فهرست مطالب

مرتع و آبخیزداری - سال هفتاد و یکم شماره 3 (پاییز 1397)
  • سال هفتاد و یکم شماره 3 (پاییز 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/09/09
  • تعداد عناوین: 20
|
  • حامد اسکندری دامنه، غلامرضا زهتابیان *، علی سلاجقه، مهدی قربانی، حسن خسروی صفحات 563-578
    در این تحقیق، به ارزیابی اثر تغییرات کاربری اراضی بر منابع آب زیرزمینی و پایش تغییرات مکانی و زمانی پارامتر های کمی و کیفی آب زیر زمینی در حوضه غرب تالاب جازموریان پرداخته شد. به طوری که به منظور بررسی روند تغییرات کاربری اراضی از تصاویر ماهواره لندست، سنجنده ها2002 TM و 2015OLI با استفاده از روش حداکثر احتمال، استفاده گردید، همچنین جهت ارزیابی پارامتر های کمی و کیفی آب زیر زمینی نیز از اطلاعات چاه های آب زیر زمینی در سال های 1381 تا 1394 استفاده شد. در این راستا نقشه پهنه بندی تغییرات مکانی و زمانی پارامتر های کمی و کیفی آب زیر زمینی با استفاده از بهترین روش درون یابی در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه گردید. نتایج بدست آمده از ارزیابی بهترین روش درون یابی نشان داد که روش کریجینگ دارای کمترین خطا می باشد. بر طبق نتایج بدست آمده، طی سال های مطالعاتی در منطقه مورد نظر، افزایش وسعت کاربری های مسکونی و کشاورزی و نیز کاهش وسعت کاربری های خشکه رود، سد، مراتع و اراضی بایر و کوهستانی در سال 1394 نسبت به سال 1381رخ داده است که این تغییرات نشان دهنده افزایش تخریب و وضعیت ناپایدار در منطقه است و از عوامل مستقیم اثر گذار بر منابع آب زیرزمینی می باشد و در پی این تغییرات، در قسمت های جنوبی حوزه مطالعاتی، کمیت و کیفیت آب زیر زمینی کاهش یافته است که از علل آن می توان به احداث سد جیرفت بر روی رودخانه دائمی هلیل رود، و رها نکردن حق آبه و افزایش وسعت کاربری های شهری و کشاورزی اشاره کرد که باعث شده است تا به تبع آن کمیت و کیفیت آب زیرزمینی در این بخش ها با گذشت زمان کاهش یابد.
    کلیدواژگان: آب زیر زمینی، تغییر کاربری، حوضه غرب تالاب جازموریان. درون یابی، کریجینگ
  • حمیده افخمی *، اعظم حبیبی پور، محمدرضا اختصاصی صفحات 579-594
    تبخیر یکی از پارامترهای اقلیمی مهم در مناطق خشک است و نقش مهمی را در مدیریت منابع آب بازی می کند، به همین جهت آگاهی از مقدار تبخیر و مدل سازی آن به عنوان یکی از متغیرهای مهم هیدرولوژیکی در تحقیقات کشاورزی و حفاظت آب و خاک از اهمیت زیادی برخوردار است. در دهه های اخیر روش های هوش مصنوعی در تخمین و پیش بینی پدیده های غیرخطی توانایی بالایی از خود نشان داده است. در این تحقیق از سه روش مهم داده کاوی شامل شبکه عصبی مصنوعی، شبکه های استنتاج فازی و درخت تصمیم رگرسیونی جهت پیش بینی تبخیر ماهانه در ایستگاه سینوپتیک یزد استفاده شد. برای این منظور از 8 متغیر هواشناسی در مقیاس ماهانه (متوسط کمینه دما، متوسط بیشینه دما، میانگین دما، ساعات آفتابی، سرعت باد، جهت باد، میانگین رطوبت نسبی و تبخیر) به عنوان ورودی مدل استفاده گردید. نتایج به دست آمده نشان داد هر سه مدل نامبرده قادرند با استفاده از پارامترهای اقلیمی مذکور به پیش بینی مقدار تبخیر ماهانه 12 ماه بعد از وقوع بپردازند ولی در میان سه مدل مورد استفاده، شبکه عصبی مصنوعی با ضریب همبستگی برابر با 97/0 r=، 1/5RMSE= ،3/36 MAE= و 48/0- ME= بهترین کارایی را از خود نشان داد. همچنین نتایج نشان داد در پیش بینی تبخیر، تفاوت قابل ملاحظه ای در زمان استفاده از داده های خام و داده های نرمال شده وجود ندارد و پردازش داده ها تاثیر چندانی در بهبود نتایج مدل ها نخواهد داشت.
    کلیدواژگان: پیش بینی، تبخیر، شبکه عصبی مصنوعی، استنتاج فازی، درخت تصمیم گیری، یزد
  • محمد بشیرگنبد، علیرضا مقدم نیا *، شهرام خلیقی سیگارودی، محمد مهدوی، امانوئل پاکه، میشل لانگ صفحات 595-612
    روش های زیادی برای تخمین دبی حداکثر سیل اعم از روش های تحلیل فراوانی وجود دارد و مطالعه خطر سازه های آبی مبتنی بر تحلیل فراوانی سیل، غالبا نسبت به مشاهدات و توزیع آماری منتخب حساسیت دارد که باعث بروز خطا در طراحی می شود. از آنجایی که بارش های سنگین عامل اصلی سیل ها هستند و داده های بارش نسبت به داده های جریان دارای طول دوره آماری بیشتری هستند، از این رو در این تحقیق از آمار درازمدت بارش در ایستگاه های باران سنجی حوزه آبخیز بختیاری در یک دوره 66 ساله و آمار دبی حداکثر روزانه در یک دوره 58 ساله استفاده شد. در این تحقیق دبی حداکثر و دبی اوج روزانه با استفاده از روش های هیدرو اقلیمی آگرژه و گرادکس برآورد شد. سپس نتایج حاصل از شبیه سازی مبتنی بر رویکرد هیدرو اقلیمی در دوره بازگشت های مختلف با روش های معمول آماری گمبل و توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته (GEV) مقایسه شد.
    نتایج نشان داد که استفاده از اطلاعات اضافی مانند داده های بارش علاوه بر داده های آب سنجی در روش های هیدرو اقلیمی برآوردهای بهتری نسبت به روش های تحلیل فراوانی ارائه می دهد، به این دلیل که هر سه معیار ارزیابی ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب
    نش- ساتکلیف و ضریب کلینگ – گوپتا کارایی روش های هیدرو اقلیمی را در مقایسه با توزیع های گمبل و مقادیر حدی تعمیم یافته تایید می کند. درنهایت تبدیل تابع توزیع تجمعی دبی های حداکثر روزانه به دبی های اوج با استفاده از نسبت اوج به حجم مستخرج از 26 واقعه ساعتی سیل ثبت گردیده در ایستگاه آبسنجی تنگ پنج بختیاری انجام شد.
    کلیدواژگان: دبی حداکثر، تحلیل فراوانی سیل، روش هیدرو اقلیمی، نسبت اوج به حجم، حوزه آبخیز بختیاری
  • بهزاد بهتری، زینب جعفریان جلودار *، حسینعلی علیخانی صفحات 613-627
    تنفس هتروتروفیک خاک که حاصل تجزیه مواد آلی خاک می باشد؛ تحت تاثیر عوامل محیطی به خصوص دما قرار دارد. مدل های مختلفی برای درک پاسخ تنفس خاک به درجه حرارت و همچنین حساسیت دمایی تنفس خاک (Q10) به کار رفته است. هدف از این مطالعه بررسی پاسخ تنفس خاک به تغییرات دما با استفاده از تکنیک انکوباسیون و بررسی مدل های مختلف در دو سیستم مدیریتی متفاوت است. به این منظور، نمونه های دست نخورده خاک که از اکوسیستم مرتع چرا شده و قرق واقع در منطقه فندقلوی اردبیل برداشت شده بود؛ به مدت 4 هفته در سطوح دمایی 10، 20 و 30 درجه سانتی گراد انکوباسیون گردید. مقدار تنفس خاک براساس روش جذب قلیا اندازه گیری شد. از رگرسیون غیر خطی و الگوریتم لوینبرگ- مارکوارد برای تعیین پارامترهای مدل استفاده شد. در هر دو اکوسیستم میزان افزایش تنفس هتروتروفیک خاک با افزایش دما به صورت نمایی بود. میزان تنفس در خاک مرتع چرا شده در هر سه سطوح دمایی بالاتر از مرتع قرق بود. اکثر مدل هایی که رابطه بین میزان تنفس خاک و دما را توصیف می کنند؛ برازش مناسبی به داده های آزمایش به خصوص در مرتع قرق نشان دادند. Q10 در خاک مرتع چرا شده (21/1) بالاتر از مرتع قرق (97/0) بود. در کل با توجه به ضرایب مدل ها و آنالیز Q10 ، مدل آرهینیوس می تواند مناسب ترین مدل جهت بیان رابطه بین تنفس خاک با دما و همچنین برآورد عددی مناسب برای Q10 خاک باشد.
