فهرست مطالب

حفاظت منابع آب و خاک - سال هفتم شماره 3 (پیاپی 27، بهار 1397)

فصلنامه حفاظت منابع آب و خاک
سال هفتم شماره 3 (پیاپی 27، بهار 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/02/15
  • تعداد عناوین: 9
|
  • زهرا سعادتی، معصومه دلبری، مهدی پناهی، ابراهیم امیری صفحه 1
    برای افزایش بهره وری آب و بهبود مدیریت آب در سطح مزرعه می توان از مدل های شبیه سازی رشد گیاه به عنوان یک ابزار مفید استفاده نمود. در این مطالعه، کارآیی مدل AquaCrop در شبیه سازی پوشش گیاهی، ماده خشک و عملکرد گیاه چغندرقند و رطوبت خاک تحت شش تیمار آبیاری شامل آبیاری کامل به عنوان تیمار شاهد (T1)، رساندن رطوبت خاک در هر آبیاری به حد ظرفیت مزرعه و حذف آبیاری آخر (T2)، آبیاری گیاه به میزان 10 درصد بیشتر از تیمار شاهد (T3)، آبیاری گیاه به میزان 10 درصد کمتر از تیمار شاهد (T4)، آبیاری گیاه به میزان 20 درصد کمتر از تیمار شاهد (T5) و آبیاری گیاه به میزان 30 درصد کمتر از تیمار شاهد (T6) ارزیابی شد. آزمایش در منطقه الشتر واقع در استان لرستان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی طی دو سال زراعی 1393 و 1394 انجام شد. مدل AquaCrop بر اساس اطلاعات زراعی سال اول آزمایش واسنجی و سال دوم اعتبارسنجی شد. ارزیابی آماری مدل با استفاده از معیارهای ضریب جرم باقی مانده ها، ریشه میانگین مربعات خطا، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده، شاخص توافق و ضریب تعیین انجام گرفت. بر اساس نتایج، مقدار ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده در شبیه سازی روند توسعه پوشش گیاهی و رطوبت خاک در تیمارهای مختلف آبیاری در مرحله واسنجی به ترتیب بین 18/5 تا 41/9 و 91/9 تا 23/17 درصد و در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب بین 64/6 تا 2/9 و 36/12 تا 77/25 درصد به دست آمد. مقدار ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده در شبیه سازی عملکرد ریشه و ماده خشک در مرحله واسنجی به-ترتیب 3/7 و 67/8 درصد و در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 69/7 و 82/9 درصد به دست آمد. به طور کلی نتایج مبین عملکرد خوب مدل AquaCrop در شبیه سازی پوشش گیاهی، ماده خشک و عملکرد گیاه چغندرقند و رطوبت خاک تحت رژیم های مختلف آبیاری است. لذا استفاده از این مدل در تعیین استراتژی های بهینه مدیریت آب در کشت چغندرقند در منطقه مورد مطالعه پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: پوشش گیاهی، چغندرقند، عملکرد، کم آبیاری، مدل شبیه سازی
  • مهرداد نوروزی، سید حسن طباطبایی، محمدرضا نوری صفحه 21
    به منظور بررسی اثر بایوچار برگ خرما بر کارآیی مصرف آب و برخی مولفه های عملکرد گندم (Triticum aestivum L.) تحت تنش های توام رطوبتی و شوری، آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و طی یک فصل زراعی (95-1394) در مرکز تحقیقات کشاورزی استان بوشهر انجام گرفت. تیمارها شامل بایوچار برگ خرما (صفر و 3 درصد وزنی)، فاصله آبیاری (3، 7 و 12 روز) و شوری آب (1/1، 8/3، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر) بودند. نتایج نشان داد که اثرات بایوچار بر کارآیی مصرف آب و عملکرد گندم تحت تنش های توام رطوبتی و شوری معنی دار (P<0.05) بود. مقادیر عملکرد دانه، وزن خشک ساقه و وزن خشک ریشه به ترتیب 22، 38 و 20 درصد افزایش داشت. مقادیر تبخیر و تعرق، کارآیی مصرف آب و رطوبت وزنی خاک قبل از آبیاری به ترتیب 6/18، 7/8 و 23 درصد افزایش داشت. مقادیر پاسخ عملکردی گیاه به تنش رطوبتی (Ky) برای عملکرد دانه، وزن خشک ساقه و وزن خشک ریشه به طور قابل توجهی کاهش داشت که بیانگر کاهش حساسیت گیاه به تنش رطوبتی می باشد. در اثر کاربرد بایوچار، مقادیر شیب کاهش عملکرد و حد آستانه تحمل به شوری برای عملکرد دانه، وزن خشک ساقه و وزن خشک ریشه کاهش داشت که بیانگر نقش بایوچار در افزایش مقاومت گیاه به تنش شوری می باشد. بنابراین، می توان بایوچار برگ خرما را یک اصلاح کننده موثر برای افزایش تولید کشاورزی و بهره وری مصرف آب قلمداد نمود. با این وجود، مطالعات بیش تری در شرایط مزرعه و خارج از گلدان توصیه می شود.
