فهرست مطالب

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال چهل و نهم شماره 5 (پیاپی 37، آذر و دی 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/09/07
  • تعداد عناوین: 20
|
  • زهرا رضایی پور، علیرضا واعظی ، محمد بابااکبری صفحات 955-964
    کمبود آب مهمترین عامل محدودکننده عملکرد محصول در مناطق خشک و نیمه خشک است. از این رو جلوگیری از هدررفت آب و دستیابی به عملکرد مناسب امری مهم در کشتزارهای دیم محسوب می شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر کاه و کلش گندم بر محتوای رطوبتی خاک تحت شرایط دیم در منطقه نیمه خشک انجام گرفت. پنج سطح مالچ کاه و کلش گندم (صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد پوشش سطح) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در زنجان بررسی شد. مقدار مصرف مالچ در تیمار 100 درصد پوشش سطح معادل با 6 تن در هکتار بود. برای این منظور، 15 کرت به ابعاد 2 متر×5 متر در زمینی دیم با شیب 10 درصد احداث و مالچ ها با خاک مخلوط شدند. رطوبت خاک به روش حجمی در فواصل هفت روز طی دوره رشد (از مهر 1394 تا تیر 1395) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که محتوای رطوبتی خاک طی دوره رشد دارای تغییرات زمانی می باشد و بیش ترین مقدار محتوای رطوبتی خاک در کرت های مالچ دهی شده در اسفند ماه، همزمان با وقوع بیش ترین بارندگی ماهانه رخ داد. رابطه ای معنی دار بین محتوای رطوبتی خاک و سطح مصرف مالچ وجود داشت (001/0P< و 95/0=2R). افزایش محتوای رطوبتی خاک در تیمار های مالچ دهی شده همگام با افزایش ظرفیت نگهداری آب خاک بود به طوری که کاربرد مالچ اثری مثبت بر ظرفیت نگهداری آب خاک داشت. بیش ترین مقدار رطوبت حجمی خاک در تیمار 100 درصد مالچ (62/10 درصد) بود که نسبت به تیمار شاهد 11 درصد افزایش نشان داد. تفاوت معنی دار بین تیمار 100 درصد مالچ و تیمار 75 درصد از نظر تاثیر بر محتوای رطوبتی و ظرفیت نگهداشت آب خاک وجود نداشت؛ بنابراین کاربرد سطح 75 درصد مالچ کاه و کلش گندم روشی مناسب برای افزایش ظرفیت نگهداری آب خاک و در نتیجه حفظ رطوبت خاک در کشتزارهای دیم منطقه نیمه خشک است.
    کلیدواژگان: تغییرات زمانی، بقایای گیاهی، محتوای آب خاک، منطقه نیمه خشک، هدررفت آب
  • مسعود گراشی، امین فلامکی ، مهناز اسکندری، مهدی همایی صفحات 965-975
    آلودگی خاک و سفره های آب زیرزمینی بر اثر نفوذ شیرابه از محل دفن پسمانده های شهری، از چالش های مهم مدیریت منابع آب و خاک می باشد. هدف از این پژوهش، ساخت آستری از مواد طبیعی موجود در محل دفن زباله بود که افزون بر نفوذپذیری مناسب، توانایی بیشتری در جذب آلاینده ها نیز داشته باشد. دو ماده افزودنی طبیعی شامل بنتونیت و دی کلسیم فسفات، به ترتیب از صفر تا حداکثر 9 درصد و 2/0 درصد جرم خشک مواد پایه آستر به خاک درشت دانه جمع آوری شده از محل دفن شهر اوز در استان فارس، افزوده شد. آزمایش نفوذپذیری با آب و شیرابه مصنوعی انجام گرفت. نتایج نشان داد که برای مواد پایه حاوی 6 درصد بنتونیت، افزودن 2/0 درصد دی کلسیم فسفات باعث کاهش چشمگیرتر نفوذپذیری نسبت به بنتونیت به تنهایی می شود. به دلیل گرانروی بیشتر، نفوذپذیری شیرابه مصنوعی در مواد پایه آستر و همچنین حاوی 3 درصد بنتونیت، نسبت به آب کمتر بود. لیکن در 6 درصد بنتونیت، به دلیل خاصیت اسیدی، نفوذپذیری شیرابه بیشتر شد. شیرابه مصنوعی در 9 درصد بنتونیت تاثیر چندانی بر کاهش یا افزایش نفوذپذیری نداشت. علت این امر را می توان افزایش چشمگیر ذرات ریزدانه رسی و درنتیجه افزایش خاصیت بافری خاک دانست.
    کلیدواژگان: آستر خاکچال، اصلاح کننده طبیعی، نفوذپذیری
  • ریحانه منصوری، مهدی اسمعیلی ورکی ، مریم نوابیان صفحات 977-990
    یکی از پارامترهای مهم کیفی آب رودخانه ها، مقدار اکسیژن محلول (Dissolved Oxygen) در آن می باشد. یکی از روش های افزایش سطح اکسیژن محلول، استفاده از سازه هایی نظیر سرریز می باشد که منجر به ورود حباب های کوچک هوا به آب می گردد. در این پژوهش عملکرد سرریزهای کنگره ای ذوزنقه ای در مقایسه با سرریز خطی بر مقدار DO آب تحت شرایط مختلف هندسی و هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده های آزمایشگاهی و تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که طول سیکل در جهت جریان سرریزها، ضخامت تیغه های ریزشی و الگوی جریان ریزشی از تاج سرریزها سه پارامتر موثر بر مقدار اکسیژن محلول در سرریزهای پلان کنگره ای می باشند. مقایسه نتایج حاکی از آن است که سرریزهای کنگره ای با هندسه سه سیکل، عملکرد بهتری در مقایسه با سرریزهای هندسه دو سیکل داشتند. در هدهای نسبی پایین، سرریز کنگره ای ذوزنقه ای با هندسه سه سیکل و طول در جهت جریان کمتر با متوسط راندمان افزایش اکسیژن محلول 58 درصد و در هدهای نسبی بالا سرریز کنگره ای ذوزنقه ای با هندسه سه سیکل با طول در جهت جریان بیشتر با متوسط راندمان افزایش اکسیژن محلول 44 درصد بهترین عملکرد را در افزایش اکسیژن محلول در جریان داشتند. مقایسه نتایج حاکی از آن است که در سرریزهای مورد مطالعه، با افزایش نسبت بی بعد ارتفاع ریزش به ارتفاع سرریز از 4/0 به 8/0، مقدار متوسط راندمان افزایش اکسیژن محلول در سرریزهای کنگره ای بطور متوسط 13درصد افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: کیفیت آب، اکسیژن محلول، سرریز کنگره ای، عمق پایاب، ارتفاع ریزش
  • حسین دهقانی، نادر سلامتی صفحات 991-1001
    محدودیت آب یکی از مهم ترین عوامل بازدارنده تولید محصولات زراعی به شمار می رود، لذا استفاده از روش های آبیاری تحت فشار با هدف بهره برداری بهینه از منابع آب امری اجتناب ناپذیر است. این آزمایش در ایستگاه تحقیقات کشاورزی بهبهان طی سه سال زراعی (1392-1395) در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی به صورت کرت های یک بار خردشده با سه تکرار اجرا گردید. مقدار آب مصرفی در روش آبیاری قطره ای زیرسطحی در سه سطح 75، 100 و 125 درصد نیاز آبی و یک سطح در آبیاری قطره ای سطحی با 100 درصد نیاز آبی در کرت های اصلی و دو رقم نخل خرمای خاصی و زاهدی در کرت های فرعی مقایسه گردید. با استفاده از آمار روزانه ی ایستگاه هواشناسی بهبهان، تبخیر- تعرق گیاه به صورت روزانه بر اساس مدل پنمن – مانتیث محاسبه شد. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد بین سطوح مختلف آبیاری از نظر شاخص کارایی مصرف آب اختلاف معنی دار در سطح 5 درصد وجود داشت. به طوری که مقایسه میانگین ها نشان داد تیمار 75 درصد نیاز آبی با تولید 698/0 کیلوگرم خرما به ازای مصرف یک مترمکعب آب، بیش ترین کارایی مصرف آب را به خود اختصاص داد و به تنهایی در رده ی نخست قرار گرفت. مقایسه میانگین اثرات متقابل نشان داد تیمار 75 درصد نیاز آبی در رقم زاهدی با تولید 744/0 کیلوگرم در ازای مصرف یک مترمکعب آب برتر بود. تیمار 75 درصد نیاز آبی موجب صرفه جویی در مصرف آب شده است. به طوری که استفاده از تیمار آبیاری قطره ای زیرسطحی موجب کاهش مصرف آبی معادل 6/2509، 2/5019 و 3/2630 مترمکعب در هکتار به ترتیب در مقایسه با تیمارهای 100 و 125 درصد نیاز آبی در قطره ای زیرسطحی و تیمار قطره ای سطحی شده است. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که در صفت حجم، اثرات سطوح آبیاری و رقم در سطح 5 درصد معنی دار شد ولی اثرات متقابل آبیاری و رقم معنی دار نشد. در صفت سفتی بافت، تیمار 75 درصد نیاز آبی با سفتی 3/11 نیوتن بر مترمربع در جایگاه نخست قرار گرفت. نتایج نشان داد کاربرد روش آبیاری قطره ای زیرسطحی بر روی نخیلات محدودیت نداشته و موجب کاهش آب کاربردی بدون تاثیر معنی دار بر عملکرد شده است.
    کلیدواژگان: نیاز آبی، سطوح مختلف آب، کارایی مصرف آب
  • اصلان اگدرنژاد، داوود خدادادی دهکردی ، نیاز علی ابراهیمی پاک* ، آرش تافته صفحات 1003-1015
    این پژوهش به منظور شبیه سازی عملکرد گیاه کلزا با استفاده از مدل رشد گیاهی AquaCrop در ایستگاه تحقیقاتی اسماعیل آباد قزوین واقع در 8 ◦50 شرقی و عرض جغرافیایی 8 ◦36 شمالی و ارتفاع 1240 متر از سطح دریا در دو سال زراعی انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین حساسیت این مدل نسبت به تغییرات ضریب گیاهی برای تعرق بود و نسبت به سایر عوامل ورودی حساسیت متوسط و کم داشت. مقادیر جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) به دست آمده برای عملکرد، زیست توده، کارایی مصرف آب و شاخص برداشت به ترتیب برابر با 10/0، 04/0، 11/0 و 04/0 بود. مقادیر آماره شاخص توافق (d) نیز برای کلیه عوامل بزرگتر از 98/0 به دست آمد. گرچه این مدل در برآورد عوامل مورد نظر برای اکثر تیمارها دچار خطای بیش برآوردی شد؛ لیکن بر اساس این نتایج می توان دقت شبیه سازی آن را قابل قبول دانست.
    کلیدواژگان: زیست توده، کارایی مصرف آب، مدل گیاهی، برنامه ریزی آبیاری
  • سهراب صالحی طرخورانی، محمدحسین نیک سخن*، مجتبی اردستانی صفحات 1017-1029