    کلیدواژگان: انکوباسیون، الگوریتم لوینبرگ-مارکوارد، حساسیت دمایی تنفس خاک (Q10)، مدل آرهینیوس
  • رضا حامدمقدم سالاری، عباسعلی قزل سوفلو*، میلاد ایرانشاهی صفحات 629-643
    هدف از این مطالعه بررسی پتانسیل برخی گیاهان برای گیاه پالایی خاک آلوده به فلزات سرب، روی، کادمیوم و مس می باشد. برای انجام این مطالعه چهار گونه گیاهی بومادران (Achillea millefolium) ، آگروپایرون (Agropyron elongatum) ، بوفالوگرس (Bouteloua dactyloides) و آرتمیزیا (Artemisia sieberi) کشت شدند و نمونه های گیاهی با پساب تصفیه خانه آبیاری شدند. نتایج نشان داد در مورد گیاهان، سه گیاه B. dactyloides، A. sieberi، A. millefolium انتقال دهنده خوب فلزات به اندام های هوایی خود می باشند که مناسب برای استخراج گیاهی (مهم ترین تکنیک گیاه پالایی) هستند. گونه A. elongatum فلزات مس و سرب را بیشتر در ریشه تجمع می دهد. این خصوصیت مناسب فن آوری تثبیت گیاهی می باشد. همچنین توانایی چهار گونه گیاهی جهت گیاه پالایی، به شرح زیر است: B. dactyloides < A. millefolium < A. sieberi = A. elongatum. گیاه B. dactyloides جهت گیاه پالایی هر چهار فلز سنگین مناسب می باشد. برای گیاه B. dactyloides مقدار فاکتور انتقال گیاهی (TF) در فلزات روی، مس، سرب و کادمیوم به ترتیب: 17/1 و 09/1 و 02/1 و 41/1 و مقدار فاکتور غلظت فلز (BCF) برای آن در فلزات فوق به ترتیب: 77/1 و 22/1 و 95/0 و 37/1 می باشد. با توجه به اینکه گیاه B. dactyloides تحمل بالایی نسبت به خشکسالی و دمای بالا دارد و همچنین مناسب جهت چمن کاری می باشد، پیشنهاد می شود از این گونه جهت گیاه پالایی خاک های آلوده به فلزات سنگین مناطق آلوده و همچنین چمن کاری استفاده گردد که علاوه بر پاکسازی خاک از فلزات سنگین و مناسب بودن با آب و هوای بومی بسیاری از مناطق ایران و نیاز کم به آبیاری، به زیبایی بصری محیط هم کمک می کند.
    کلیدواژگان: گیاه پالایی، فلزات سنگین، بومادران، آگروپایرون، بوفالوگرس، آرتمیزا
  • محبوبه سربازی، سادات فیض نیا *، محمد مهدوی صفحات 645-657
    کیفیت آب همواره یکی از چالش های مهم مدیران و تصمیم گیرندگان در مدیریت جامع منابع آب است. این در حالی است که مشکلات کیفیت آب نسبت به کمیت آن از اهمیت بیشتری برخوردار است. یکی از مهم ترین روش ها در بررسی دقیق کیفیت منابع آب و ارزیابی آن، استفاده از روش های آماری چند متغیره است، که اکثر تغییرات یک سیستم، به منظور شناسایی عوامل مهم و تاثیرگذار را می تواند شرح دهد. این پژوهش به منظور پهنه بندی کیفیت آب زیرزمینی آبخوان مشهد به لحاظ قابلیت کشاورزی و بررسی کیفیت آن انجام شده است. بدین منظور ابتدا کیفیت آب زیرزمینی جهت مصارف کشاورزی بررسی و بر مبنای آن نقشه های پهنه بندی کیفی برای سال های 1380 تا 1390 تهیه گردید. سپس با بررسی نقشه زمین شناسی منطقه، واحدهای تخریب کننده کیفیت منابع آب تهیه و اثر سازندهای زمین شناسی بر کیفیت آب بررسی گردید. در نهایت 10 متغیر مهم کیفی آب مربوط به داده های 39 چاه انتخابی آبخوان، با استفاده از روش های آماری چند متغیره، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. از تحلیل عاملی برای تعیین مهم ترین متغیرها، تحلیل خوشه ایبرای تعیین گروه های همگن متغیرها و همبستگی پیرسون برای بررسی روابط بین متغیرها استفاده گردید. به طور کلی نتایج، ارتباط عوامل بررسی شده را تایید می کند، به نحوی که سازندهای زمین شناسی تاثیر مهمی بر روی کیفیت آب زیرزمینی داشته اند. همچنین نتایج تحلیل عاملی نشان داد که EC و TDS با توجیه مجموع 02/71 درصد واریانس با بار عاملی 98/0 و pH با توجیه مجموع 91/14 درصد واریانس با بار عاملی 93/0 از مهم ترین عوامل موثر در کیفیت آب زیرزمینی محدوده مطالعاتی هستند.
    کلیدواژگان: کیفیت آب زیرزمینی، زمین شناسی، GIS، روش های آماری چند متغیره، آبخوان مشهد
  • جابر شریفی *، علی اشرف جعفری، یونس رستمی کیا صفحات 659-666
    بررسی ارجحیت چهار گونه از گندمیان علوفه ای چند ساله شامل: Alopecurus textilis L. ، Festuca ovina L. وF. sulcata L. و Agropyron trichophorum (Link) Richter. ، به منظور استفاده در اصلاح و احیاء مراتع ، بذور گونه ها از رویشگاه های طبیعی استان اردبیل جمع آوری شد، پس از آزمون قوه نامیه و آماده سازی بستر کاشت، کشت بذور مذکور در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با پلات های خرد شده با سه تکرار در عرصه ایستگاه تحقیقاتی اردبیل از سال 1389 تا 1393 انجام شد. پس از استقرار گیاهان و در انتهای فصل رویش، صفاتی از قبیل درصد زنده مانی، پوشش تاجی، ارتفاع بوته، قدرت نهال، عملکرد علوفه و بذر اندازه گیری و به مدت سه سال ادامه داشت. تجزیه واریانس داده ها با استفاده از نرم افزار SAS و مقایسه میانگین به روش دانکن در سطح 5% انجام شد. نتایج نشان داد که در بین گونه های مورد مطالعه به جز در صفات درصد زنده مانی در بقیه صفات مانند تولید علوفه، ارتفاع بوته، پوشش تاجی، قدرت نهال و تولید بذر اختلاف معنی دار در سطح 1 % وجود داشت. همچنین مقایسه میانگین داده ها نشان داد که برترین گونه از نظر ارتفاع بوته، درصد پوشش تاجی و تولید علوفه مربوط به گونه A. trichophorumبود. از نظر قدرت نهال گونه A. trichophorum و گونه F. sulcata بیشترین امتیاز را داشتند، ولی از نظر تولید بذر گونه F. sulcata بیشترین امتیاز را داشتند. بنابراین، این گونه ها می توانند در فرآیند اصلاح و توسعه مراتع در مناطق نیمه خشک مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: گندمیان علوفه ای، ارزیابی، عملکرد علوفه خشک، تولید بذر، استان اردبیل
  • فرود شریفی *، سمانه اروندی، علی شاهنظری صفحات 667-680
    با توجه به کمبود آب و خشک بودن بسیاری از عرصه ها، توسعه فناوری های جدید تامین نیاز آبی گیاه در مرحله استقرار یا پس از آن حائز اهمیت است. چگالش بخار در خاک روشی نوین و در حال توسعه است که با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، دارای قابلیت در احیاء اراضی است. در این روش با استفاده از انرژی حاصل از تابش خورشید، تامین آب و رطوبت، از بخار موجود در هوا حاصل شده و به طور مستقیم به ناحیه ریشه منتقل می شود و رطوبت خاک را تا ظرفیت مزرعه بالا می برد. هدف تحقیق حاضر امکان سنجی افزایش رطوبت خاک های مختلف بهبود یافته با مواد آلی است. در این روش بخار آب تولیدی وارد لوله های هادی بخار شده و پس از تقطیر منجر به افزایش رطوبت خاک می شود. نتایج این تحقیق نشان داد که چگالش بخار نقش قابل توجهی در افزایش رطوبت خاک دارد و چشم انداز امیدبخشی دارد. نتایج این تحقیق نشان داد میزان رطوبت ذخیره شده در خاک اصلاح شده با مواد آلی به بیش 11 درصد در طول آزمایش رسید. ارزیابی آماری داده های برداشتی نظیر پارامترهای دما، بافت خاک، مواد آلی و اثر متقابل هر کدام از این پارامترها بر تغییرات رطوبت خاک نشان داد که در مقایسه با شاهد، این روش در سطح یک درصد معنی دار بوده است. بنابراین با احتمال 99 درصد این روش می تواند به افزایش رطوبت خاک کمک کند. همچنین پارامترهای دما، مواد آلی و اثر متقابل دما و بافت خاک و همچنین دما و مواد آلی بر تغییرات دمای خاک در سطح یک درصد معنی دار بوده است. بنابراین با احتمال 99 درصد تغییر این عوامل بهترین تاثیر را در افزایش رطوبت خاک دارد. بافت خاک نیز در سطح 5 درصد معنی دار بوده است که نشان دهنده آن است که با تغییر بافت خاک با احتمال 95 درصد بهترین تاثیر را در افزایش رطوبت می توان بدست آورد. نتیجه تجزیه واریانس اثر متقابل بافت، دمای بخار و مواد آلی نشان داد که این سه پارامتر تاثیر معنی دار بر افزایش رطوبت ندارد. نتایج نشان داد خاک با بافت متوسط، 35 درصد ماده آلی و بخار 45 درجه سانتی گراد با لوله هادی پوشش دار از شرایط بهتری نسبت به بقیه تیمارها از نظر رطوبت و دما برخوردار بوده اند.