    کلیدواژگان: بایوچار، تنش شوری، تنش رطوبتی، روابط عملکرد، شوری
  • علیرضا جمشیدیان، محمد حیدرنژاد، مریم محمدزاده صفحه 39
    برآورد زمان تمرکز، یکی از مهمترین مباحث در مطالعات فیزیوگرافی و هیدرولوژی حوزه های آبخیز است. برآورد نسبتا صحیح آن تاثیر زیادی در محاسبه پارامترهای هیدرولوژی، خصوصا دبی اوج سیلاب دارد. احداث بندهای اصلاحی در حوضه های آبخیز منتهی به مناطق مسکونی از راهکارهای اجرایی جهت تغییر در زمان تمرکز و کاهش شیب آبراهه ها شده که در کنترل سیل و کاهش دبی پیک سیلاب تاثیر بسزایی دارد. این پژوهش با هدف ارزیابی اثر عملیات مکانیکی بر رفتار هیدرولوژی حوضه براساس شاخص سیلاب صورت گرفته است. در این تحقیق با مطالعه منطقه و شرایط توپوگرافی و عملیات حفاظتی صورت گرفته، تغییرات زمان تمرکز و دبی سیلاب در فاصله سالهای قبل از سال 84 تا بعد از سال 89 از اجرای سازه های اصلاحی مورد مقایسه قرارگرفت. دوره بازگشت جهت محاسبات از 25/1 تا 100 سال انتخاب گردید در این زمینه پارامترهای تعداد وارتفاع بندها، گروه هیدرولوژیکی خاک، شیب آبراهه، زمان تمرکز، هیدرولوژی منطقه، مساحت حوضه در هر زیر حوزه اجرایی مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد اجرای سازه های اصلاحی باعث افزایش زمان تمرکز درپارسل های I28، I13، I12، I10، I9، I8، I6، I4)) به ترتیب به میزان 4، 74/8، 68/2، 43/1، 31/1، 01/2، 51/0، 78/11 درصد شده است. کمترین درصد افزایش زمان تمرکز مربوط به پارسل شماره I13 با مقدار کمتر از 1 % و بیشترین مقدار افزایش زمان تمرکز مربوط به I28، با مقدار 78/11 درصد می باشد. همچنین، در اثر احداث سازه های مذکور، زمان تمرکز در محل خروجی حوضه بین 26/0 تا 98/0 ساعت افزایش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: روان آب های جاری، حوضه آبخیز ایذه، سازه های اصلاحی، کنترل سیلاب
  • حدیث یاقوتی، ابراهیم پذیرا، ابراهیم امیری، محمدحسن مسیح آبادی صفحه 55
    برنج اصلی ترین محصول استان های شمالی ایران به شمار می رود. نظارت بر تولید سالانه و سطح زیر کشت برنج به عنوان محصولی راهبردی، نقش بسزایی در برنامه ریزی-های کشاورزی دارد. امروزه می توان با تکیه بر فن آوری سنجش از دور و شاخص های پوشش گیاهی روش های مدیریتی را بهبود بخشید. پژوهش حاضر با هدف برقراری رابطه رگرسیونی بین عملکرد ارقام محلی و پرمحصول برنج در سال 1391 (2012م) و شاخص های NDVI، SAVI، DVI و RVI مستخرج از تصاویر ماهواره لندست 7، در شالیزارهای شهرستان شفت، انجام گرفته است. بیشترین همبستگی بین عملکرد تولیدی و شاخص ها در مرحله گلدهی برنج دیده شد و از میان شاخص های مذکور، NDVI مناسب ترین شاخص برای برآورد عملکرد ارقام محلی و پرمحصول برنج در منطقه معرفی می شود. معیارهای آماری نشان از توانایی خوب مدل در شبیه سازی دارد. شاخص کارائی مدل سازی (EF) برای ارقام محلی و پرمحصول، در سال زراعی 1392 (2013م) به ترتیب معادل با 60/0 و 41/0 بود؛ که بیانگر کارآمدی بالای مدل در پیش بینی قابل قبول درصد کاهش عملکرد محصول می باشد. نتایج طراحی مدل حاکی از آن است که میزان عملکرد شبیه سازی شده، برازش خوبی با مقادیر مشاهده شده دارد. نتایج آزمون آماری، نشان می دهد تفاوت معنی داری بین مقادیر مشاهده شده و شبیه سازی شده وجود ندارد (P>0.05). مقدار ضریب تبیین 70/0 و 66/0 بین عملکرد واقعی و برآورد شده می تواند ناشی از تغییر شرایط کاشت و مدیریت زراعی، آفات و امراض گیاهی، وضعیت آب و هوایی منطقه و بسیاری از متغیرهای محیطی باشد.