    یکی از موثرترین روش های کاهش میزان تبخیر، استفاده از پوشش هایی معلق، جهت ایجاد سایه بر روی پهنه های آبی است. پلی اتیلن سیاه، یکی از موادی است که می تواند جهت پوشش به صورت صفحات پارچه مانند متخلخل استفاده گردد. در این تحقیق برای بررسی میزان اثرات استفاده از این نوع پوشش ها در مخازن سد ها بر مقدار تبخیر، از روشی بر پایه بررسی بیلان انرژی مخزن استفاده شده است. مخزن سد استقلال میناب برای بررسی موردی انتخاب و مدل سازی انرژی مخزن در حالات مختلف انجام شد. بررسی های صورت گرفته نشان می دهد که استفاده از پوشش پلی اتیلنی متخلخل سیاه (BPE) ، می تواند به طور متوسط کاهش تبخیری برابر %77 در حالت استفاده از پوشش تک لایه و %83 در حالت پوشش دولایه داشته باشد. این میزان کاهش تبخیر با توجه به سناریو های پوشش %30، %60 و %90 مخزن سد استقلال میناب، می تواند به ترتیب تا حدود 11، 22 و 33 میلیون مترمکعب کاهش میزان تبخیر را در پی داشته باشد.

    کلیدواژگان: بیلان انرژی، تشعشع خوشیدی، کاهش تبخیر، مدیریت کمی
  • لقمان کمالی ، عباس کاویانی، بیژن نظری، عبدالمجید لیاقت صفحات 1031-1042
    از کاربردهای مهم سنجش از دور در فعالیت های کشاورزی می توان به تعیین حدود پراکنش گیاهان زراعی و تخمین سطح زیر کشت آنها، فاکتورهای موثر بر عملکرد و تخمین محصول اشاره کرد. در تحقیق حاضر به بررسی توانایی شاخص های طیفی در تخمین عملکرد محصول گندم در کشت و صنعت و دامپروری مغان به عنوان یکی از قطب های مهم تولید محصولات کشاورزی در کشور پرداخته شده است. گندم به عنوان محصول استراتژیک انتخاب شد. داده های میدانی اطلاعات عملکرد گندم در طول سه دوره زراعی سال های 92 تا 94 از کشت و صنعت و دامپروری مغان دریافت شد. تصاویری از ماهواره لندست 8 که نزدیک ترین زمان به اخذ داده های میدانی را دارا بودند، اخذ گردید و جهت استخراج و تعیین شاخص های گیاهی مورد استفاده قرار گرفتند. تصاویر این سنجنده به دلیل توان تفکیک زمینی بالا و سهولت دسترسی به تصاویر آن، نتایج کاربردی قابل قبولی را ارائه نمود. در این پژوهش هشت شاخص اصلی گیاهی برای تهیه نقشه مطلوب عملکرد گندم استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داده است که شاخص NDVI با R2=0. 71 و RMSE، MAE و MBE به ترتیب 797، 637 و 87 کیلوگرم در هکتار نسبت به دیگر شاخص های گیاهی از دقت بالاتری در تخمین عملکرد برخوردار است. لذا امکان تخمین قابل قبول عملکرد گندم پیش از برداشت محصول، با استفاده از تصاویر سنجنده لندست8 در دشت مغان وجود دارد و مدیران کشت و صنعت مغان و سیاست گذاران حوزه منابع آب، تامین غذا، بیمه کشاورزی، حمل و نقل و اشتغال می توانند از این قابلیت بهره مند شوند.
    کلیدواژگان: تخمین عملکرد، لندست 8، گندم، شاخص گیاهی
  • حسام قدوسی ، لیلا کوشافر صفحات 1043-1053
    با توجه به میزان منابع آب و سرانه مصرف، ایران از جمله کشورهایی است که در گروه کشورهای مواجه با کمبود آب قرار دارد. لذا، پیش بینی و برنامه ریزی منابع آب می تواند نقش بسزایی در تصمیم گیری های آینده برای چگونگی مصرف آب داشته باشد. امروزه یافته های محققین در ایجاد ارتباط قوی بین تغییرات بزرگ مقیاس اقلیمی و پدیده های هیدرولوژیکی، ضرورت پرداختن به مباحث هیدرو اقلیم شناسی در هیدرولوژی را دو چندان نموده است و استفاده از روش های آماری و مدل های پیشرفته کمک قابل توجهی در جهت پیش بینی پدیده های هیدرولوژیکی داشته است. در این تحقیق، پیش بینی آبدهی فصل بهار در رودخانه چشمه کیله واقع در شهرستان تنکابن در شمال کشور به کمک سیگنال های اقلیمی مرسوم مربوط به اقیانوس آرام و اطلس شامل Ninoها، AMO،SOI ، NAO و PDO و تغییرات دمای سطح آب دریای خزر (SST) در فصل زمستان با استفاده از مدل مفهومی شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. خطای پیش بینی جریان رودخانه با مدل شبکه عصبی مصنوعی و ورودی سیگنال های اقلیمی SOI-NINO4-NINO3. 4 به روش مجذور میانگین مربع خطا برابر 61/8 مترمکعب بر ثانیه بدست آمد. این خطا با ورودی سیگنال NINO3. 4 به 31/3 مترمکعب بر ثانیه و همچنین خطای پیش بینی با ورودی بارندگی و دمای سطح آب دریای خزر تا 08/0 کاهش یافت.
    کلیدواژگان: پیش بینی آورد فصلی، دمای سطح آب دریای خزر، سیگنال های اقلیمی مرسوم، مدل شبکه عصبی مصنوعی
  • محمد هادی نظری فر، امیر سالاری ، رضوانه مومنی صفحات 1055-1070
    بهبود کارایی مصرف آب و عملکرد شبکه های آبیاری در شرایط کم آبیاری، مستلزم تعیین سطوح مناسب کم آبیاری است. این تحقیق با هدف توسعه یک مدل برنامه ریزی غیرخطی برای تعیین الگوی کشت بهینه در شرایط کم آبیاری انجام شد. یک مدل غیرخطی با تابع هدف شاخص بهره وری آب اقتصادی (سود خالص به میزان آب مصرفی) با یک مدل رشد گیاهی ترکیب و توسعه یافته و با استفاده از داده ها و اطلاعات شبکه آبیاری شهید چمران اهواز، مدل توسعه یافته اجرا و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین سطح زیرکشت در تمامی سناریوهای کم آبیاری مربوط به محصول گندم می باشد و برای سناریوهای 10، 20 و 30 درصد کم آبیاری به ترتیب مقادیر 674، 949 و 1362 هکتار از اراضی شبکه را شامل می گردد. افزایش سطح زیرکشت شبکه، در سناریوی 30 درصد کم آبیاری نسبت به سناریوی آبیاری کامل 92 درصد برآورد گردید. کمترین سطح زیرکشت نیز مربوط به محصول آفتابگردان با مساحت 189 هکتار (در سناریوی 10 درصد کم آبیاری) است. آنالیز نتایج بیانگر آن است که در سناریوی 10 درصد کم آبیاری، مقدار شاخص بهره وری آب اقتصادی شبکه با مدیریت الگوی کشت می تواند تا 19 درصد افزایش نسبت به آبیاری کامل را داشته باشد. درحالی که در سناریو 20 درصد و 30 درصد کم آبیاری، با اجرای الگوی کشت بهینه مربوطه، مقادیر این شاخص به ترتیب معادل 21 و 23 درصد افزایش برآورد می گردد. همچنین بررسی ها حاکی از آن دارد که ترکیب متفاوت از سناریوهای کم آبیاری برای محصولات الگوی کشت می تواند نتایج متفاوت تری را حاصل نماید. بر این اساس در الگوی کشتی که در آن برای محصولات لوبیا و باقلا 10 درصد، برای محصولات آفتابگردان و سیب زمینی 20 درصد و برای محصول گندم 30 درصد کم آبیاری اعمال گردد، شاخص بهره وری آب اقتصادی شبکه می تواند به حداکثر میزان 15250 ریال بر مترمکعب افزایش یابد.
    کلیدواژگان: الگوی کشت، بهره وری اقتصادی آب، بهینه سازی، کم آبیاری
  • علی جبله، علی نجفی نژاد*، محسن حسینعلی زاده، علی محمدیان بهبهانی، علی گلکاریان صفحات 1071-1082