    کلیدواژگان: بخار آب، چگالش، خاک، مواد جاذب رطوبت
  • حسین صادقی مزیدی، ام البنین بذرافشان *، عبدالرضا بهره مند، آرش ملکیان صفحات 681-697
    دبی سیل خروجی از حوزه ها تابع عوامل مختلفی مانند مورفومتری، بارش، نوع خاک و پوشش گیاهی هستند. پارامترهای مورفومتری حوزه می توانند برای تشریح واکنش هیدرولوژیک حوزه به کار روند. هدف از این تحقیق بررسی میزان تاثیر پارامترهای مختلف مرتبط با مورفومتری بر روی دبی اوج در 108 ایستگاه آب سنجی در جنوب ایران است. پس از انجام آزمون های همگنی و تصادفی بودن داده ها، دوره آماری 30 ساله (1362-1363 تا 1392-1393) انتخاب و از این دوره آماری برای انتخاب مناسب ترین تابع توزیع احتمال و در مجموع برآورد مقادیر 84 پارامتر مورفومتریک و ژئومورفیک در نرم افزار ArcGIS استفاده گردید. در این تحقیق، برای بررسی موثرترین عوامل بر میزان دبی حداکثر سالانه، از مدل سازی معادلات ساختاری با رویکرد حداقل مربعات جزئی در نرم افزار Smart-PLS استفاده گردید. 18 متغیر به عنوان عوامل موثر (متغیر مستقل) بر دبی حداکثر سیلاب (متغیر وابسته) شناسایی گردید. در بخش اول، تحلیل کیفیت مدل اندازه گیری ترکیبی (متغیر دبی حداکثر سالانه) با استفاده از آزمون های معنی داری، وزن های بیرونی و آزمون هم خطی چندگانه متغیرهای مشاهده پذیر، صورت پذیرفت که مطابق نتایج، معنی داری بارهای عاملی و روایی مدل اندازه گیری ترکیبی با استفاده از شاخص تورم واریانس تایید گردید. در بخش دوم، تحلیل مدل های اندازه گیری انعکاسی (سایر متغیرها) در دو مرحله آزمون پایایی و آزمون روایی مورد بررسی قرار گرفت. کلیه بارهای عاملی مدل های اندازه گیری انعکاسی بیش از 7/0 و معنی دار بودند. در نهایت، از بین بیش از 84 سازه، اثر زمان تمرکز و نسبت ارتفاعی مثبت و اثر ضریب کشیدگی میلر، خصوصیات شیب آبراهه اصلی، عدد ارتفاعی و خصوصیات ارتفاعی آبراهه اصلی منفی بوده که این عوامل در مجموع، 46 درصد از تغییرات دبی حداکثر سالانه در حوزه های جنوبی ایران را پیش بینی می کنند و در مجموع زمان تمرکز به صورت مستقیم (به میزان 38/0) بر روی دبی سیلاب تاثیرگذار است. بدین معنی که موثرترین عامل بر دبی سیلابی فاکتور زمان تمرکز است که در مدیریت سیلاب در حوزه های جنوبی ایران باید مورد نظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: دبی حداکثر سالانه، خصوصیات مورفومتریک، رگرسیون کمترین مربعات جزئی، معادلات ساختاری، تحلیل عاملی
  • الهه ظفریان، عطاالله ابراهیمی *، رضا امیدی پور صفحات 699-714
    تهیه نقشه پوشش اراضی، از مهم ترین منابع اطلاعاتی مدیریت منابع طبیعی محسوب می شود. از تصاویر ماهواره ای می توان نقشه های پوشش اراضی را استخراج کرد. گوناگونی در روش های طبقه‎بندی تصاویر ماهواره و انتخاب بهترین روش، یکی از مهم ترین مشکلات در استفاده از این ابزار کاربردی می باشد. بنابراین، در این تحقیق، به منظور بررسی روند تغییرات پوشش اراضی حوضه آبخیز شهرکرد، ابتدا کارآیی روش های طبقه بندی حداکثراحتمال، شئ گرا و شبکه عصبی مصنوعی ارزیابی و سپس روند تغییرات پوشش اراضی حوضه آبخیز شهرکرد در سال های 1378، 1387 و 1394 با استفاده از تصاویر لندست TM، ETM+ و OLI بررسی شد. پس از تصحیحات هندسی و رادیومتریک و طبقه بندی، نقشه پوشش اراضی سال 1394 بر اساس سه روش مذکور تهیه گردید. نتایج ارزیابی صحت نقشه های تولیدی سال 1394 نشان داد که روش شئ گرا در هر دو شاخص صحت کل و ضریب کاپا (به ترتیب 93 و 90%) ، دقیق تر از دو روش دیگر بوده است. بنابراین، با روش شئ‎گرا روند تغییرات پوشش اراضی بررسی شد. نتایج بررسی روند تغییرات نشان داد که در طول دوره آماری، مناطق مسکونی از 72/1 درصد در سال 1378 به 98/2 درصد در سال 1394 و اراضی کشاورزی نیز در همین دوره از 73/5 درصد به 60/12 درصد افزایش یافته ولی مراتع با کاهش 05/9 درصدی در کل دوره و اراضی بایر در دوره اول (1378-1387) با افزایش 19/6 درصدی و در دوره دوم (1387-1394) با کاهش 27/5 درصدی مواجه بودند. نتیجه حاصل از این تحقیق، نشان داد که طبقه بندی شئ گرا نسبت به روش‎های پیکسل پایه برای ارزیابی تغییرات پوشش اراضی ارجحیت دارند.
    کلیدواژگان: سنجش از دور، تهیه نقشه پوشش اراضی، حداکثر احتمال، روش شئ گرا، شبکه عصبی مصنوعی، حوضه آبخیز شهرکرد
  • یوسف عظیمی *، سلمان زارع، حمید سرخیل، جواد بداق جمالی، سیامک حشمتی صفحات 715-735
    یکی از روش های معمول برای کنترل حرکت ماسه های روان و کنترل گرد و غبار های حاصله، مالچ پاشی بر سطح آن ها است. با وجود استفاده های مکرر از مالچ های نفتی، به دلیل هزینه های بسیار سنگین و مشکلات زیست محیطی، پژوهش ها و تلاش ها برای تولید مالچ های جدید سازگار با محیط زیست رو به افزایش است. در این تحقیق، از نسبت های مختلف سیمان، آهک، ماسه بادی و سرباره فولاد به عنوان مالچ سیمانی-سرباره ای برای تثبیت نمونه های ماسه زارهای منطقه رباط کریم استفاده شده است. استفاده از سرباره فولاد به دلیل مزیت های زیست محیطی حذف پسماند و خاصیت پوزلانی آن برای جایگزینی به جای قسمتی از سیمان می باشد. برای یافتن اختلاط بهینه و کاهش نمونه های آزمایشگاهی از روش طراحی آزمایش مخلوط استفاده شد و تاثیر درصد مختلف مواد تشکیل دهنده بر مقاومت برشی، فشاری، ضربه ای و درصد رطوبت تیمارهای مالچ سیمانی-سرباره ای بررسی شد. نتایج نشان می دهد که افزودن سرباره باعث افزایش مقاومت فشاری و برشی و همچنین قابلیت نگهداری رطوبت در مالچ ترکیبی جدید می شود. درنهایت با توسعه مدل ریاضی نتایج آزمایش ها، شش حالت مختلف برای بهینه سازی ترکیب مالچ سیمانی-سرباره ای در نظر گرفته شد، که تیمار 731/68% ماسه، 27% سیمان، 979/2% سرباره فولاد و 3/1% آهک، بهترین ترکیب با در نظر گرفتن تمامی شاخص ها به دست آمد. برای اعتبارسنجی نتایج بدست آمده از مدل ریاضی شش ترکیب بهینه مجددا ساخته شده و آزمایش ها مجددا بر روی آن ها صورت گرفته که نتایج بدست آمده حاکی از هم خوانی قابل قبول بین مقادیر پیش بینی شده و آزمایش شده می باشد.