    کلیدواژگان: سنجش از دور، شالیزار، مدل تجربی، NDVI
  • خسرو شفیعی مطلق، جهانگیر پر همت، حسین صدقی، مجید حسینی صفحه 71
    مدیریت صحیح حوزه های آبخیز کشور یکی از مهمترین روش های استفاده از منابع آب و خاک می باشد. برای این مهم نیاز به اطلاعات جامعی از روش های متفاوت مدیریتی و اجرایی است. طی چند دهه اخیر برآورد درست و به موقع از وضعیت کمی و کیفی رواناب یکی از دغدغه های مدیریت های کلان کشور به حساب می آید. این پروژه شبیه سازی رواناب ماهانه ،تحلیل حساسیت، بهینه سازی پارامترهای حساس، بررسی تاثیر تغییر کاربری اراضی در طی چهار دهه اخیر برکمیت و کیفیت رودخانه مارون در ایستگاه خروجی حوزه ی آبخیز مارون (ایدنک) در استان کهگیلویه و بویراحمد با استفاده از مدل SWAT می باشد. برای این مقصود از مدل نیمه توزیعی SWAT و برنامه ی SUFI2 و در قالب بسته نرم افزاری SWAT CUP برای تحلیل حساسیت، واسنجی، صحت سنجی و آنالیز عدم قطعیت بهره گرفته شد. در این تحقیق ابتدا نقشه تغییر سطح کاربری های موجود و همچنین نقشه خاک و پوشش گیاهی در حوزه ی آبخیز مارون در طی چهار دوره ده ساله از سال 1970 تا سال 2010 با استفاده ازسنجنده های TM و ETM ماهواره ی لندست مشخص شد. آمار مشاهداتی ایستگاه هیدرومتری ایدنک بعنوان ایستگاه مبنا در طی سالهای 1970 تا 2010 طی چهار دوره ده ساله مورد استفاده قرار گرفت.مقایسه اثر گزینه های مدیریتی کاربری اراضی بر مولفه های مختلف چرخه هیدرولوژیکی و همچنین مقادیر مختلف رواناب نشان می دهد در منطقه سناریوی بدبینانه اتفاق افتاده با ادامه روند تخریبی در کاربری اراضی به سمت حالت قهقرایی، مقادیر مختلف رواناب افزایش و نفوذپذیری و آب-گذری به آبخوان های سطحی و عمیق، کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: کاربری اراضی، مدل SWAT، SUFI2، حوزه ی مارون
  • سپیده مفیدی، مهناز اسکندری، ابراهیم پذیرا، مهدی همایی صفحه 89
    ساختمان خاک هم از نظر مدیریت منابع آب و خاک و هم ارتقای توان تولید پایدار، از اهمیتی فراوان برخوردار است. از آنجا که ساختمان خاک اغلب به صورتی کیفی بیان می شود، یکی از روش های نسبتا نوین برای توصیف کمی ساختمان خاک، کاربرد مفهوم هندسه فرکتالی است. با به کار بردن هندسه فرکتالی در تعیین پایداری ساختمان خاک و مقایسه آن با روش های کلاسیک، می توان به درکی بهتر از ساختمان خاک دست یافت. هدف از این پژوهش، کمی سازی ساختمان خاک با استفاده از مدل های فرکتالی و مقایسه آن ها با روش های کلاسیک بود. بدین منظور، تعداد 30 نمونه از خاک سطحی یک منطقه زراعی تهیه شد. سپس با استفاده از روش الک های تر و خشک، میانگین وزنی و میانگین هندسی قطر خاکدانه ها محاسبه گردید. آنگاه با استفاده از چهار مدل فرکتالی تعداد-اندازه و