    وجود اراضی کشاورزی حساس لسی در جنوب و غرب شهر گرگان، شخم در جهت شیب این دامنه ها و عدم موفقیت در ترویج روش های زراعی مبتنی بر شخم در راستای خطوط تراز سبب شده است که استفاده از اقدامات کنترلی جایگزین، مانند کشت نوارهای بافر حاشیه اراضی مورد توجه قرار گیرد. دامنه مورد مطالعه با مساحت 1/5 هکتار متشکل از 3 زمین کشاورزی متوالی و 4 منطقه بافر گیاهی دائمی شامل 3 نوار حد فاصل اراضی کشاورزی با متوسط ضخامت 7 متر و یک قطعه زمین آیش به طول 55 متر در پایین دست دامنه می باشد. در این تحقیق با استفاده از داده های باران نگار ثبات و ایستگاه سینوپتیک هاشم آباد گرگان، فایل اقلیم مدل WEPP توسط برنامه BPCDG برای سال 2015 ساخته شد. همچنین به منظور افزایش دقت نقشه طبقات ارتفاعی دامنه، فایل شیب مدل نیز با استفاده از دوربین های نقشه برداری دیجیتالی با قدرت تفکیک 2/0 متر تهیه شد. برای واسنجی مدل WEPP از نتایج شبیه ساز باران در سطح پلات استفاده شد. سپس مدل WEPP برای دو حالت با و بدون وجود نوارهای بافر فعلی دامنه اجرا شده و نتایج آن مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل WEPP مقدار تلفات خاک و رسوب ویژه دامنه مورد مطالعه را در سناریوی با بافرهای دامنه به ترتیب 36/27 و 08/18 تن در هکتار در سال و در سناریوی بدون بافرهای دامنه، به ترتیب 11/37 و 28/35 تن در هکتار در سال برآورد کرد. همچنین مدل، ارتفاع رواناب دامنه در این دو سناریو را به ترتیب 66/32 و 54/40 میلی متر برآورد کرد. نتایج نشان داد که مناطق بافری در دامنه مورد مطالعه، توانسته اند میزان فرسایش و رسوب را به ترتیب 75/9 و 20/17 تن در هکتار و ارتفاع رواناب دامنه را 88/7 میلی متر در سال کاهش دهند؛ بنابراین مناطق بافر دامنه توانسته اند حجم قابل توجهی از رسوب (49 درصد) که در مناطق پایین دست دامنه باعث ایجاد خسارات چشمگیر می شوند را مهار کنند.