    کلیدواژگان: گرد و غبار، مالچ سیمانی، طراحی آزمایش، سرباره فولاد
  • داریوش قربانیان، احسان زند اصفهانی، حیدر شرفیه، علیرضا افتخاری * صفحات 737-746
    استفاده از اراضی شور و کم بازده برای تولید علوفه گام مهمی در راستای بهره وری بهینه از منابع آب و خاک با کیفیت پایین، تامین علوفه دام ها و حفاظت از منابع پایه به حساب می آید. لذا به منظور بررسی توان استقرار، حجم تاج پوشش، رشد ارتفاعی، میزان تولید و در نهایت معرفی گونه های مناسب برای اصلاح اراضی شور و کم بازده منطقه مورد تحقیق، ایستگاه تحقیقات بیابان گرمسار (با شوری 30 تا 35 ds/m) و گونه های غیربومی و پرتولیدAtriplexleucoclada, Atriplexcanescens و گونه های بومی و خوشخوراک Atriplexverrocifera, Aeluropuslagopoidesو Aeluropuslittoralis انتخاب شده و هریک در سه تکرار کاشته شدند. گونه های منتخب مقاوم به شوری و خشکی هستند. در هر تکرار از گونه های مورد نظر به تعداد 15 نمونه در هر ردیف کاشته شد. نتایج نشان داد که درصد استقرار گونه های گیاهی At. ca, At. le, At. ve, Ae. laو Ae. li به ترتیب برابر با 5/95%، 5/95%، 100% ، 7/97% و 100% می باشد که نشان از قدرت استقرار مناسب همه گونه های مورد بررسی دارد. تحلیل نتایج حاصل از تجزیه واریانس تولید سالانه نشان داد که تمامی گونه های یاد شده قادر به تولید علوفه در اراضی شور با حداکثر ds/m35 هستند. در بین گونه های مورد بررسی گونه های At. ca و At. le از لحاظ میزان تاج پوشش و ارتفاع دارای بیشترین عملکرد بودند. گونه At. le با تولید بیش از 2 تن در هکتار پر تولید ترین گونه مورد بررسی شناخته شد. از بین صفت های مورد بررسی نیز صفات میزان تولید و تاج پوشش صفت های بهتری برای نشان دادن اختلافات بین گونه ها شناخته شدند.
    کلیدواژگان: تولید علوفه، تاج پوشش، گونه های مقاوم به شوری، استقرار، سمنان
  • نسیبه قنبری، حسین آذرنیوند *، حامد جنیدی جعفری، محمد جعفری صفحات 747-758
    پژوهش حاضر به منظور بررسی اثر تغییر کاربری مرتع به جنگل کاری بر میزان ترسیب کربن و ذخیره ازت در منطقه جنگل کاری شده حسن آباد در شهرستان سنندج صورت گرفت. توده های مورد مطالعه شامل سرونقره ای، کاج تهران، زبان گنجشک، اقاقیا و سروخمره ای با متوسط سن 20 سال و مرتع مجاور که در آن تغییر کاربری ایجاد نشده و از لحاظ شرایط فیزیوگرافی و اقلیمی مشابه بودند به عنوان شاهد انتخاب شد. نمونه برداری از خاک در توده های جنگل کاری شده و شاهد انجام شد و خصوصیات کربن آلی، ازت، فسفر، پتاسیم، وزن مخصوص ظاهری، اسیدیته، هدایت الکتریکی، درصد رس، سیلت و ماسه اندازه گیری شد. جهت مقایسه اثر اجرای عملیات جنگل کاری با شاهد بر خصوصیات خاک از آزمون t مستقل و به منظور مقایسه اثر گونه های مختلف جنگل کاری شده بر خصوصیات خاک از تجزیه واریانس یکطرفه و جهت مقایسه میانگین ها از آزمون دانکن استفاده گردید. نتایج نشان داد که گونه اقاقیا تاثیر قابل توجهی در افزایش کمی کربن و ازت ترسیب شده و مقدار فسفر و پتاسیم خاک داشت و در مجموع در توده اقاقیا مقدار کربن ترسیب شده و ازت ذخیره شده در خاک 62/80 و 42/5 و در تیمار شاهد 05/47 و 08/3 تن در هکتار محاسبه شد. تیمار اقاقیا باعث افزایش مقدار کربن و ازت خاک به مقدار 71 و 75 درصد شد و کمترین مقدار کربن و ازت در خاک توده سرو نقره ای بدست آمد. نتیجه رگرسیون گام به گام نشان داد که نیتروژن، فسفر و پتاسیم به ترتیب از مهم ترین اجزای تاثیر گذار بر مقدار کربن ترسیب شده در خاک در توده های بررسی شده است.
    کلیدواژگان: تغییر کاربری، عملیات اصلاحی، جنگل کاری، ترسیب کربن، ذخیره ازت
  • شاهین محمدی *، حمیدرضا کریم زاده، سعید پورمنافی، سعید سلطانی کوپایی صفحات 759-774
    خاک یکی از مهم ترین عوامل تولید است که در زندگی اقتصادی و اجتماعی انسان تاثیر بسیار دارد و فرایند فرسایش خاک یکی از مشکلات محیطی است که تهدیدی برای محیط زیست، منابع طبیعی و کشاورزی به شمار می رود. اطلاعات زمانی و مکانی از میزان هدر رفت خاک و تاثیرگذاری فرسایش خاک بر سرزمین در اقدامات مدیریتی، کنترل فرسایش خاک و مدیریت حوزه های آبخیز نقش موثری دارد؛ بنابراین، این پژوهش با هدف مطالعه برآورد مکانی و زمانی فرسایش خاک در دوره های 1994، 1999، 2008 و 2015 در زیر حوضه مندرجان با مساحت 21100 هکتار واقع در غرب استان اصفهان با استفاده از فن آوری های سنجش از دور (RS) و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) انجام گرفت. در پژوهش حاضر ضمن بررسی های میدانی، داده ها و اطلاعات مختلف شامل؛ لایه مدل رقومی ارتفاعی، تصاویر ماهواره ای، خاک و آمار مربوط به ایستگاه های باران سنجی به عنوان ابزار تحقیق مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برآورد میزان فرسایش خاک در حوضه مطالعاتی با استفاده از مدل تجدیدنظر شده جهانی فرسایش خاک (RUSLE) انجام شد. نتایج این مطالعه نشان داد که مقدار فرسایش خاک در سال 1994، 1999؛ 2008؛ و 2015 به ترتیب 001/0 تا 233، 001/0 تا 297، 001/0 تا 231 و 001/0 تا 215 تن بر " هکتار در سال" به دست آمد. همچنین عامل پستی و بلندی در منطقه با ضریب همبستگی 80 درصد بیشترین تاثیر را در برآورد میزان فرسایش سالانه خاک توسط مدل RUSLE داشته است. این پژوهش، موثر بودن فناوری های نوین سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور در شبیه سازی زمانی برای تخمین کمی، دقیق تر و نقطه به نقطه در کل منطقه برای به دست آوردن مقادیر فرسایش خاک را تایید می کند.
    کلیدواژگان: مدل سازی، هدر رفت خاک، تغییرات پوشش زمین، حفاظت خاک، سد زاینده رود
  • قاسم مرتضایی فریزهندی *، مریم میراکبری صفحات 775-785
    خشکسالی یک پدیده طبیعی و قابل تکرار است. در این پژوهش با استفاده از شاخص های SDI و GRI وضعیت خشکسالی هیدرولوژیک ارزیابی و با شاخص های خشکسالی هواشناسی مقایسه شد. در محیط MATLAB شاخص GRI تعیین گردید. مطابق نتایج، شاخص GRI در طی دوره آماری (1380-1394) ، حداکثر شدت خشکسالی، 25/73- و حداکثر تداوم خشکسالی 79 ماه می باشد. این مقادیر در مقایسه با شاخص SDI در مقیاس زمانی یکسان و دوره آماری مشترک از مقادیر بالاتر برخوردار می باشد. فراوانی گروه های مختلف شاخص GRI در دوره آماری 35 ساله نشان داد که خشکسالی نرمال دارای بیشترین درصد فراوانی می باشد. شاخص SDI از حداکثر تداوم بالاتری در مقیاس های زمانی پایین نسبت به شاخص های خشکسالی هواشناسی برخوردار است. فراوانی گروه های خشکسالی بر اساس شاخص SDI در دوره آماری برای مقیاس های زمانی مختلف محاسبه گردید. نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که SPEI در مقیاس 24 و 48 ماهه با 3 ماه تاخیر با شاخص GRI بیشترین همبستگی را دارد که حاکی از تاثیرگذاری خشکسالی هواشناسی بعد از گذشت دو سال و بیشتر بر منابع آب زیرزمینی می باشد. اطلاع از فاصله زمانی بین وقوع خشکسالی هواشناسی به عنوان عامل اصلی دیگر خشکسالی ها، به مدیران و برنامه ریزان کمک خواهد کرد، تا اقدامات مدیریتی لازم جهت مقابله با خشکسالی ناشی از کمبود منابع آبی سطحی و زیرزمینی به عمل آورند.