جرم-اندازه Rieu و Sposito، تعداد-اندازه Mandelbrot و جرم-اندازه Tyler و Wheatcraft بعد فرکتالی نمونه ها بدست آمد. نتایج نشان داد که دامنه بعد فرکتالی مدل جرم-اندازه Rieu و Sposito در حالت خشک از 86/2 تا 92/2 و در حالت تر از 90/2 تا 99/2 متغیر است. حال آنکه این تغییرات برای مدل Tyler و Wheatcraft در حالت خشک از 53/2 تا 78/2 و در حالت تر از 24/2 تا 55/2 بدست آمد. دامنه تغییرات در مدل تعداد-اندازه Rieu و Sposito از 77/2 تا 59/3 در حالت خشک و از 35/2 تا 18/3 در حالت تر در نوسان بود. نتایج همچنین نشان داد که دامنه تغییرات در مدل Mandelbrot در حالت خشک از 89/2 تا 72/3 و در حالت تر از 21/2 تا 22/3 می باشد. بیشترین انحراف معیار بدست آمده مربوط به میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و کمترین انحراف معیار مربوط به بعد جرم-اندازه مدل Rieu و Sposito بود. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش بعد فرکتالی، پایداری خاکدانه ها کاهش و ناپایداری آن ها افزایش می یابد. بدین ترتیب می توان نتیجه گرفت که استفاده از مدل های فرکتالی در مقایسه با روش های کلاسیک برای ارزیابی ساختمان خاک از دقتی بیشتر برخوردار است.
    کلیدواژگان: بعد فرکتالی، پایداری خاکدانه ها، مدل های فرکتالی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، میانگین هندسی قطر خاکدانه ها
  • آرش تافته، اصلان اگدرنژاد، نیازعلی ابراهیمی پاک صفحه 103
    هدف از این تحقیق ارزیابی توابع تولید حاصل ضرب اصلاح شده ریس (Rase، 2004) و حاصل ضربی اصلاح شده Tafteh et al.(2013) در برآورد عملکرد گیاه کلزا تحت شرایط کم آبیاری در بازه های ماهانه، مراحل چهارگانه رشد و کل دوره رشد در منطقه قزوین می باشد. بدین منظور از داده های طرح بلوک کامل تصادفی با تیمارهای زمان آبیاری (60، 90، 120 و 150 میلی متر تبخیر از تشت تبخیر کلاس A) با سه تکرار طی سال های زراعی 1389 تا 1391 استفاده گردید. نتایج نشان داد که تیمارهای T12 و T11 به ترتیب با 2390 و 1320 کیلوگرم در هکتار حداکثر و حداقل عملکرد خشک را دارند. نتایج نشان داد که در بازه های زمانی مختلف بهترین نتیجه در بازه زمانی کل دوره رشد به دست آمده و سایر بازه های زمانی از دقت مدل می کاهد. در هر دو روش مورد ارزیابی کمترین خطا در بازه زمانی کل دوره رشد به دست آمده است. بررسی شاخص های آماری حاکی از آن است که روش Tafteh et al.(2013) در بازه کل دوره رشد با کمترین مقدار ریشه مربعات خطای استاندارد (RMSE)، ریشه مربعات خطای استاندارد نرمال شده (NRMSE) به ترتیب به مقدار 423 و 211/0 و بیشترین مقدار شاخص توافق (d) و ضریب تبیین (R2) به ترتیب برابر با 76/0 و 645/0 در برآورد عملکرد گیاه کلزا روش مناسب تری می باشد.
