is used to estimate net radiation flux. Then, with using systematic sampling at 500 m intervals, the value of each surface layer for example The LST, NDVI, altitude, slope, aspect, soil type and land use at the sample points for analysis were extracted. Mono-Window algorithm has been used to extract LST. The results showed that there is a direct correlation between the increase in altitude and NDVI with net radiation flux. The linear correlation coefficients were also 0.68 and 0.19 respectively. There is also an inverse relationship with the linear correlation coefficient of 0.74 between net radiation flux and LST. And from survey the rate of net radiation flux in different geographical directions in the case study it was found that in the northwest with 637(w/m2) the highest net radiation flux and eastern orientation with 582.7 (w/m2) had the lowest rate of net radiation flux. The net radiation flux in these directions with the slope rate had a direct correlation with correlation coefficient 0.54. In addition, the rate of net radiation flux at water levels such as lake and reservoir dam with 817 (w/m2) has the highest rate of net radiation flux and saline lands with 509 (w/m2) of minimum net radiation flux. There is the highest and lowest rate of net radiation flux in inceptisols and badland areas, respectively.
    Keywords: net radiation flux, land use, land surface temperature, soil, topographic, landsat8
  • Shahram Shahmohammadi-Kalalagh, Hossein Beyrami Pages 123-136
    Reducing irrigation losses due to surface evaporation by using water repellent soil surface can help in maintaining water in the current situation that our country is suffering from water deficit. In this research, the effect of creating a water-repellent layer on the soil surface in the form of anti-evaporation mulch layer was evaluated on three soil textures (sandy loam, loam and clay loam). For this purpose, soils artificially hydrophobized by Stearic acid at four different concentrations and water drop penetration time method to obtain four different degrees of water repellency. And its effect on the rate of surface evaporation from the small lysimeters (with height and diameter 30 cm) located at the ground was investigated in the form of water-repellent layer with three-centimeter thickness. All experiments were conducted at a field in Marand area (latitude: 38° 25' 16.87'' N and longitude: 45° 47' 30.30'' E) in summer 2016. The experiments were performed in a completely randomized design with five treatments degree of water repellency and three replications. After analysis by SPSS and Duncan test (5% level), the average comparison carried out between evaporation in the different water repellency degrees for three soils. The results showed that the surface the water-repellent layer significantly decreased the amount of evaporation in the mentioned three soils. Also, the surface evaporation reduction rate was increased with increasing the water repellency degree. The maximum reduction of evaporation with increasing in the water repellency degree compared to the control treatment (zero degrees of water repellency) was 78.3 %, 42.2 % and 30.1 % in the sandy loam, loam and clay loam soil, respectively.
    Keywords: irrigation, soil water repellency, stearic acid, surface evaporation