    کلیدواژگان: لس، بافر گیاهی، گرگان، مدل دامنه WEPP، BPCDG
  • علی اشرف امیری نژاد ، مژگان بهرامی، مختار قبادی صفحات 1083-1093
    سالیسیلیک اسید نقش حیاتی در افزایش مقاومت گیاهان در مقابل تنش قلیائیت دارد. در این تحقیق، اثرات متقابل تنش قلیائیت، سالیسیلیک اسید و نوع خاک بر پارامتر های رشدی گیاه ماش بررسی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار، در گلخانه دانشگاه رازی اجرا گردید. تیمارها شامل تنش قلیائیت (نمک بیکربنات سدیم در سه سطح 0، 20 و 40 میلی مولار) ، سالیسیلیک اسید در چهار سطح (0، 250، 500 و 750 میکرومولار) و دو نوع خاک بود. نتایج نشان داد که اگرچه تنش قلیائیت بطور معنی داری ویژگی های رشدی از قبیل ارتفاع بوته، نسبت وزن خشک اندام هوایی به ریشه، تعداد گره فعال ریشه، سطح برگ و محتوای نسبی آب برگ را کاهش و مقدار پرولین را در سطح یک درصد افزایش داد، اما در مقابل، محلول پاشی سالیسیلیک اسید باعث تعدیل آن ها شد. همچنین، به دلیل اختلاف ویژگی ها، تفاوت معنی داری بین دو نوع خاک از نظر کاهش اثرات تنش وجود داشت. به طورکلی، غلظت 500 میکرومولار سالیسیلیک اسید، به عنوان غلظت بهینه، توانست اثر منفی تنش شدید قلیائیت را خنثی سازد.
    کلیدواژگان: پارامترهای رشد، تنش قلیائیت، سالیسیلیک اسید، ماش
  • فاطمه یوسفوند، محمد جواد منعم ، محمدرضا کاویانپور صفحات 1095-1106
    دریچه های سالونی، سازه های کنترل و تنظیم آب در کانال ها می باشند که به دلیل مزایای کاربردی اخیرا مورد توجه قرار گرفته اند. تاکنون تحقیقات محدودی در مورد این سازه انجام شده است. در این مطالعه روابط دبی – اشل دریچه سالونی هم عرض کانال و همراه با تبدیل های ورودی ناگهانی و تدریجی در بالادست، در شرایط جریان آزاد و مستغرق بررسی شده است. آزمایش ها در محدوده وسیعی از پارامترهای بدون بعد، ازجمله زاویه بازشدگی و استغراق نسبی دریچه صورت گرفته است. مشاهدات نشان داد که در شرایط جریان آزاد، پارامتر بدون بعد دبی () با نسبت عمق آب بالادست به عرض بازشدگی دریچه و در شرایط جریان مستغرق با استغراق نسبی دریچه رابطه دارد. در هر یک از شرایط ذکر شده، با استفاده از تحلیل ابعادی و رگرسیون گیری بین پارامترهای بی بعد موثر، روابطی صریح برای دبی- اشل دریچه های سالونی هم عرض کانال و همراه با فشردگی جانبی در شرایط جریان آزاد و مستغرق ارائه شد.
    کلیدواژگان: تبدیل تدریجی و ناگهانی، جریان آزاد و مستغرق، دریچه سالونی، روابط دبی-اشل
  • محمد علی محمودی ، مولود میرزایی، مهتاب پیرباوقار صفحات 1107-1117
    ماده آلی یکی از فاکتورهای مهم کیفی خاک است که تاثیر زیادی بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک دارد. برآورد دقیق تغییرات مکانی ماده آلی خاک بویژه در کشاورزی دقیق الزامی است. هدف از این پژوهش برآورد تغییرات مکانی ماده آلی خاک و وضعیت آن با استفاده از تکنیک رگرسیون کریجینگ در اراضی دشت قروه در استان کردستان می باشد. بدین منظور تعداد 150 نمونه خاک به روش سیستماتیک با فواصل 2×2 کیلومتر از عمق 0 تا 15 سانتیمتری جمع آوری شد. توزیع اندازه ذرات و مقدار ماده آلی خاک ها در آزمایشگاه اندازه گیری شدند. با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیره گام به گام رابطه بین مقدار ماده آلی و داده های بافت خاک (درصد شن، سیلت و رس) و شاخص های پوشش گیاهی، بدست آمده از تصاویر ماهواره لندست 8، بدست آمد. به کمک مدل بدست آمده نقشه اولیه ماده آلی خاک تهیه شد. سپس مقدار باقیمانده های مدل رگرسیونی با روش کریجینگ معمولی درون یابی شد که پس از ادغام آن با نقشه اولیه، نقشه نهایی ماده آلی خاک بدست آمد. نقشه وضعیت ماده آلی خاک از همپوشانی نقشه ماده آلی خاک با نقشه بافت خاک در چهار کلاس خیلی کم، کم، متوسط و زیاد بدست آمد. نتایج حاصل از رگرسیون خطی چند متغیره نشان داد که متغیرهای درصد رس و شاخص پوشش گیاهی اصلاح شده (SAVI) اثر معنی داری بر روی مقدار ماده آلی خاک داشتند (05/0> P). بر اساس نتایج حاصل از ارزیابی متقاطع روش رگرسیون کریجینگ توانست 84 درصد از تغییرات مکانی ماده آلی خاک را توصیف کند. نقشه وضعیت ماده آلی خاک نشان داد که بیش از 96 درصد از خاک های منطقه از نظر ماده آلی در وضعیت کم قرار دارند.
    کلیدواژگان: تغییرات مکانی، شاخص پوشش گیاهی اصلاح شده، سنجش از دور
  • مهدی خراشادی زاده، سید آرمان هاشمی منفرد ، ابوالفضل اکبرپور ، غلامرضا عزیزیان صفحات 1119-1129
    فهم نحوه توزیع آلودگی در مکان و زمان، یک موضوع ضروری برای پیش بینی آسیب های ناشی از آلودگی روی اکولوژی رودخانه ها و نواحی ساحلی و ایجاد راه حل های کارآمد جهت کنترل آلودگی و محافظت از محیط زیست است. در این تحقیق از معادلات آب های کم عمق جهت شبیه سازی انتقال آلودگی به روش حجم محدود دوبعدی استفاده شده است. در واسنجی مدل های هیدرولیکی و هیدرولوژیکی، اصلاح و تغییر مکرر مقدار پارامترها یک مسئله شناخته شده است. بنابراین استفاده از روش هایی برای تحلیل حساسیت و کاهش تعداد پارامترها برای واسنجی مدل ضرورت دارد. در این تحقیق از روش تحلیل حساسیت RSA که در آن برای هر پارامتر نسبت حساسیت و تابع توزیع تجمعی برای مجموعه پارامترهای خوب و بد مدل محاسبه می شود استفاده شد. برای این کار، 5000 تکرار از دامنه عدم قطعیت پارامترهای واسنجی مدل انتقال آلودگی در مسئله ای استاندارد از آب های کم عمق با استفاده از الگوریتم عدم قطعیت GLUE صورت پذیرفت. با اعمال آستانه قابل پذیرش شاخص مجموع مربعات خطا بر روی کل شبیه سازی های حاصل، تعداد 1000 شبیه سازی برتر به عنوان شبیه سازی های کارآمد منظور شده و مجموعه پارامترهای مربوط به آن به عنوان مجموعه پارامترهای خوب و باقی مجموعه پارامترها به عنوان مجموعه پارامترهای بد قلمداد گردید. به این ترتیب شاخص حساسیت برای پارامترهای ضریب مانینگ، شیب کف در جهت x و y محاسبه شد. مقایسه تحلیل حساسیت پارامترها بر اساس روش RSA و بر اساس ضریب تغییرات پارامترها نشان دهنده کارآمدی مناسب روش RSA برای تحلیل حساسیت پارامترهای مدل می باشد.
    کلیدواژگان: شاخص حساسیت، مجموع مربعات خطا، ضریب تغییرات، پارامتر خوب
  • معصومه معاذالهی ، مجید باقر نژاد صفحات 1131-1144
    ظرفیت بافری فسفر خاک در تغذیه گیاهان بسیار مهم می باشد و مهمترین ویژگی خاک در تعیین پتانسیل رهاسازی فسفر در خاک محسوب می شود. بدین منظور، 23 نمونه خاک متعلق به افق های 5 راسته مختلف از یک ردیف پستی و بلندی- اقلیمی، جمع آوری تا مشخصات جذبی فسفر، روابط آن ها با خصوصیات مختلف خاک و شاخص های بافری آن تعیین شود. بر طبق نتایج، همدمای جذب سطحیL شکل بدست آمده از همه نمونه های مورد مطالعه، نشان از تمایل نسبتا بالای خاک ها در غلظت های پایین فسفر داشت که بوسیله سه معادله فروندلیچ، لانگمویر و تمکین به خوبی پیش بینی شدند. مطالعه حاضر نشان داد در غلظت های فسفر کمتر از 20 میلی گرم بر لیتر، فرایندهای جذب سطحی و در غلظت های بیشتر از 20 میلی گرم بر لیتر، فرایند های رسوب به عنوان فرایندهای کنترل کننده فسفر خاک می باشند. در بین خصوصیات مختلف خاک، ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی همبستگی مثبت معنی داری با بیشتر خصوصیات جذبی فسفر نشان دادند. نتایج کلی مطالعه نشان داد، راسته های هیستوسولز و مالی سولز (راسته های انتهایی منطقه مورد مطالعه) ، اریدی سولز و اینسپتی سولز (راسته های ابتدایی منطقه مورد مطالعه) و آلفی سولز (راسته میانی منطقه مورد مطالعه) به ترتیب از بیشتر به کمتر، شاخص های بافری فسفر را دارا بودند که نیاز است در راسته های انتهایی منطقه مورد مطالعه به واسطه بالای قابلیت جذب فسفر، کاربرد همزمان از کودهای آلی و شیمیایی در مقادیر کم اما در تناوب های بیشتر، جهت کاهش جذب سطحی و افزایش رهاسازی فسفر، انجام گیرد.
    کلیدواژگان: فسفر، همدمای جذب سطحی، خاک های آهکی، معادلات جذب
  • زهره پورکریمی، مه نوش مقدسی *، سید اسدالله محسنی موحد، مجید دلاور صفحات 1145-1157

    در این تحقیق خصوصیات خشکسالی حوضه ی زرینه رود، تحت تاثیر تغییراقلیم با استفاده از دو شاخص استاندارد شده ی رواناب (SRI) و شاخص رطوبت خاک استاندارد شده (SSWI) و مدل SWAT بررسی شده است. بدین منظور مدل SWAT با استفاده از اطلاعات چهار ایستگاه هواشناسی و پنج ایستگاه هیدرومتری، مورد واسنجی (1999-1987) و اعتبارسنجی (2007-2000) قرار گرفت. سپس بر اساس رطوبت خاک و رواناب شبیه سازی شده توسط مدل، دو شاخص مذکور در همه زیرحوضه ها برای دوره پایه (2010-1981) محاسبه شده است. در ادامه با معرفی نتایج ریزمقیاس شده ی دو مدل گردش عمومی جو موجود در گزارش پنجم (AR5) تحت دو سناریوی انتشار RCP2. 6 و RCP8. 5 به مدل SWAT، شاخص های خشکسالی برای دوره آینده (2046-2017) شبیه سازی و مقادیر آن با دوره پایه مقایسه گردید. نتایج نشان داد میانگین بیشترین وقوع و تداوم خشکسالی کل حوضه در آینده نسبت به دوره پایه مربوط به شاخص SRI به ترتیب با 23 درصد افزایش تحت سناریوی سه (مدلBNU-ESM تحت سناریو انتشار RCP2. 6) و 19. 7 درصد افزایش در سناریوی چهار (مدل BNU-ESM تحت سناریو انتشار RCP8. 5) و شدت خشکسالی مربوط به شاخص SSWI با 24. 7 درصد افزایش در سناریوهای سه و چهار می باشد. همچنین بر اساس نتایج، خشکسالی کشاورزی (SSWI) بیشتر از خشکسالی هیدرولوژیکی (SRI) نسبت به تغییر اقلیم حساسیت نشان می دهد. بنابراین می توان گفت با ادامه روند کنونی فعالیت های موجود در حوضه و نیز تغییرات اقلیمی محتمل در آینده، حوضه ی زرینه رود همچنان در معرض خطر خشکسالی های متعدد و طولانی قرار دارد.