    کلیدواژگان: تابع تولید محصول، ضریب واکنش عملکرد، دوره رشد، کلزا
  • قاسم میرزایی صفحه 115
    شکل ذرات محیط متخلخل تاثیر بسزایی بر روی جریان و مخصوصا انتشارپذیری طولی آن دارد. در تحقیق حاضر، طی آزمایش هایی بر روی سه ستون خاک حاوی ذرات شکسته و تیزگوش ، ماسه بستر رودخانه و ذرات کروی، تاثیر شکل ذرات محیط متخلخل بر روی انتشارپذیری طولی مورد بررسی قرار گرفت. با تزریق جریان و آلاینده (NaCl) در پنج سطح سرعت، منحنی رخنه در پنج نقطه در طول جریان به روش سلف پتانسیل استخراج و ضمن شبیه سازی نتایج با نرم افزار FEFLOW، و با حل تحلیلی معکوس با نرم افزار CXTFIT2، انتشارپذیری طولی تعیین گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد به ازای سرعت ثابت، محیط با ذرات کروی دارای انتشارپذیری طولی بیشتر از دو محیط دیگر و در خاکدانه ماسه ای بیشتر از ذرات شکسته است که این امر می تواند به دلیل افزایش سطح تماس و همچنین پیچ و خم مسیر با خارج شدن ذرات از شکل کروی اتفاق افتد. با افزایش سرعت، انتشارپذیری طولی در هر سه محیط کاهش می یابد همچنین هر چه خاکدانه ها به شکل کروی نزدیکتر باشند تاثیر عامل مقیاس بیشتر و با افزایش سرعت، کاهش انتشارپذیری طولی در این خاکدانه ها کمتر خواهد بود.
    کلیدواژگان: روش سلف پتانسیل، شکل خاکدانه، منحنی رخنه، FEFLOW، CXTFIT
  • علی حکمت زاد، مسعود داوری، محمدعلی محمودی، کمال نبی الهی صفحه 131
    هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) یکی از ورودی های مهم در مدل سازی جریان آب و انتقال آلاینده ها در خاک، طراحی سیستم های آبیاری و زهکشی، مدل سازی آب های زیر زمینی و فرایندهای زیست محیطی است. اندازه گیری مستقیم Ks در مزرعه و آزمایشگاه میسر می باشد؛ لیکن، معمولا زمان بر، پر هزینه و دشوار بوده و در سطوح بزرگ نیز غیرعملی است. افزون بر این، به دلیل غیرهمگن بودن خاک و خطاهای آزمایشگاهی، تا حدودی این اندازه گیری ها غیرقابل اعتماد هستند. یکی از راه های غلبه بر این مشکل، استفاده از روش های غیرمستقیم همچون توابع انتقالی خاک می باشد. از آنجایی که تاکنون در منطقه مورد مطالعه توابعی انتقالی جهت برآورد Ks پیشنهاد نشده است؛ لذا در این پژوهش با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و رگرسیون های آماری و بهره گیری از تعدادی محدود یا مجموعه ای وسیع تر از ویژگی های زودیافت خاکی، توابعی انتقالی برای برآورد Ks تبیین و کارآیی آن ها ارزیابی شد. بدین منظور، هدایت هیدرولیکی اشباع 95 نقطه محل از زیرحوزه های آبخیز چرداول - چمشیر در استان ایلام با استفاده از پرمامتر گلف اندازه گیری شد. همچنین برخی از ویژگی های زودیافت خاک این نقاط مطالعاتی نیز تعیین شد. سپس اعتبار توابع اشتقاق یافته در تعیین Ks، با استفاده از جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطا (ME) و ضریب همبستگی پیرسون (r) ارزیابی شد. با توجه به نتایج، Ks با میانگین هندسی قطر ذارت و مقدار شن دارای بیشترین همبستگی بود (به ترتیب دارای r معادل 58/0 و 56/0). نتایج نشان داد در صورت دسترسی به تعداد کمی از ویژگی های زودیافت خاکی، توابع انتقالی رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی می توانند Ks را با دقت نسبتا خوبی پیش بینی کنند (به ترتیب دارای 85/0 = rR-val،mm/hr 81/6 = RMSER-val و 87/0 = rANN-test، mm/hr 80/10 = RMSEANN-test). این در حالی است که با توجه به نتایج، در صورت استفاده از ویژگی های زودیافت بیشتر، دقت پیش بینی Ks توسط مدل شبکه عصبی در هر دو مرحله آموزش و آزمون افزایش یافت (92/0 = rtrain، mm/hr 36/4 = RMSEtrainو 89/0 = rtest،mm/hr 17/7 = RMSEtest). در مجموع نتایج نشان دادند که شبکه های عصبی مصنوعی در مقایسه با مدل های رگرسیونی خطی دارای کارآیی نسبتا بهتر در تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک می باشند.