    کلیدواژگان: شاخص SDI، شاخص GRI، همبستگی متقابل، خشکسالی هیدرولوژیکی، حوزه رودخانه اعظم هرات
  • طیبه مصباح زاده *، زهرا ایازی، فرشاد سلیمانی ساردو صفحات 787-795
    شناخت مناطق برداشت رسوبات بادی از اصول اولیه کنترل و مبارزه با فرسایش بادی محسوب می شود. زیرا با شناسایی مناطق برداشت می توان به جای معلول، علل را شناسایی کرد و فعالیت‏های اجرایی را در مناطق برداشت متمرکز کرد، و برای این کار شناخت رسوبات حائز اهمیت خاص است. در این مقاله باهدف شناخت هرچه بهتر و تفسیر نمونه های رسوبی، به بررسی و تحلیل توزیع رسوبات در رخساره های منطقه مورد مطالعه پرداخته شده است. بدین منظور پس از نمونه برداری از خاک سطحی و آماده سازی نمونه ها، عملیات دانه بندی به روش الک خشک و بر اساس استاندارد A. S. T. M در8 طبقه شامل کوچک تر از 64 میکرون تا بزرگ تر از 4000 میکرون انجام شد. با ورود داده ها به نرم افزار Gradistat پارامترهای آماری همانند قطر میانه، چولگی و جورشدگی نمونه‏ها بر اساس روش جامع ترسیمی فولک محاسبه گردید. نتایج تحقیق نشان داد جورشدگی ذرات بین 8/0 – 3/0 که به نوعی تاییدکننده فاصله حمل نزدیک تا متوسط ذرات از منطقه برداشت خود تا محل تجمع رسوبات می باشد. نتایج حاصل از شاخص کج شدگی ذرات در رخساره‎های رگ متوسط دانه، اراضی کشاورزی-رسی، کشاورزی و پهنه های ماسه ایی با پوشش سنگریزه‏ایی متقارن می باشد. در بقیه رخساره ها شاخص کج شدگی به سمت ذرات ریزدانه می‎باشد. در رخساره‏های دشت ریگی، اراضی پفی و پوسته‎های شلجمی طبقات ضریب سایش بین200-0 می باشد، در این صورت کاملا زاویه دار می باشد و ذرات از فاصله ای نزدیک حمل شده است. در بقیه رخساره‏ها طبقات ضریب سایش بین400 - 200 قرار گرفته که در این صورت ذرات نیمه زاویه دار بوده و ذرات از فاصله ای نسبتا نزدیک حمل شده است.
    کلیدواژگان: دانه بندی، مورفوسکوپی، جورشدگی، کج شدگی، ضریب سایش، Gradistat
  • جواد معتمدی *، طیبه توفیقی آذر، مرتضی مولایی صفحات 797-807
    کارکردهای یک منبع طبیعی از جمله اکوسیستم مرتع به چهار گروه کارکردهای تنظیمی، زیستگاهی، تولیدی و اطلاعاتی قابل تقسیم می باشند که در پژوهش حاضر، ارزش اقتصادی چمنزارهای ترگور ارومیه از منظر تولید علوفه و بهره برداری از ثعلب به عنوان کارکرد تولیدی، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، از بین مناطق پراکنش ثعلب، شش مکان به مساحت 120 هکتار که نماینده سطح وسیعی از چمنزارهای منطقه می باشند، انتخاب گردید. سپس در توده معرف هر یک از آن ها، تولید علوفه و مقدار تولید غده ثعلب، اندازه گیری و ارزش ناخالص آن ها به روش بازاری محاسبه گردید. بر مبنای نتایج حاصل، هر هکتار از چمنزارهای منطقه، به طور متوسط قادر به تولید 78/1731کیلوگرم علوفه و 02/4 کیلوگرم غده ثعلب به عنوان محصول فرعی در یک فصل رویش می باشند که ارزش ناخالص هر هکتار از آن ها از منظر کارکرد تولید علوفه و بهره برداری از ثعلب، به ترتیب 88/16 و 72/44 میلیون ریال می باشد. از نتایج پژوهش حاضر می توان در تعیین خسارت ملی وارده به عرصه های مرتعی و محاسبه حساب های ملی سبز، استفاده کرد.
    کلیدواژگان: ارزش اقتصادی، تولید علوفه، ثعلب، چمنزار، محصولات فرعی مرتع
  • کاظم نصرتی *، سپیده ایمنی، آرش طالاری صفحات 809-827
    رسوب ناشی از فرسایش خاک به عنوان مهم ترین نمایه تخریب اراضی، چالشی مهم در بحث توسعه پایدار و تهدیدی بر زیست بوم ها تلقی می شود. لذا برآورد معتبر رسوب خروجی از آبخیزها بسیار حائز اهمیت می باشد. گستردگی آبخیزها و کمبود ایستگاه های سنجش رسوب باعث شده است تا از روش های تحلیل منطقه ای جهت برآورد بار رسوب معلق در آبخیز فاقد و یا کمبود آمار استفاده شود. هدف از این تحقیق تحلیل منطقه ای بار رسوب معلق با استفاده از روش رگرسیون مولفه های اصلی در مناطق همگن حوضه آبخیز سفیدرود با مساحت 59273 کیلومترمربع است. در این پژوهش، 23 ایستگاه رسوب سنجی با دوره های آماری 30 سال انتخاب گردید و میانگین سالانه رسوب زیرحوضه ها به عنوان متغیر وابسته و 18 متغیر فیزیوگرافی و هیدرولوژیک مربوط به زیر حوضه ها به عنوان متغیر مستقل تعیین شدند. پس از تعیین مناطق همگن، در هر منطقه همگن براساس روش تجزیه مولفه های اصلی (PCA) مولفه های موثر در رسوب شناسایی شدند. درنهایت ارتباط بین بار رسوب معلق در دوره بازگشت های مختلف و مولفه های موثر در مناطق همگن تعیین شدند. نتایج نشان داد که ایستگاه های واقع در منطقه مورد مطالعه با بکارگیری تحلیل خوشه ایدر دو گروه همگن قرار گرفتند. براساس تجزیه مولفه های اصلی، در منطقه همگن یک، 18 متغیر به 5 مولفه با توجیه بیش از 87 درصد واریانس و در منطقه همگن دوم داده ها به 3 مولفه با توجیه بیش از 92 درصد واریانس خلاصه شدند. همچنین با استفاده از رگرسیون مولفه های اصلی در منطقه همگن 1 فاکتور اول با مقدار ضریب تبیین دبی رسوب 25 ساله 67/0 و در منطقه همگن 2، نیز فاکتور اول و دوم با ضریب تبیین 32/0 وارد مدل شدند.
    کلیدواژگان: مناطق همگن، تخمین رسوب، مشخصات فیزیوگرافی، رگرسیون مولفههای اصلی، حوضه آبخیز سفیدرود
  • حسین نوروزی قوشبلاغ *، عطاالله ندیری صفحات 829-845
    مطالعات یک سیستم آب زیرزمینی به منظور شناخت رفتار آن، نیازمند حفر تعدادی زیادی چاه اکتشافی و انجام عملیات پمپاژ و آزمایش های ژئوفیزیک می باشد که با صرف هزینه های فراوان عملی می گردد. به همین دلیل، امروزه شبیه سازی جریان آب زیرزمینی توسط مدل های ریاضی و کامپیوتری که یک روش غیرمستقیم مطالعه آب زیرزمینی می باشد، با صرف هزینه کمتر صورت می گیرد. در این تحقیق کارایی مدل های شبکه های عصبی مصنوعی، منطق فازی و جنگل تصادفی (RF) در تخمین سطح آب زیرزمینی آبخوان دشت بوکان مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای بارندگی، دما، دبی جریان و تراز سطح ایستابی در دوره زمانی ماه قبل به عنوان ورودی و تراز سطح ایستابی در دوره موردنظر به عنوان خروجی مدل ها در مقیاس زمانی ماهانه در طی دوره آماری (1395-1383) انتخاب گردید. معیارهای ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا برای ارزیابی و نیز مقایسه عملکرد مدل ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد که مدل های منطق فازی و RF می توانند تراز سطح ایستابی را با دقت قابل قبولی پیش بینی نمایند. سطح آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه توسط مدل جنگل تصادفی با دقت بیشتر و با همبستگی بالایی بین داده های مشاهداتی و محاسباتی پیش بینی گردید. بر اساس یافته های تحقیق مدل جنگل تصادفی که برای اولین بار در این زمینه مورد استفاده قرار گرفته است، توانایی بیشتری در پیش بینی پارامترهای هیدروژئولوژیکی را دارد.
    کلیدواژگان: سطح ایستابی، شبکه های عصبی، منطق فازی، جنگل تصادفی
  • شهرام یوسفی خانقاه *، دامون رزمجویی، سمیه دهداری، نسیم آرمان صفحات 847-856
    تهیه نقشه پوشش گیاهی از موارد اساسی در مدیریت مراتع می باشد زیرا تیپ های گیاهی واحدهای برنامه ریزی در مدیریت مراتع می باشد. برای تهیه نقشه تیپ های گیاهی مراتع با استفاده از الگوریتم های مختلف طبقه بندی تصویر ماهواره لندست8 در مراتع در شهرستان بهبهان استان خوزستان انجام گردید. مراتع منطقه جزء مراتع نیمه استپی قشلاقی می باشد. عمل تصحیح هندسی تصویر ماهواره ای با استفاده از نقاط کنترل زمینی با خطای کمتر از یک پیکسل انجام شد. تصحیح اتمسفری تصویر با استفاده از از روش تفریق عارضه تاریک انجام شد. بازدیدهای صحرایی جهت تهیه نقشه تیپ ها و برداشت نمونه های تعلیمی انجام شد. طبقه بندی نظارت شده با شش الگوریتم شامل متوازی السطوح (PP) ، حداقل فاصله از میانگین (MD) ، فاصله ماهالانوبیس (MAH) ، حداکثر احتمال (ML) ، شبکه عصبی مصنوعی (NN) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) انجام شد. نتایج نشان داد که الگوریتم ML دارای بیشترین صحت کلی (5/87 درصد) و ضریب کاپا (867) /0 و الگوریتم PP دارای کمترین صحت کلی (1/67) و ضریب کاپا (571/0) می باشد. نقشه تیپ های گیاهی حاصل از طبقه بندی تصویر سنجنده OLI دارای صحت قابل قبولی است. پیشنهاد می شود در کنار روش های رقومی طبقه بندی تصاویر ماهواره ای از تفسیر بصری جهت تدقیق مرز نقشه تیپ های گیاهی حاصله استفاده شود.