    کلیدواژگان: SSWI، SRI، SWAT، خشکسالی، تغییر اقلیم
  • مهدی عمادی، زهره سادات ریاضی راد ، علی شاهنظری صفحات 1159-1170
    افت سطح آب زیرزمینی و پیشروی آب شور دریا در پی برداشت های بی رویه و حفر تعداد زیاد چاه، اهمیت شناسایی دقیق تر آبخوان-های ساحلی را دوچندان می‬کند. . در این تحقیق تعیین سطح تداخل آب شور و شیرین در آبخوان های ساحلی غرب و شرق شهرستان بابلسر (استان مازندران) به وسیله روش های ژئوالکتریک، الکترومغناطیس و معادلات ورویچ مورد مقایسه قرار گرفت. به علت عدم وجود اطلاعات هیدروژئولوژیکی کافی در این منطقه (همانند سایر مناطق استان) ، نتایج حاصل از معادلات ورویچ دقت بالایی نداشته اما روش ژئوالکتریک دارای دقت نسبتا بیشتری از آن است. روش الکترومغناطیس با داشتن بیشترین همبستگی (R=**97/0و**81/0؛ CCC=95/0و80/0) و کمترین خطا (ME=22/2-و28/0؛ RMSE=83/4و96/1) به‬ترتیب در مناطق غرب و شرق منطقه و عدم معنی‬داری آزمون t بین داده های تخمینی و واقعی، دارای بیشترین دقت بود و به واسطه سرعت بالاتر، اطمینان‬پذیری بیشتر و استفاده کمتر از نیروی انسانی، کارآمدی بالایی را برای به‬روزرسانی اطلاعات تداخل آب شور و شیرین در آبخوان‬های ساحلی نشان داد.
    کلیدواژگان: آب شور، آب زیرزمینی، الکترومغناطیس، ژئوالکتریک، آبخوان ساحلی
  • محمد علی محمودی ، سحر امین خواه صفحات 1171-1180
    نقشه های کاربری اراضی برای بسیاری از فعالیت های مدیریتی، هیدرولوژی و بررسی وضعیت فرسایش خاک ضروری می باشند. داده های سنجش از دور از پتانسیل بالایی برای تهیه نقشه های به روز کاربری و پوشش اراضی برخوردارند. هدف از این پژوهش تهیه نقشه کاربری اراضی حوضه آبخیز سد گاوشان با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 8 و شبکه عصبی مصنوعی و نیز ارزیابی روش مورد استفاده بود. بدین منظور از 1320 نقطه به عنوان نقاط کنترل زمینی یا نقاط مرجع استفاده شد. کلاس کاربری در هر نقطه با پیمایش صحرایی و یا با استفاده از تصاویر گوگل ارث مشخص گردید. کلاس های کاربری شناسایی شده در این حوضه عبارت بودند از کشاورزی، جنگل های بافر (درختان کنار رودخانه ای) ، باغ، مراتع بوته ای، مراتع علوفه ای، مناطق مسکونی، جاده و آب. شبکه عصبی مورد استفاده در این مطالعه از نوع پرسپترون پیش خور بود که با استفاده از الگوریتم پس-انتشار خطای گرادیان مزدوج مقیاس بندی شده آموزش داده شد. متغیرهای ورودی برای ایجاد شبکه عصبی مصنوعی مقدار بازتاب طیفی تصحیح شده باندهای 1 تا 7 تصاویر ماهواره لندست 8 بود. ارزیابی شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده با استفاده از داده های کنترل زمینی نشان داد که روش استفاده شده با دقت کلی 5/78 درصد و ضریب کاپای 5/68 درصد از دقت بالایی برخوردار است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و تصاویر ماهواره لندست 8 امکان خوبی را برای تهیه نقشه های کاربری اراضی با دقت بالا فراهم می آورند.
    کلیدواژگان: ماهواره لندست، طبقه بندی تصویر، سد گاوشان
  • شوبو صالحپور، مهدی جنوبی *، مجید خانعلی صفحات 1181-1188

    آلودگی زیست محیطی ناشی از پلیمرهای نفتی و محدودیت منابع نفتی باعث توسعه پلیمرهای زیست پایه و حرکت به سوی کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی شده است. در سال های اخیر پلی وینیل الکل (PVA) به دلیل حلالیت در آب، غیر سمی بودن، مقاومت شیمیایی عالی، خواص بازدارندگی مناسب و زیست تخریب پذیری توجه زیادی را به خود جلب کرده است. علیرغم استفاده روزافزون آن، در مورد تخریب آن به ویژه نقش باکتری ها در این فرآیند، نسبتا کم است. هدف از این مطالعه جداسازی و شناسایی باکتری تجزیه کننده پلی وینیل الکل را از کمپوست زباله های جامد شهری است. نمونه برداری در طی فرآیند تولید کمپوست از زباله های جامد شهری در کارخانه کمپوست کرج انجام شد. فیلم های پلی وینیل الکل با استفاده از نیتروژن مایع، خشک کردن انجمادی و پرس داغ تهیه شدند. فیلم های پلی وینیل الکل به مدت 150 روز در داخل کمپوست زباله های جامد شهری دفن شدند. سپس تعداد باکتری ها در محیط کشت شمارش گردید. یک سویه باکتری تجزیه کننده پلی وینیل الکل از کمپوست زباله های جامد شهری جداسازی و خالص سازی شد. سپس با انجام PCR با روش rDNA 16S باکتری مورد نظر شناسایی شد. در این مطالعه، بیشترین تعداد باکتری در محیط کشت حاوی کمپوست و فیلم های پلی وینیل الکل 1/0±280 و کمترین تعداد باکتری 3/0±110 در محیط کشت کنترل به-دست آمد. بعد از شناسایی مولکولی و تعیین توالی ژن rDNA 16S، بلاست توالی شباهت بالای نمونه باPseudomonas geniculate را نشان داد. مطالعه حاضر، اولین گزارش تخریب پلی وینیل الکل توسط Pseudomonas geniculate می باشد.