    کلیدواژگان: توابع انتقالی خاک، پرمامتر گلف، شبکه های عصبی، ویژگی های زودیافت خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع
|
  • Zahra Saadati, Masomeh Delbari, Mahdi Panahi, Ebrahim Amiri Page 1
    Simulation models that illustrate the effects of water on crop yield are useful tools to optimize water productivity and improve farm level water management. In this study, the performance of AquaCrop model to simulate canopy cover, biomass and yield of the sugar beet and soil water content under six irrigation treatments was evaluated. The irrigation treatments were consisted of full irrigation (T1) as control, removing last irrigation (T2), applying irrigation water at 10% greater than control (T3), applying irrigation water at 10 (T4), 20 (T5) and 30% (T6) less than control. The experiment was conducted at Aleshtar in Lorestan province during growing seasons of 2014 and 2015, using a randomized complete block design. The first and second year’s data were used for calibrating and validating of the model, respectively. Evaluation of the model was performed using the coefficient of residual mass, root mean square error, normalized root mean square error, index of agreement and coefficient of determination. According to the results, the normalized root mean square error in the canopy cover and soil water content simulations for calibration was 5.18 to 9.41 percent and 9.91 to 17.23 percent, respectively and for validation was 6.64 to 9.2 percent and 12.36 to 25.77 percent, respectively. Also, the normalized root mean square error in the yield and biomass simulations for calibration was 7.3 and 8.67 percent and for validation was 7.69 and 9.82 percent, respectively. The results indicated a good performance of the AquaCrop Model in simulating the canopy cover development, biomass and yield of sugar beet and soil water content under different irrigation managements. Therefore, the AquaCrop model can be used to explore management scenarios to improve the sugar beet water management over the study region.
    Keywords: canopy cover, deficit irrigation, simulation model, sugar beet, yield
  • Mehrdad Nowroozi, Seyed Hassan Tabatabaei, Mohammad Reza Nouri Page 21
    A pot experiment carried out to study the effects of date palm leaves biochar on WUE and some other performance components of wheat (Triticum aestivum L.) under conjunctive water and salinity stress conditions. The experiment was factorial based on a randomized complete design (RCD) with three replications during one growing season (2015-16). The treatments included biochar application rates (0 and 3% w/w), irrigation interval levels (3, 7 and 12 days) and water salinity levels (1.1, 3.8, 8 and 12 dS/m). The results showed significant (P
    Keywords: biochar, salinity stress, water stress, yield-salinity relationships
  • Alireza Jamshidian, Mohammad Heidarnejad, Maryam Mohammadzadeh Page 39
    Estimating the time of concentration is one of the most important concepts in physiographic and hydrologic studies in watersheds, and relatively correct estimation of it greatly influences calculation of hydrologic parameters, especially flood peak discharge. Construction of check dams in watersheds leading to residential areas is one of the strategies for changing time of concentration and reducing channel slope, which are substantially effective in controlling floods and reducing flood peak discharge. This research intended to evaluate the effects of corrective structures on hydrologic behavior of watersheds based on flood index. In this study Changes in time of concentration and flood discharge were compared between 1384-1389 years from construction of corrective structures by studying the region, topographic conditions, and protective measures. The return period between 1.25 to 100 years was selected. The parameters of the numbers and heights of the check dams, hydrologic soil groups, channel slopes, time of concentration, regional hydrology, and area of each watershed parcel were studied for this comparison. Results indicated that construction of corrective structures increased time of concentration in I28, I13, I12, I10, I9, I8, I6, I4 parcels amount of 4,8.74,2.68,1.43,1.31,2.01, 0.51 and 11.78 respectively. The lowest percentage increase in the concentration of Parcel No. I13 with a 1 percent. The maximum time to focus on I28, with 11.78 percent.