    کلیدواژگان: تیپ گیاهی، نیمه خشک، طبقه بندی، لندست، OLI
|
  • Hamed Eskandari Damaneh, Gholamreza Zehtabian *, Ali Salajegheh, Mehdi Ghorbani, Hassan Khosravi Pages 563-578
    In this study, the effect of land use changes on groundwater resources as well as monitoring of spatial and temporal changes of groundwater quantitative and qualitative parameters were assessed in west basin of Jazmoryan Wetland. Landsat satellite images of TM 2002 and OLI 2015 sensors by applying of Maximum Likelihood Method were used to investigate land use changes trend. Also, information related to wells in years of 2002 to 2015 was used to assess groundwater quantitative and qualitative parameters. To do this, zoning maps of spatial and temporal changes of groundwater quantitative and qualitative parameters were prepared using the best interpolation method in ArcGIS software. The results related to evaluation of the best interpolation method showed that Kriging method had the least error. According to the results of this study, the area of agricultural and urban land uses has been increased, while the area of ephemeral stream, dam, rangelands, bare and mountain land uses has been decreased in 1394 compared to 1381.These changes indicate the increased degradation as well as unstable conditions of the region that adversely affect groundwater resources. As a result of these changes, groundwater quality in southern parts of the study area has been declined. Among the factor causing this declined groundwater quality are construction of Jiroft dam on Halil-rood permanent river, lack of water right and expanded urban and agricultural lands which have caused decrease in groundwater quality over time.
    Keywords: Groundwater, Land use change, West Basin of Jazmoryan Wetland, interpolation, Kriging
  • hamide afkhami *, azam habibi pour, mohammad reza ekhtesasi Pages 579-594
    Evaporation is considered one of the key climatic variables, especially in arid regions and evaporation losses is one of the important issues in irrigation and water resources management in these areas. Therefore, it is important being aware of the amount of evaporation and its modeling, as one of the most important hydrological variables in agricultural research and water and soil conservation. In recent decades, artificial intelligence techniques have proven high capability and flexibility to estimate and predict nonlinear phenomena. In this study, three important data mining techniques including Artificial Neural Network, Active Neuro-Fuzzy Inference System and Regression Decision Tree were used for predicting evaporation. For this purpose, 8 climatic variables (Minimum average temperature, average maximum temperature, average temperature, sunshine hours, wind speed, wind direction, relative humidity and evaporation averages) were employed in this study. The results showed three models are able to predict evaporation for 12 months after. Finally among the used models, ANN showed better performance with coefficient efficiency of 0.97 and RMSE of 5.1and ME of 0.48. Also, The results showed that there is not significant difference in simulation results to predict the evaporation between two scenario, original data and normalized data.
    Keywords: prediction, Evaporation, Artificial Neural Network, Active Neuro-Fuzzy Inference System, Decision Tree, Yazd
  • Mohammad Bashirgonbad, Alireza Moghaddam Nia *, Shahram Khalighi Sigaroodi, Mohammad Mahdavi, Emmanuel Paquet, Michel Lang Pages 595-612
    There are many methods for estimating the maximum flood discharge including frequency analysis methods and risk study of hydraulic structures based on flood frequency analysis is often sensitive to the observations and selected statistical distribution that cause errors in design. Since heavy rainfalls are the main cause of floods and the rainfall records are longer than flow records, hence long-term records of rainfall at rain gauge stations of Bakhtiary basin in a 66-year period and the 58-year records of daily maximum discharge were used in this study. In this research, peak and maximum daily flows were estimated by using hydro-climatic methods of Agregee and Gradex. Then, the results obtained from the simulation based on hydro-climatic approach for the different return periods were compared with those of classical statistical techniques of Gumbel and Generalized Extreme Values (GEV). The results showed that using additional information like rainfall data plus hydrometric data in hydro-climatic methods gives better estimates rather than frequency analysis methods. Because each three evaluation criteria of Root Mean Squared Error (RMSE), Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) coefficient, Kling-Gupta efficiency (KGE) coefficient confirm performance of hydro-climatic methods in comparison with Gumbel and Generalized Extreme Values (GEV) distributions. Finally, a peak to volume ratio extracted from the 26 major flood events detected at Tang-e panj hydrometric station within the hourly discharge records was used to transform the cumulative distribution function of daily discharge into peak discharge.
    Keywords: Maximum daily discharge, Flood frequency analysis, Hydro-Climatic methods, peak to volume ratio, Bakhtiary watershed
  • behzad behtari, Zeinab Jafarian *, Hossenali Alikhani Pages 613-627
    Soil heterotrophic respiration, which is the result of soil organic matter decomposition, is affected by environmental factors, especially temperature. A variety of models have been proposed to understanding the respiration response of the soil to temperature and respiration sensitivity to temperature (Q10). The aim of this study was to evaluate the respiration response of soil to temperature variations using incubation technique and to examine variety of models in two different management systems. For this purpose, Intact soil samples were collected from a grazing and grazing exclosure in Fandoghlo Ardebil, incubated for 4 weeks at 10, 20 and 30 ° C temperature. Soil respiration was measured by alkaline adsorption method. Nonlinear regression method and The Levenberg-Marquardt algorithm were used to determine the parameters of models. Both ecosystem showed an exponential increase in Soil heterotrophic respiration with temperature. The rate of respiration in soil of grazing, at all three temperature levels, was higher than grazing exclosure. Most models describing the relationship between soil respiration and temperature showed a good fit to the experimental data, especially in the grazing exclosure. Q10 in the grazing (1.21) was higher than the grazing exclosure (0.97). In general, based on the coefficients of the models and the Q10 analysis, the Arrhenius model can be better than the others of model for expressing the relationship between soil respiration with temperature, as well as good numerical estimation for Q10 of soil.
    Keywords: Incubation, The Levenberg-Marquardt algorithm, Q10, Arrhenius model
  • reza hamed moghadam salari, Abbas Ali Ghezelsofloo *, milad Iranshahy Pages 629-643
    The purpose of this study is to investigate the potential of some plants for Phytoremediation of soil contaminated with lead, zinc, cadmium and copper. To do this, four plant species of Achillea millefolium, Agropyron elongatum, Bouteloua dactyloides and Artemisia sieberi were cultivated and plant samples were irrigated with refinery wastewater. The results showed that in terms of plants, Bouteloua dactyloides, Artemisia sieberi and Achillea millefolium are good transfer of metals to their aerial parts which is suitable for plant extraction (the most important technique of Phytoremediation). Agropyron elongatum mostly accumulates copper and lead metals in the root. This is a proper feature of phytostabilization. Also the capability of these four plants species for Phytoremediation is as follows: Bouteloua dactyloides> of Achillea millefolium> Artemisia sieberi = Agropyron elongatum. Bouteloua dactyloides is proper for Phytoremediation of all heavy metals. For Bouteloua dactyloides, plant transfer factor (TF) in metals: zinc, copper, lead and cadmium is 1.17 and 1.9, 1.12 and 1.41, respectively, and bio concentration factor (BCF) for that in these metals are 1.77 and 1.22, 0.95 and 1.37, respectively. Since Bouteloua dactyloides has high tolerance to drought and high temperatures and is also suitable for lawn making, it is suggested that this type of species is used for Phytoremediation of soils contaminated with heavy metals in polluted areas as well as lawn making so that in addition to soil cleansing from heavy metals and being proper with native climates in many parts of Iran and having low irrigation requirements.
    Keywords: Achillea millefolium, Agropyron elongatum, Artemisia sieberi, Bouteloua dactyloides, Heavy metals, Phytoremediation
  • mahboobeh sarbazi, Sadat Feiznia *, Mohammad Mahdavi Pages 645-657
    Water quality is always one of the major challenges for managers and decision makers in water resource management. However, the problems of water quality are more important than quantity. One of the main ways in thorough review and assessment of water quality using multivariate statistical techniques are, the majority of changes to a system, in order to identify important factors that influence could explain. This study classified zone Groundwater Quality Mashhad plain terms of agricultural potential and its quality review process has been carried out in recent decades. Therefore, the quality of groundwater for agricultural use was studied and maps of quality classification for 2001-2011 years were prepared. Then, using geological map, the effect of geological formations on degradation of groundwater quality was assessed. For water quality analyses, 10 important water quality variables in 39 selected wells were measured and they were analyzed using multivariate statistical techniques. The statistical analyses which were used are: Factor analysis for determining the most important variables, cluster analysis for determination of variables homogenous groups and Pearson Correlation for investigation of relationships between variables. The results have shown the best relationship between geological formation and quality factors. Also, the results of Factor Analysis also showed that EC and TDS 71.02 of the total variance explained by factor loading 0.98 and pH 14.91 of the total variance explained by factor loading 0.93 are the most important variables affecting the quality of groundwater in the study area.