    کلیدواژگان: پلی وینیل الکل، rDNA 16S، PCR، Pseudomonas geniculate
  • آرش رنجیر، حامد ابراهیمیان، مریم وراوی پور ، علی رحیمی خوب صفحات 1189-1200
    مدیریت مصرف نیتروژن (N) در طول فصل رشد گیاه، نقش مهمی در دستیابی به حداکثر عملکرد و کاهش مخاطرات زیست محیطی دارد. تعیین شاخص تغذیه نیتروژن (NNI) یکی از روش های تشخیص شرایط نیتروژنی گیاه می باشد. هدف از این پژوهش بررسی نقش پایش NNI در بهبود مدیریت مصرف نیتروژن بود. آزمایش مزرعه ای در طول دوره رشد ذرت تابستانه در پاکدشت تهران طی سال های 1394 و 1395 انجام شد. پارامتر های عملکرد دانه، ماده خشک گیاه و غلظت نیتروژن موجود در آن ها از هفت تیمار صفر (N0) ، 50 (N1) ، 100 (N2) ، 150 (N3) ، 200 (N4) ، 250 (N5) و 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (N6) در طول فصل رشد اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که پایش NNI در طول فصل رشد قادر است تغییرات شرایط نیتروژنی گیاه در تیمارهای مختلف را نشان دهد. NNI در تیمار بهینه (N4) که بیشترین عملکرد را به ازای مقدار نیتروژن کمتری تولید کرده بود از سایر تیمار ها به یک نزدیکتر بود. همچنین، عملکرد نسبی دانه زمانی که NNI کوچکتر از یک می شد با شیب ثابت کاهش می یافت. مقدار کارایی زراعی و بازیافت نیتروژن در N4 نسبت به سایر تیمارها بیشتر بود. کارایی مصرف آب در N4، N5 و N6 در هر دو سال کشت، تقریبا با یکدیگر برابر و بیشتر از سایر تیمارها بودند. این نتایج نشان می دهند که کارایی مصرف آب و نیتروژن در تیمار بهینه که NNI نزدیک تری به یک داشت بیشتر از سایر تیمارها بود.
    کلیدواژگان: ذرت، کارایی مصرف آب، مدیریت مصرف نیتروژن
|
  • Zahra Rezaei pour, Ali Reza Vaezi , Mohammad Baba akbari Pages 955-964
    Water deficit in arid and semi-arid regions is the major yield-limiting factor of crop plants in arid and semi-arid regions. So, prevention of water loss is the first major step to obtain proper crop yield in rainfed lands of these regions. This study was conducted to investigate the effect of mulch application on soil water retention under rainfed conditions in a semi-arid region. Toward this, five wheat straw mulch levels (0, 25%, 50%, 75%, and 100% of land surface cover) were used according to the randomized complete block designat three replications in a rainfed land with 10% steepness in Zanjan. About 6 ton straw mulch was used in 100% treatment. Fifteen plots with 2m×5m in dimensions were installed in the land and S was measured using the volumetric method in each mulched plot at 7-day interval during wheat growth period (from October 2015 to July 2016). Results indicated that SWR temporally varied during the growth period, so that the highest value of SWR in the mulched plots was observed in March, when the heavy rainfalls were occurred in the area. SWR was significantly related to straw mulch level (R2= 0.95, p< 0.001). Increasing SWR in the mulched plots was attributed with increasing soil water holding capacity. Application of straw mulch positively affected on the soil water holding capacity. The highest SWR was observed in 100% mulch (10.62%), about 11% more than that one in the contour plot. There was no significant difference between 75% mulch and 100% mulch in SWR as well as soil water holding capacity, so the application of 75% straw mulch can be considered as the optimum level for increasing soil water holding capacity as well as SWR in the rainfed lands of semi-arid regions.
    Keywords: Plant residues, Temporal variability, Soil water content, Semi-arid region, Water loss
  • Masoud Gerashi, Amin Falamaki , Mahnaz Eskandari, Mehdi Homaee Pages 965-975
    Soil and groundwater contamination due to leachate from municipal solid waste landfills is one of the most important environmental challenges for management of soil and water resources. This study was aimed to propose a landfill liner from the existing natural materials that in addition of having proper permeability, provides more capacity to absorb leachates. Two natural amendments including bentonite and DCP were applied to coarse landfill soil of Evaz city in Fars province between zero to a maximum 9% and 0.2% of base materials dry weight, respectively. The required permeability tests were conducted with both water and synthetic leachate. Results indicated that for the materials containing 6% bentonite, application of 0.2% DCP was considerably reduced the permeability compares to the bentonite application. Due to larger viscosity, the permeability of synthetic leachate in base liner materials and containing 3% bentonite, was less than the water. However, in the 6% bentonite application, due to its acidity, the permeability of leachate was increased. In 9% bentonite, synthetic leachate had minor effect in reducing or increasing the soil permeability. This can be attributed to significant increase of fine particles and the increase of soil buffering properties.
    Keywords: hydraulic conductivity, landfill liner, natural materials
  • Reihaneh Mansouri, Mahdi Esmaeili Varaki , Maryam Navabian Pages 977-990
    The amount of dissolved oxygen (DO) in water is an important parameter of rivers water quality. Installation of weirs in channels is one of the methods entering air babbles into the falling water and increase DO. In this research, the performance of trapezoidal labyrinth weirs was investigated as compared with the linear weirs under various geometries and hydraulic conditions in terms of DO Experimental observations and result analysis showed that the length of cycle in the flow direction, thickness of weirs and nappe patterns are three effective parameters on DO amount in trapezoidal labyrinth weirs. The results of this study indicated that the three cycles-labyrinth weirs had better performance compared to two cycles-labyrinth weirs. Also, the results showed that the three cycles-trapezoidal labyrinth weirs with the lower length in the flow direction at low relative head and with the longer length in the flow direction at high relative head had the best performance in terms of DO that increased 58 and 44 percent, respectively. The results of this study indicated that, by increasing the ratio of falling height to weir height from 0.4 to 0.8, the DO efficiency increases (13%) by labyrinth weirs.
    Keywords: Dissolved Oxygen, Labyrinth weir, Water quality, Tail water depth, Height drop
  • Hossein Dehghanisanij, Nader Salamati Pages 991-1001
    Water restriction is one of the most important factors inhibiting the crop production. Accordingly, application of pressurized irrigation systems to optimize utilization of water resources is inevitable. This study was conducted in Behbahan Agricultural Research Station during three cropping seasons (2013-2016) and based on a randomized complete block design with a split plot and three replications. The main plots were consisted of Subsurface Drip Irrigation (SDI) system that applied irrigation water at three levels of 75, 100 and 125% of water requirement and a surface Drip Irrigation (DI) system with application of 100% water requirement. The sub-plots were consisted of two varieties of date palm; Khasi and Zahedi. The crop water requirement was estimated based on Penman-Montheith method and using a daily weather information data collected from Behbahan weather station. Analysis of variance showed a significant difference (5%) between water use efficiency of different levels of irrigation water. As, the SDI system with 75% irrigation level showed the highest water use efficiency to be 0.698 kg/m3. The comparison of interaction effects showed that the water use efficiency of Zahedi dates in 75% SDI system with 0.744 kg/m3 is higher than that of Khasi dates. In the other hand, the 75% SDI system saved 2509.6, 5019.2 and 2630.3 m3/ha irrigation water as compared with 100% and 125% SDI and 100% DI systems, respectively. According to the results, the interaction impact of irrigation levels and varieties on water use efficiency was significant but the interaction of irrigation systems and varieties were not significant. The stiffness of fruits was measured to be 11.3 lb per square meter in 75% SDI system which was the highest as compared to those for other treatments. The results of this study showed that the SDI system could be used for palms trees without restriction while use less water without significant impact on yield.
    Keywords: Water requirements, Water levels, water use efficiency
  • Niazali Ebrahimi Pak , Aslan Egder Nejad, Arash Tafteh , Davoud Khodadadi Dehkordi Pages 1003-1015
    This study was conducted in Qazvin plain (with latitude 50˚ 8’ and longitude 36˚ 8’ and elevation 1240 m) during 2010-2012 to evaluate AquaCrop model for simulation of canola yield. The results showed that this model is very sensitive to transpiration crop coefficient and low to medium sensitive to other input parameters. Normalized root mean square errors (NRMSE) were 0.10, 0.04, 0.11 and 0.04 for yield, biomass, water use efficiency and harvest index, respectively. The values of agreement index (d) for the all parameters were greater than 0.98. Although, AquaCrop model tended to overestimate outputs; however, the simulation results could be acceptable.
    Keywords: Biomass, water use efficiency, Crop Model, Irrigation scheduling
  • Sohrab Salehi, mohammad Hossein Niksokhan, Mojtaba Ardestani Pages 1017-1029

    One of the most effective techniques to reduce evaporation rate is to use suspended shade covers to create shadow on the water bodies. Black polyethylene is a material that can be used for covering as porous fabric like sheets. In this study, energy balance analysis was used to evaluate the effects of using this type of covers in dam reservoirs on evaporation rate. Minab dam was selected as case study and energy modeling was conducted with respect to different scenarios. Results show that the use of black porous polyethylene can reduce evaporation by an average of 77% and 83% in the case of using single-layer and double-layer, respectively. This amount of evaporation reduction could be lead to reduce 11, 22 and 33 million cubic meters for 30%, 60% and 90% covering scenarios, respectively, for Minab dam reservoir.

    Keywords: Energy balance, solar radiation, evaporation reduction, Quantitative Managemen
  • Loghman Kamali , Abbas Kaviani, Bijan Nazari, Abdolmajid Liaghat Pages 1031-1042
    Remote sensing can be used to provide agricultural land use map and to estimate crop cultivated area and crop yield. The purpose of this study was to estimate wheat yield by satellite imageries in Moghan Agro-Industry which is one of the important centers of agricultural production in Iran. Wheat is one of the strategical crops. Field data were collected from Moghan Agro-Industry during 2013 to 2015. Landsat 8 images which were coincided to field observation were collected to determine eight vegetation indices. Landsat-8 with high spatial resolution and ease facility images has presented acceptable results. The obtained results showed that NDVI parameter with R2=0.71 and RMSE, MAE and MBE equal to 797, 637 and 87 kg per hectare, respectively, has a higher precision for crop yield prediction as compared to other vegetation indexes. Thus, wheat yield could be predicted by Landsat 8 imageries before harvesting time in Moghan plain. This can help Moghan Agro-Industry, water resources, food providers, agricultural insurance, and transportation managers to manage their decisions before time is going.
    Keywords: Yield estimation, Landsat 8, Wheat, Vegetation Index
  • Hesam Ghoddousi , Leila Kooshafar Pages 1043-1053
    Regarding to the amount of water resources and per capita water consumption, Iran is one of those countries which faces with water shortage. Therefore, water resources forecasting and planning could have a considerable role on future water consumption decisions. Today, the researchers’ findings about strong correlation between large scale climatic changes and hydrological phenomena have doubled the necessity of considering hydro-climatological discussions in hydrology. Accordingly, the use of statistical methods and advanced models has greatly contributed in forecasting hydrological phenomena. In the present study, the estimation of spring discharge in Cheshmeh kile's stream was investigated through common climatic signals related to the Pacific Ocean and the Atlantic includes Niño’s, AMO, SOI, NAO and PDO and also through the Caspian Sea surface temperature in winter by using conceptual model of ANN. The stream flow forecasting error with ANN model and climatic signals entry-SOI-NINO4-NINO3.4 using RMSE was calculated to be 8.61 m3/sec. This error with signal entry NINO3.4 was decreased to 3.31 m3/sec. Also, the forecasting error with precipitation entry and the Caspian Sea surface temperature was reduced to 0.08.
    Keywords: ANN model, Caspian Sea Surface Temperatures, Standard Climatic Signals, Stream flow forecasting
  • MOHAMMADHADI NAZARIFAR, Amir Salari , Rezvaneh Momeni Pages 1055-1070
    Obtaining appropriate levels of deficit irrigation is necessary to improve water productivity and performance of irrigation networks in deficit irrigation conditions. This study was carried out to develop a nonlinear programming model for determination of an optimal cropping pattern in deficit irrigation conditions. A non-linear model with the objective function of economical water productivity index (Net profit to water consumption ratio) was combined with a crop growth model and it was evaluated using the data of Shahid Chamran irrigation network. Results showed that the highest cultivation area in all scenarios is related to wheat crop. The wheat cultivation area for the 10, 20 and 30 percent deficit irrigation were estimated to be 674, 949 and 1362 ha, respectively. The increased cultivation area in 30 percent deficit irrigation scenario was estimated 92 percent as compared to the full irrigation scenario. The lowest cultivation area in the network was for sunflower with an area of 189 hectares (in 30 percent scenario). The results of this study for the 10 percent scenario indicated that the overall economical water productivity of the network can be increased up to 19% by managing cropping pattern as compared to the full irrigation scenario. While in the 20 and 30 percent deficit irrigation scenarios, the economical water productivity index values increased 21 and 23 percent respectively by implementing optimal cropping pattern. Also studies show that the different combinations of deficit irrigation scenarios for the crops could present different results. Accordingly, the overall water productivity of the network can be increased to a maximum of 15250 Rls/m3, if 10 percent for broad bean and bean, 20 percent for sunflower and potatoes and 30 percent deficit irrigation for wheat are considered.
    Keywords: Cropping pattern, Deficit irrigation, Optimization, Water economic productivity
  • Ali Jabale, Ali Najafinejad, Mohsen Hosseinalizadeh, Ali Mohammadian Behbahani, Ali Golkarian Pages 1071-1082