    Keywords: surface runoff, Izeh watershed, corrective structures flood control
  • Hadisyaghouti, Ebrahim Pazira, Ebrahim Amiri, Mohammad Hasan Masihabadi Page 55
    Rice is the main product of northern provinces of IRAN. Rice, as a strategic product that plays an important role in agricultural planning, needs to monitor annual production and crop area. Today, management practices can be improved using remote sensing technology and vegetation indices. The present study was conducted in order to determine the regression correlation between local and high-yielding varieties of rice in 2012, with NDVI, SAVI, DVI and RVI indices extracted from landsat7 ETM images, and to identify the most appropriate index in paddies Shaft. The highest coefficient of determination between yield and indices belonged to the flowering period, among these indices, NDVI is the most suitable indices for estimating the yield of local and high yielding rice varieties in the region. The statistical criteria show a good ability to simulate the model. Modeling efficiency (EF) were for local and high yielding varieties in crop year 2013 to the equivalent of 0.60 and 0.41 respectively, which represents a high efficient model in predicting product yield is acceptable percent. Modeling results indicate that the simulated yield level is well fitted with observed values. The results of the statistical test show that there is no significant difference between the observed and simulated values (P>0.05). The correlation coefficient of determination 0.70 and 0.66 between the observed and estimated yields in the evaluation of the models might be related to the changes in planting conditions and agricultural management, plant pests and diseases, climatic condition of the area and multiple local variables.
    Keywords: empirical models, NDVI, paddy rice, remote sensing
  • Khosro Shafiei Motlagh, Jahangir Porhemmat, Hossain Sedghi, Majid Hosseni Page 71
    The Correct management watersheds is one of the most important methods is the optimal use of soil and water resources. To do this, it’s need for comprehensive information of different methods administrative management. Recent decades, correct and timely assessment of quantitative and qualitative runoff is considered one of the concerns of the country's macro management. This project is modeling and evaluation and efficiency of the SWAT model to simulate the monthly runoff, sensitivity analysis, optimization of critical parameters, to evaluate the effect land use during the past four decades on Quantity of Maroon River watershed at the departure station (Idanak) in Kohgiloyeh and Boyerahmad. For this purpose, were used from semi-distributed SWAT model and SUFI2 program in the form of bundles SWAT CUP for sensitivity analysis, calibration, validation and uncertainty analysis.In this research first were prepared changes in land use map available as well as soil and vegetation in the watershed Maroon map within four ten-year period from 1980 to 2010 by using TM and ETM sensor of Landsat satellite .Observations Data of hydrometric Idenak station as base station was used during 1970 to 2010 in four ten-year period to observe changes in runoff during the calibration and validation. Compare the effect of land use management options on the different components of the hydrological cycle shows different amounts of runoff. Shows a the pessimistic scenario occurred in four decades. With continuing damage to the state in land use regression various amounts of runoff increases and decreases permeability and gullies on the surface and deep aquifers.
  • Sepide Mofidi, Mahnaz Eskandari, Ebrahim Pazira, Mehdi Homaee Page 89
    Soil structure is of great importance from both crop production and water resources management point of views. Since soil structure is often expressed qualitatively, the so-called fractal geometry, as a novel method, can be used to describe the soil structure in a quantitative manner. Using fractal concept and its comparison with the classical aggregate stability methods can assist to better understanding of soil structure. This research was aimed to quantitatively assess the soil aggregate stability by using some fractal and classical models. To attain this purpose, a number 30 soil samples were collected from topsoil of an agricultural area. Then, the mean weight diameter MWD and geometric mean diameter GMD of soil samples were determined by using wet and dry sieving method. The fractal dimensions of soil samples were determined for four fractal models including the number-size and mass-size of Rieu and Sposito, number-size of Mandelbrot, and mass-size of Tyler and Wheatcraft. Results indicated that the range of fractal dimensions for mass-size model of Rieu and Sposito in dry condition varies from 2.86 to 2.92 and in wet condition from 2.90 to 2.99., this range for Tyler and Wheatcraft model was 2.52 to 2.78 and 2.24 to 2.55, for dry and wet conditions, respectively. Results further showed that for the number-size model of Rieu and Sposito the fractal dimension varied from 2.77 to 3.59 in the dry and from 2.35 to 3.18 in wet conditions. These ranges for Mandelbrot model were obtained to be 2.89 to 3.72 and 2.21 to 3.22 for the dry and wet sieves, respectively. The largest standard deviation was obtained for MWD, while the lowest belonged to the mass-size model of Rieu and Sposito. The obtained results further indicated that by increasing the fractal dimension, aggregate stability decreases and aggregate instability tend to increase. It can be then concluded that by using fractal dimensions one can more precisely describe the aggregate stability compares to the classical methods.