    Keywords: Groundwater quality, geology, GIS, Multivariate statistical techniques, Mashhad Aquifer
  • Jaber Sharifi *, Ali Ashraf Jafari, Yones Rostamikia Pages 659-666
    Preference evaluation of four species of perennial forage grasses including Alopecurus textilis L., Festuca ovina L. and F. sulcata L. and Agropyron trichophorum. In order to use for improvement and restoration of rangelands, seeds of species were collected from of Ardebil province. After seed germination test and preparing of seed bed. This eyperiment was done based on Randomized completely block design with 3 replicates in dryland conditions from 2010 -2014 in Ardabil station. After plants establishment and end of growing, crown cover Total height, seedling vigority, forage and seed production. Analysis variance of data was done using SAS software and the mean comparison with Duncan method at 5% level. The results showed that, the species in term of studied traits, had significant difference exept survival, The highest height, crown cover and forage production. Be longes to Agropyron trichophorum, The highest seedling vigority belodes to Agropyron trichophorum and Festuca sulcata finally, Therefore these con be used in improvement and developmend procces of pasture in arid and semi arid region.
    Keywords: Perennial grasses, Evaluation, forage dry matter yield, Seed yield, Ardabil province
  • Forood Sharifi *, samaneh arvandi, Ali Shahnazari Pages 667-680
    Steam condensation system in soil is a new and developing method that is capable of regenerating land using renewable energy. In this method, the supply of water and moisture, is obtained from the air steam transferred directly to the root zone. The method is used to increase the moisture content of different soils improved with organic matter. The results of this study showed that steam condensation has a significant role in increasing soil moisture and has a promising prospect. The moisture content stored in organic soils improved by more than 11% during the experiment. Statistical evaluation of measured data showed that with a 99 percent chance, the method can help to increase soil moisture. Also, with a 99% chance of changing these factors, it's best to increase soil moisture. By changing soil texture with a 95% probability, the best effect can be achieved in increasing moisture content. The results showed that soil with moderate texture, 35% organic matter and steam 45 ° C with coated conducting tube had better conditions than moisture and temperature in comparison with other treatments
    Keywords: Water, Condensation, soil, moisture content, absorbent material
  • hosien sadeghi , omonabin bazrafshan *, Abdolreza Bahremend, Arash Malekian Pages 681-697
    The purpose of this study is the effects of the morphometric factors on peak discharge in 108 hydrometric stations in the southern watersheds, Iran. After homogeneous tests and random data, a time period (from 1983-1984 to 2013-2014 was chosen and used to choose the best probability distribution function. Overall, the 84 morphometric and geometric parameters were calculated in ARC GIS software. In this research, the structural equation modeling with the least approach in smart – PLS software was used to check the most effective factors on the annual maximum discharge. 18 variables were identified as effective factors on the maximum discharge. between more than 84 structures, the effect of the focus time structures, positive height ratio, miller slenderness ratio structures ,the main river- slope characteristics , elevation number and the main river-slope height properties are negative than can predict overall the %46 of the annual maximum discharge changes in the watershed areas of Iran s southern parts. These factors affect directly on the flood in the total focus time about %38 thus, the most effective factor on the flood discharge is the focus time factor that should be considered in the flood management in Iran s southern areas.
    Keywords: Annual maximum discharge, Morphometric Characteristics, Minor partial least squares regression, structural equation, Factor analysis
  • elahe zafarian, Ataollah Ebrahimi *, Reza Omidipour Pages 699-714
    Land cover mapping is essential for natural resource management. Satellite imagery can be used for mapping land cover. Several methods are available for land cover mapping whilst choosing the best method is one of the most important issue in this context. To compare pros and cons of three methods of classification including maximum likelihood, object-based segmentation and artificial neural network, first, the efficiency of these three methods were evaluated. Then the trend of land cover changes in Shahrekord basin was investigated for 1999, 2009 and 2015 using Landsat images of TM, ETM+ and OLI sensors, respectively. After geometric and radiometric corrections, the land cover map of 2015 was prepared based on the three methods. The results of the validation mapping methods revealed that object-based method was more promising than the others with 93 and 90% for total accuracy and Kappa coefficients of agreement, respectively. So, the object-based segmentation method is recommended for monitoring of land cover changes. The results of the land cover change indicated that residential areas increased from 1.727% in 1999 to 2.98% in 2015 and agricultural lands increased from 5.73% to 12.60% but rangelands were decreased by 9.05 in total. Moreover, bare-lands were increased from 1999 to 2009 by 6.19% but decreased from 2009 to 2015 by 5.27%. The result of this study showed that the object-based method is superior to pixel based method of Maximum-liklihood and neural network. So, object-based segmentation is recommended for estimating land cover changes.
    Keywords: Remote Sensing, Land Cover Mapping, Maximum Likelihood, Object-based segmentation, Artificial Neural Network, Shahrekord Basin
  • Yousef Azimi *, Salman Zare, Hamid Sarkheil, Javad Bodaghjamali, Siayamac Heshmati Pages 715-735
    Mulching on the ground surface is one of the common approaches for fixing the sandy dunes and controlling dust. Despite the frequent use of oil mulch, due to its heavy costs and environmental problems, researches are focused on producing new environmentally friendly mulches. In this research, different treatments of cement, lime, wind sands and steel-slag, as cement-slag mulch, have been used to fix the sand dunes samples prepared from Robat-Karim region. Steel-slag is added to the mulch composition because of the benefits of waste reduction from environment and replacement of a part of the cement in the mulch composition because of Steel-slag pozzolanic property. To reduce the number of tests and find the optimal composition of the mulch, statistical mixture design approach was used. Furthermore, the effect of different percentages of the ingredients on shear, compression and impact strength and moisture content of cement-slag treatments were investigated. Results show that the addition of steel-slag increases the compressive and shear strength as well as the ability to maintain soil moisture in the proposed mulch. Finally, developing the mathematical model of the experiments, six different objective functions were considered for optimizing the composition of the proposed cement-slage mulch. As a result combination of 68.731% sand, 27% cement, 2.979% steel-slag and 1.3% lime were the best mulch considering all the objective functions. To validate the results of the optimization, six optimal compositions were re-constructed and the tested again. Obtained results showed an acceptable consistency between the predicted and tested values.
    Keywords: Dust, Cement mulch, Mixture Design, Steel Slag
  • Dariush Ghorbanian, Ehsan Zandi esfahan, Heydar Sharafieh, Alireza Eftekhari* Pages 737-746
    The use of saline and lands low-yield lands for forage production is an important step towards optimal utilization of low quality soil and water resources and supplying livestock forage as well as conservation of soil and water resources. Therefore, this research was aimed to investigate the establishment potential, canopy cover percentage, height growth and yield. Garmasar Desert Research Station with a soil salinity of 30-35 ds/m and Atriplex canescens, Atriplex leucoclada, Atriplex verrocifera, Aeluropus lagopoides and Aeluropus littoralis were selected and the species were cultivated in three replications. In each replication, 15 individuals of the study species were cultivated on each row. According to the results, the establishment percentage of At. ca, At. le, At. ve, Ae. la and Ae. li was recorded to be 95.5%, 95.5%, 100%, 97.7%, and 100%, respectively, indicating high establishment potential. The results of analysis of variance for annual yield showed that all the study species were able to produce forage in saline lands with a soil salinity of 35 ds/m.Among the study species, At. ca and At. le had the highest canopy cover and height. The highest forage production (more than 2 kg ha-1) was recorded for At. le, compared with other study species.Our results clearly showed that yield and canopy cover superior to other traits in showing the differences among the study species.
    Keywords: Forage production, canopy cover, salt tolerant species, establishment, Semnan
  • nasibe ghanbari, hossein azarnivand *, hamed joneidi jafari, mohammad jafari Pages 747-758
    This study aimed to effect of converting rangeland to afforestation on carbon and nitrogen storage was done in forested areas of Hassan Abad in Sanandaj. Masses of studied was include Cupressus arizonica, Pinus eldarica, Fraxinus rotundifolia, Robinia psedoacacia and Thuja orientalis whit an average age of 20 years and adjacent rangeland that converting was not created was selected as control. Sampling of soil was done in afforestation mass and control and characteristics of organic carbon, nitrogen, phosphorus, potassium, bulk density, pH, electrical conductivity, percent clay, silt and sand was measured. To compare the effect of forestry corrective operations on carbon sequestration was used independent t-test analysis and to compare the effects of different types of afforestation on soil carbon and nitrogen sequestration rates was used one-way ANOVA. Results shows that Robinia psedoacacia have a significant effect on increase of carbon and nitrogen sequestered and amount of phosphorus and potassium in soil and in total in Robinia psedoacacia mass amount of cabon sequestered and nitrogen stored in soil was calculated 80.62 and 5.42 ton/ha and in control 47.05 and 3.08 ton/ha and Robinia psedoacacia mass cause to increase of soil carbon and nitrogen amount of 71 and 75 percent and lowest amount of carbon and nitrogen was obtained in soil of Cupressus arizonica mass. Stepwise regression results showed that nitrogen, phosphorus and potassium, respectively are most important components affecting in soil of investigated mass.