    Existence of susceptible agricultural lands with loess deposits in the South and West of Gorgan, with plowing in down-slope direction and failure in promoting contour plowing based methods have led to use alternative control practices such as cultivating buffers in the marginal lands. The under-studied hillslope with an area of 5.1 hectares includes four long agricultural lands and three permanent vegetation buffer strips between them with an average width of 7 meters and a field under fallow with 55 meters length located in the down slope. In this study, the climate files of the WEPP model were built by using the BPCDG software for the year 2015 based on the data of the recording rain-gauge in the Hashem Abad synoptic station. To increase the accuracy of the model, the slope file was created using a digital survey camera with a resolution of 0.2 meter. In order to verify the WEPP model, the plot observation data of a rainfall simulator were used. Then two cases of lack and existence of current buffer strips in the hillslope were evaluated by the WEPP model. WEPP model estimated the amount of erosion and the specific sediment for the existing buffers modes in hillslope to be 27.36 and 18.08 tons per hectare per year respectively, and for the scenario of a lack of buffer strips, they were estimated to be 37.11 and 35.28 tons per hectare per year, respectively. Also, the model estimated runoff rate for the existence and lack of buffer strip scenarios to be 32.66 and 40.54 mm, respectively. The results showed that the buffer zones in the under-studied hillslope have decreased the amount of erosion and sediment to 9.75 and 17.20 tons per hectare per year respectively, as well as reduce the runoff rate 7.88 millimeter per year. Therefore, the buffer zones were able to control a significant amount of sediment (49 percent), which cause remarkable damages in the downward.

    Keywords: Loess, Buffer strip, Gorgan, WEPP hillslope model, BPCDG
  • Ali Asshraf Amirinejad , Mojgan Bahrami, Mokhtar Ghobadi Pages 1083-1093
    Salicylic acid plays a vital role in increasing the resistance of plants to alkalinity stress. In this research, the interaction of alkalinity stress, salicylic acid and soil type on Mung bean growth parameters were investigated. This experiment was conducted as a factorial based on a complete randomized design with three replications in greenhouse of Razi University. Treatments included alkalinity stress (Sodium bicarbonate at three levels 0, 20 and 40 mM), salicylic acid at four levels (0, 250, 500 and 750 μM) and two soil types. The results showed that although alkalinity stress significantly reduced the growth parameters such as plant height, root/shoot ratio, number of active root nodes, leaf area and leaf relative water content and increased proline content of the plant at 1% level, but in contrast, salicylic acid spray mitigated them. Furthermore, there was a significant difference between the two soil types in terms of reducing the effects of stress. In general, the concentration of 500 mM salicylic acid, as an optimum concentration, could neutralize the effects of extreme tension in alkalinity.
    Keywords: Growth parameters, alkaline stress, salicylic acid, mung bean.‏?????????
  • Fatemeh Yosofvand, Mohammad Javad Monem , Mohammad Reza Kavianpoor Pages 1095-1106
    Lopac gates, controlling and regulating water level in irrigation canals, have recently been considered due to their practical advantages. So far, a few researches have been conducted on Lopac gate. In this study, the stage-discharge relationships of Lopac gate with different structures including no transition, sudden and gradual transition, in free and submerged condition were investigated. The experiments were performed to provide a wide range of effective non-dimensional parameters including gate angle and relative submergence. It was found that there is a relationship between the non-dimensional form of discharge () and the ratio of upstream water depth to gate opening for free condition and between the Q* and the submergence ratio for submerged conditions. In each of the above mentioned circumstances, using dimensional analysis and regression methods between the effective non-dimensional parameters, some explicit equations were presented for stage-discharge relationship of Lopac gates, with no transition, gradual and sudden transitions under free and submerged condition.
    Keywords: Gradual, sudden transition, Lopac gate, Stage-discharge relationship, Submerged, free flow condition
  • Mohammad Ali Mahmoodi , Molood Mirzaie, Mahtab Pir Bavaghar Pages 1107-1117
    Soil organic matter (SOM) is an important soil quality factor that affects physical, chemical and biological properties of the soil. Accurate estimation of SOM spatial variabilities provides critical information especially in precision agriculture. The objective of this study was to estimate SOM spatial variabilities and to assess its status using regression kriging (RK) in Ghorveh plain in Kurdistan province (Iran). Therefore, 150 soil samples from a depth of 0-15 cm were taken systematically in a grid spaced 2 Km × 2 Km. Particle size distribution and SOM content of the soil samples were measured in the laboratory. Stepwise multiple linear regressions (MLR) was used to estimate SOM variabilities based on the soil texture data (percentages of sand, silt and clay) and vegetation indices obtained from Landsat Enhanced Thematic Mapper (ETM) imagery. The MLR model was used to provide an initial map of SOM content. Furthermore, the residuals of MLR model were interpolated using ordinary kriging (OK) and they were combined with the initial map of SOM to produce the final map of RK SOM. The SOM status map was derived from overlaying of soil texture and SOM maps in four different levels (very low, low, medium and high). The results of MLR indicated that both clay content and soil adjusted vegetation index (SAVI) variables have a significant effect on SOM content (p <0.05). The cross-validation results indicated that the RK method was able to explain about 84% of the spatial variabilities of SOM. The SOM status map indicated that more than 96% of the soil in the proposed region is in a low condition in terms of organic matter.
    Keywords: spatial variability, soil adjusted vegetation index, remote sensing
  • Mahdi Khorashadizadeh, Seyed Arman Hashemi Monfared , Abolfazl Akbarpour , gholamreza Azizian Pages 1119-1129
    Understanding of the fate of temporal and spatial distribution of pollutionis an essential subject for prediction of damages, caused by pollution, on the ecology of rivers and coastal areas. It is also necessary to provide efficient solutions for both pollution control and environmental protection. In this study, shallow water equations have been used to simulate pollution transport by 2-dimensional finite volume method. Calibration-modification and frequent changing of the amount of parameters is a known issue in hydraulic and hydrologic models. Therefore, it is necessary to utilize methods for sensitivity analysis and reduction of the parameters number to calibrate models. In this study, the RSA sensitivity analysis method was used for each parameter in which the ratio of sensitivity and cumulative distribution function for the sets of good and bad parameters are computed.. For this purpose, 5000 iterations from uncertainty domain of calibration parameters of pollution transport model in a Standard issue of shallow water were performed by using uncertainty algorithm GLUE. With enforcing the acceptable threshold values for the sumof square error index on the total simulation results, 1000 premier simulations were introduced as an efficient simulation. The corresponded set of parameters was considered as good set parameters and the others as bad set parameters. Thus, the sensitivity index was calculated for the Manning coefficient and the floor slope in the x and y directions. The comparison of sensitivity analysis of parameters based on the RSA methods and variation coefficient of parameters indicated that RSA is an efficient method for sensitivity analysis of model parameters.
    Keywords: Sensitive index, sum of squared errors (SSE), variation coefficient, good parameter
  • Masomeh Moazallahi , Majid Baghernejad Pages 1131-1144
    Soil phosphorus (P) buffering capacity of the soil is very important in plant nutrition and it is the most important soil property for determination of P release potential. In this study, 23 soil samples from different horizons of five orders along a climo-toposequence were collected to determine P sorption characteristics, P buffering indices and their relationship with the soil properties. According to the results, the L-shaped adsorption isotherm obtained from all the soil samples showed a high relatively tendency of the soils for P adsorption at low concentrations, which was well-fitted by the Freundlich, Langmuir and Temkin equations. This study also indicated that the adsorption processes in P concentrations less than 20 mg/l and precipitation processes in P concentration greater than 20 mg/l control the soil phosphorous. Among the different soil characteristics, organic matter and cation exchange capacity have a significant positive correlation with most of the P sorption properties. The overall results of this study showed that the Histosols and Mollisols orders (located at the end of the studied area), Aridisols and Inceptisols (located at the beginning of the study area) and Alfisols (located in the middle of the study area) have had the high to the low values of P buffering capacity, respectively. Therefore, simultaneous low and frequent application of organic and chemical fertilizers are suggested to reduce the P adsorption and to increase the P release at the end of the study area due to high phosphorus adsorption capacity.
    Keywords: Phosphorus, Surface adsorption isotherm, Calcareous soils, Adsorption equations
  • Zohreh Pourkarimi, mahnoosh Moghaddasi, Asadolah Mohseni Movahed, Majied Delavar Pages 1145-1157