    Keywords: aggregates stability, fractal dimension, fractal models, GMD, MWD
  • Arash Tafteh, Aslan Egdernezhad, Niazali Ebrahimipak Page 103
    In this research evaluated production functions has been modified by Rase, 2004 And Tafteh et al.2013, this methods evaluated to estimate rapeseed yield under deficit irrigations with in the monthly intervals, quadruple growth stages and total growth period in the Qazvin plain. For this purpose, randomized complete block design was applied. The irrigation treatments (60-90-120-150 mm evaporation from pan class A) with three replications were used during 2010 - 2012. The results showed that Treatments T11 and T12 with 2390 and 1320 yield (kg/ha) respectively have a maximum and minimum yield. Also results show that the best estimation was occurred in the total growth stage and other intervals were decreased the accuracy of the models. So the minimum error was in the total growth stage in the both methods. Statistical analysis shown that Tafteh et al. (2013) method in the total growth stage has the lowest root mean squared error (RMSE) and Normalized root mean squared error (NRMSE) respectively equal to 423 and 0.211. Also this method has a maximum of agreement index (d) and correlation coefficient (R2) Respectively equal to 0.76 and 0.645. Therefore Tafteh et al. (2013) method is suitable way for estimation of rapeseed yield in deficit irrigations.
    Keywords: production function, yield response factor, the growth period, rapeseed
  • Ghasem Mirzaei Page 115
    One of the most challenging quantities in analyzing the transfer of contaminant in the porous medium is the determination of longitudinal dispersivity. In this research, the effects of the porous media particle shape on the longitudinal dispersivity were investigated by experiments on three column of soil (broken texture, river sand, spherical texture). Flow and contaminant (NaCl) were injected at five levels of velocities and the Breakthrough curve was extracted at five points along the column by Self-Potential Method, Then, by simulating the results with FEFLOW software and the inverse analysis with CXTFIT2 software, longitudinal dispersivity was determined. The results indicate that, for constant velocity, the medium with spherical texture has a longitudinal dispersivity greater than the other two medium and in the sandy medium it is more than the broken texture. This can be due to the increase in the contact surface as well as the path’s tortuosity, with the particle coming out of the spherical shape. With increasing velocity, the longitudinal dispersivity decreases in all three medium. Also, as the particles are closer to the spherical shape, the scale effect will be greater, and with increasing velocity, the decrease in the longitudinal dispersivity in these medium will be less.
    Keywords: breakthrough curve, CXTFIT, FEFLOW, particle shape, self-potential method
  • Ali Hekmatzad, Masoud Davari, Mohammad Ali Mahmoudi, Kamal Nabiollahi Page 131
    Saturated hydraulic conductivity (Ks) is one of the essential input for water flow and solute transport modelling, irrigation and drainage design, groundwater modeling and environmental processes. Direct measurement of Ks is possible, but that is usually time consuming, tedious, expensive and impractical for larger scale studies. Also, these methods are partly unreliable because of soil heterogeneity and experimental errors. One solution to govern this problem is using indirect methods such as pedo-transfer functions (PTFs). Since PTFs have not yet been developed to soils in the study area, this study evaluates and describes neural network and statistical regression PTFs to predict Ks from limited or more extended sets of the readily available soil properties. For this purpose, Ks from 95 points of Sirwan-Chardawel sub-basins in Ilam province were measured using Guelph permeameter. Also, some of the readily available soil parameters were obtained. The accuracy and reliability of the derived PTFs were evaluated using root mean square error (RMSE), mean error (ME) and Pearson correlation coefficient (r). The highest correlation coefficients of 0.58 and 0.56 were found between Ks and geometric mean particle diameter and sand content, respectively. The results indicated that artificial neural network and regression PTFs can predict Ks with relatively good accuracy even if a few readily available soil properties are measured (rR-val= 0.85, RMSER-val= 6.81 mm/hr and rANN-test= 0.87, RMSEANN-test= 10.80 mm/hr). However, based upon results, the prediction accuracy of ANN model at both training and testing stages increased if more readily available soil properties are used (rtrain= 0.92, RMSEtrain= 4.36 mm/hr and rtest= 0.89, RMSEtest= 7.17 mm/hr). In general, it was found that ANNs method had better performance than linear regression model in predicting Ks.
    Keywords: Guelph parameter, readily available soil properties, pedo, transfer functions, neural networks, saturated hydraulic conductivity