    Keywords: converting, corrective operations, afforestation, Carbon sequestration, nitrogen storage
  • shahin mohammadi *, Hamidreza karimzadeh, saeid pourmanafi, Saeed Soltani Pages 759-774
    Soil is one of the most important production factors that has a great impact on human socio-economic life and the process of soil erosion is one of the environmental issues that threatens the environment, natural resources and agriculture. Spatial and temporal information of the soil loss and soil erosion on the land has a significant role in influencing management practices, soil erosion control and watershed management. Therefore, this study was conducted with the aim of studying the spatial and temporal estimation of soil erosion during 1994, 1999, 2008 and 2015 in the sub-basin of Menderjan with an area of 21100 hectares located in the west of Isfahan province using RS and GIS. In the present study, while conducting field studies, various data and information including the digital elevation model, satellite images, soil, and statistics on rain gauge stations were used as a research tool. Estimation of soil erosion in the study area was carried out using RUSLE Model. The results of this study showed that the amount of soil erosion in 1994, 1999, 2008 and 2015 was 0.001 to 233, 0.001 to 297, 0.001 to 231 and 0.001 to 215 "ton/”ha.year”. The topography factor in the study area with the correlation coefficient of 80% had the greatest effect on the estimation of annual soil erosion by the RUSLE model. This research corroborate the effectiveness of modern GIS technologies and remote sensing in temporal simulation for quantitative, exact, and point-to-point estimates in the whole area to obtain soil erosion content.
    Keywords: Modelling, Soil Erosion, Land Cover Change, Soil Conservation, Zayandeh-Rud Dam
  • Ghasem Mortezaii Frizhandi *, maryam mirakbari Pages 775-785
    Drought is a natural and repetitive phenomenon. In this study, using SDI and GRI indicators, the hydrological drought condition was evaluated and compared with meteorological drought indicators.
    In the MATLAB environment, the GRI index was determined. According to the results, the GRI index during the statistical period (1981-2015), the maximum drought severity was -73.25, and the maximum duration of drought was 79 months.
    These values are higher than the SDI index in the same time scale and the common statistical period.
    The Frequency of different groups of GRI indicator in the 35-year statistical period showed that normal drought had the highest percentage of abundance.
    The SDI index has the highest maximum continuity in the low-level time scales compared to the drought indicators of the meteorology. Frequency of drought groups was calculated based on an SDI index for the statistical period for different time scales.
    The results of this study showed that SPEI on 24 and 48 months scale with 3 month delay have the highest correlation with GRI which showed the impact of meteorological drought after two years has more effect on groundwater resources.
    Knowing the time interval between the occurrence of meteorological drought as main cause of coming drought that could help planners and managers to take the necessary management measures to cope with the drought caused by a shortage of water resources including surface and groundwater.
    Keywords: SDI, GRI, Cross correlation, Azam river basin Harat, Regional rainfall, temperature
  • TAYYEBEH MESBAHZADEH *, Zahra Ayazi, farshad soleimani sardoo Pages 787-795
    By identifying the removal areas the reasons can be identified instead of addressing the causes, And focused on executive activities in the harvesting areas And for this, the identification of sediments is particular importance In this paper, with the aim of better understanding and interpreting sedimentary samples, Investigating and analyzing the distribution of sediments in the facies of the study area has been investigated. For this purpose, after sampling of surface soil and preparation of samples, The drying procedure was performed according to A.S.T.M standard in 8 classes, which was smaller than 64 microns to 4000 microns. By entering the data into Gradistat software, statistical parameters such as mid-diameter, skewness and sample sorting were calculated based on the Fulc's comprehensive drawing method. The results of the study showed that the particle sorting is between 0.8 and 0.3, which confirms the near-average spacing distance from the harvesting area to the sediment accumulation point. The results of the particle tilting index are in the median vein facies, agricultural lands, agriculture, and sandy areas with symmetrical pebble cover. In other facies, the index is tilted towards fine particles. In the facies of the Rigi plain, the puffy lands and the permafrost shells of the wear coefficient classes are between 0-200 and then fully angled and the particles are transported from a distance. In the rest of the facies, the wear coefficients are between 200 to 400, in which case the particles are semi-angled and the particles are transported from a relatively distant distance.
    Keywords: Grain, Morphoscopy, sorting, Bending, Abrasion coefficient, Gradistat
  • Javad Motamedi *, Tayebeh Tofighi azar, Morteza Molaei Pages 797-807
    Functions of a natural resource, including rangeland ecosystems, can be divided into four groups of regulatory, habitat, production and information functions. Therefore, in this study, the economic valuation of forage production function and utilization of rhizome orchid were in terms of performance and utilization of orchid feed, studied in Trgvr grasslands of Urmia. For this purpose among, the distribution areas of orchids in the grasslands area, six locations with a total area of 120 hectares with different water levels that are representative of a wide range of grassland area, were selected. Then, The production of different vegetation forms and the amount of orchids production was measured in represetive sample, and the economic value was estimated by marketing method according to the results each hectare of grassland area is able to produce 1731.78 kg forage and 4.02 kg orchids in a growing season, whit it's economic value of each hectare of forage production and utilization of orchids in terms of function, respectively equal to 16.88 and 44.72 IRR. The results of the study are useful in determine the acceptable level of damages grassland area and to calculated and green national accounts.
    Keywords: Economic valuation, Forage production, Orchid, Grassland, By-products of Rangeland
  • kazem Nosrati *, sepide imeni, arash talari Pages 809-827
    Sediment yield caused by soil erosion process as the most important land degradation index is considered a main challenge in sustainable development and threats the ecosystems. It is therefore very important to estimate the reliable sediment discharge at watersheds outlets. The large river drainage basins and the lack of sediment gauges have led to apply regional analysis methods, to estimate suspended sediment load in the basins without gauges or the gauges with lack of data. The objective of this study was to estimate regional suspended sediment load using principal components regression in homogeneous regions of Sefidrood drainage basin with an area of 59273 km2as dependent variable and 18 physiographic and hydrologic factors in sediment load were recognized in each homogenous region based on principal components analysis (PCA). Finally, the relationship between suspended sediment load with different return periods and controlling factors were determined. The results showed that the stations located in the study area were clustered in two homogeneous groups. In the homogeneous region one, based on the PCA, 18 variables reduced into 5 factors accounting more than 87% of total variance and in the second homogenous region reduced into 3 factors accounting more than 92%. Using the principal component regression in the first homogeneous region, the first factor with the coefficient of determination of sediment discharge with 25- year return period, 0.67, and in the second homogeneous region, the first and second factors with coefficient of determination 0.32 were entered in model.
    Keywords: Homogeneous regions, estimation of sediment, physiographic characteristics, principal components regression, Sefidrood Drainage Basin
  • hossein norouzi *, ataallah nadiri Pages 829-845
    Groundwater system studies to understanding its behavior, requires the exploratory drilling wells, pumping test and geophysical experiments, which can carried out with most cost. For this reason, simulation of groundwater flows by mathematical and computer models, which is an indirect method to groundwater studies, is being spent a few costs. In this research, the efficiency of artificial neural network, fuzzy logic and random forest models has been investigated in groundwater level estimation of Boukan plain. Parameters of precipitation, temperature, flow rate and water level within time period of the previous month were used as input and the water table in each period were selected as output through monthly scale (2006-2017). To evaluating the performance of models, Correlation coefficient, root mean square error and coefficient of mean absolute error were used. The results showed that the Fuzzy Logic and Random Forest models are able to estimate water levels with acceptable accuracy. In terms of accuracy, fuzzy logic model with the highest correlation coefficient (0.96), lowest root mean square error (0.068 m0) and mean absolute error (0.056 m) was recognized as a best the model in the groundwater level prediction.
    Keywords: Fuzzy logic, Groundwater Level, Neural Networks, Random Forest
  • Shahram Yousefi khanghah *, Damoon Razmjuee, Somayyie Dehdari, Nasim Arman Pages 847-856
    To better managing of rangeland the vegetation map is one of major factors, because plant communities is planning units of rangeland management and vegetation map shows the current status of plant communities. This research was conducted to produce vegetation type's map using Landsat 8 image classification in Behbahan, Khuzestan province. Rangelands of the study region is warm semi steppe and winter grazing. Geometric correction of satellite image was performed by ground control points with an error of less than one pixel. Atmospheric correction of existing data using the dark object subtraction was done. Field visits for vegetation type's border controlling and sampling training area was conducted. Eight supervised classification algorithms included Parallelepiped (PP), Minimum Distance to mean (MD), Mahalanobis distance (MAH), Maximum Likelihood (ML), Neural Net (NN) and Support Vector Machine (SVM) was performed. The results showed that ML algorithm has the highest overall accuracy (87.5 percent) and kappa (0.867) and PP algorithm has the lowest overall accuracy (67.1 percent) and kappa (0.571). It is suggested that, along with digital methods of classification of satellite images, visual interpretation should be used to clarify the boundary of the obtained vegetation types map.
    Keywords: Vegetation Type, Semiarid, Classification, Landsat, OLI