    In this study the drought characteristics of Zainehrud Basin have been evaluated under climate change condition using Standardized Runoff Index (SRI), Standardized soil moisture Index (SSWI) and SWAT model. The SWAT model was calibrated and validated over the period 1987-2010 using four meteorological stations and five hydrometric stations. The SRI and SSWI indices were calculated for all sub-basins during the base period (1981-2010) based on the runoff and soil moisture derived from SWAT model. Then, the downscaled results of AOGCM models presented at the AR5 under two emission scenarios were introduced to the SWAT model and the drought indices were simulated for the future period (2017-2046) and they were compared with the ones of based period. The results showed that the mean highest occurrence and continuity of drought of the whole basin in the future compared to the based period will increase by 23%, under the scenario 3 (BNU-ESM model under RCP2.6 emission scenario), and by 19.7% under scenario 4 (model BNU-ESM under the RCP8.5 emission scenario) based on SRI and SSWI respectively. Also, according to the results, agricultural drought is more sensitive to climate change than hydrological drought. Thus, it can be said that Zarinehrud basin is still in danger of continuous and long term droughts due to current trend of activities and possible climate changes in near future.

    Keywords: SRI, SSWI, SWAT, Drought, Climate Change
  • Mehdi Emadi, Zohre Sadat ReyaziRad , Ali Shahnazari Pages 1159-1170
    Due to the downfall of groundwater table caused by the drilling of several illegal wells, unlimited groundwater extraction and sea water intrusion, the precise identification of saline groundwater zone in shorelines is highly crucial. This research was conducted to compare three different methods (geoelecteric, electromagnetic, Verruijt equations) to detect the interface of subsurface fresh and saline water in western and eastern part of Babolsar city, northern Iran. Due to the insufficient hydrogeological data in the study area such as occurred spread across the Mazandaran province, the Verruijt equations could not predict the saline and fresh water interfaces precisely, but the geoelecteric method showed relatively higher precision. The results of both studied sites (eastern and western part of Babolsar city) were approximately identical. The electromagnetic method with the highest significant correlation (R=0.97 and 081; CCC=0.95 and 0.80) and the lowest errors (ME=-2.22 and 0.28; RMSE=4.83 and 1.96) respectively in the western and eastern part of the area and also the insignificant t-test was identified as the best approach for accurate prediction of the saline and fresh water interfaces. Considering the insufficient hydrogeological data in shoreline of Mazandaran province and due to the high performance, rapid determination and more reliability of the electromagnetic-based data, this method could be recommended for determination of the subsurface saline and fresh interface in coastal aquifer.
    Keywords: Saline water, groundwater, electromagnetic, geoelectric, coastal aquifers
  • Mohammad Ali Mahmoodi , Sahar Aminkhah Pages 1171-1180
    Land use and land cover (LULC) maps are necessary for many management activities, hydrology and erosion analysis. Remote sensing data have a high potential for providing up-to-date LULC maps. The objective of this study was to provide and evaluate the LULC maps of Gavshan dam watershed in west of Iran using Landsat 8 satellite images and artificial neural network. Hence, 1320 ground control points or reference points were used to train and test the ANN model for providing LULC maps. Land use classification at each point was specified with a land survey or using Google Earth images. The identified LULC classes in this basin included agriculture, buffer forests (riverside trees), orchards, bushes, forage grasslands, residential areas, roads and water. The ANN used in this study was a feed-forward perceptron that was trained using a coupled conjugate gradient backpropagation algorithm. The input variables for the ANN model were the revised spectral reflectance of bands 1 to 7 of Landsat 8 satellite images. The evaluation of the ANN model made by the ground control data showed a high accuracy for the used method with a general accuracy of 78.5% and kappa coefficient of 68.5%. The results of this study indicated that the utilization of the ANN and Landsat 8 satellite images provides an opportunity to produce LULC maps with high accuracy.
    Keywords: Landsat ETM, image classification, Gavshan dam
  • Shoboo Salehpour, Mehdi Jonoobi, Majid Khanali Pages 1181-1188

    Environmental pollutions caused by petroleum polymers and the limitation of petroleum resources have led to the development of bio based polymers and progress in reducing dependence on fossil fuels. In recent years poly(vinyl alcohol) (PVA) has received much attention in paper coatings, films, packaging materials and biomedical fields because of water-solubility, nontoxicity, excellent chemical resistance, proper barrier and biodegradability properties. In spite of its growing use, information on its destruction, especially the role of Bactria in this process is relatively low. The aim of this study is isolation and identification of PVA degrading bacterium from the municipal solid wastes composted. Compost samples were collected from solid municipal wastes in Karaj Compost plant during the process of compost production. Poly (vinyl alcohol) films were prepared by using liquid nitrogen, freeze drying and hot press techniques. The specimens were buried in municipal solid waste for 150 days. Then, the number of bacteria was counted on the culture medium. Isolation of the bacterium was done by culturing the bacteria on poly (vinyl alcohol) films. New poly (vinyl alcohol) degrading bacteria were isolated from municipal solid waste composted by using enrichments on poly (vinyl alcohol) films. Then isolated bacterium was identified by PCR with 16S rDNA method. In this study, the maximum number of bacteria was 280±0.1 at a medium with poly (vinyl alcohol) films, and the minimum number of bacteria was 110±0.3 at control medium. Following molecular identification and sequencing of 16S rDNA gene, the BLAST showed high similarity sequence of the sample with Pseudomonas geniculate. This paper is the first report on polyvinyl alcohol degradation by Pseudomonas geniculate.

    Keywords: Poly (vinyl alcohol), 16SrDNA, PCR, Pseudomonas geniculate
  • Arash Ranjbar, Hamed Ebrahimian, Maryam Varavipour , Ali Rahimikhoob Pages 1189-1200
    The nitrogen (N) consumption management during the plant growth season plays an important role in achieving maximum crop yield and reducing environmental hazards. Determination of N nutrition index (NNI) is one of the methods for diagnosing plant N status. The main objective of this study was to investigate the role of monitoring NNI in improving nitrogen consumption management. The field experiment was carried out during the growth period of summer maize in Pakdasht region, southeast of Tehran, in 2015 and 2016. Grain yield, dry matter and nitrogen concentration of crop samples from seven treatments including: 0 (N0), 50 (N1), 100 (N2), 150 (N3), 200 (N4), 250 (N5) and 300 kg N. ha-1 (N6) were measured during the growing season. The results showed that NNI monitoring during the growing season could show the variation of N status in different treatments. In addition, NNI was closer to one in the optimal treatment (N4), which produced maximum dry matter with less N application, as compared with other treatments. Moreover, the relative grain yield decreased with a constant rate whenever the NNI was less than one. Agronomy and recycling efficiencies for the N4 treatment were higher than the ones in the other treatments. Water use efficiency of N4, N5 and N6 treatments in both cultivation years was almost equal and more than the ones of other treatments. These results indicated that the water and nitrogen use efficiencies were higher in treatment with NNI closer to 1 (optimal treatment) as compared to other treatments.
    Keywords: Maize, water use efficiency, nitrogen use management