فهرست مطالب

دانش آب و خاک - سال بیست و هشتم شماره 4 (زمستان 1397)
  • سال بیست و هشتم شماره 4 (زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/10/01
  • تعداد عناوین: 17
|
  • میلاد مرادی، صمد دربندی، صابره دربندی* صفحات 1-16
    هدف از این تحقیق، ارزیابی چند روش توسعه مدل های تحلیلی- احتمالاتی برای برآورد حجم رواناب می باشد و نشان داده می شود که مدل های تحلیلی می توانند با درجه پیچیدگی متفاوت بر اساس تبدیل های مختلف بارش- رواناب به دست آیند. در این مطالعه واسنجی و صحت سنجی مدل های تحلیلی با پیروی از یک روش ترکیبی انجام گردید. کارآیی انواع مختلف تبدیل های بارش- رواناب در بخش غربی شهر کرمان مورد سنجش قرار گرفت. نتایج مدل تحلیلی برای رواناب مشاهداتی و شبیه سازی شده با مدل مدیریت رگبار (SWMM) مورد مقایسه قرار گرفت. با مشاهده خروجی ها می توان دریافت که اگر برای ضریب رواناب یک مقدار در محدوده 7/0- 6/0 درنظر گرفته شود، مدل تحلیلی- احتمالاتی نوع اول می تواند نتایجی نزدیک به نتایج شبیه سازی پیوسته مدل مدیریت رگبار با اختلاف نسبی کم تر ارائه دهد. به منظور ارزیابی اطمینان پذیری عملکرد مدل تحلیلی، با ثابت در نظر گرفتن ضریب رواناب منطقه نفوذپذیر، مساحت بخش نفوذناپذیر حوضه به تدریج افزایش داده شد. نتایج به دست آمده بیان گر آن است که با افزایش تدریجی نفوذپذیری حوضه، اثر ضریب رواناب منطقه نفوذپذیر بر حجم رواناب سالانه از حساسیت کم تری برخوردار خواهد بود. با استفاده از این مدل، تطابق مناسبی بین داده های مشاهداتی و محاسباتی به دست آمد. مدل های تحلیلی- احتمالاتی به دلیل محاسبات کم تر نسبت به مدل های شبیه سازی پیوسته، می توانند به عنوان یک مدل شبیه سازی پیوسته در تحلیل سیستم های رواناب شهری مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: بارش- رواناب، رواناب شهری، مدل مدیریت توفان، مدل های تحلیلی- احتمالاتی
  • بختیار کریمی*، چنور عبدی، زینب فتحی تیلکو صفحات 19-27
    کمبود آب یکی از مسائل اساسی مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران است. بنابراین، استفاده از آب های نامتعارف، در جایی که آب با کیفیت مناسب در دسترس نیست، رو به فزونی است. یکی از این منابع، پساب شهری است که علاوه بر تامین آب می تواند بخشی از نیاز غذایی گیاه را نیز تامین نماید. از این رو در این تحقیق، تاثیر پساب تصفیه شده بر رشد و عملکرد گیاه ذرت با نام علمی zea mays (رقم سینگل کراس 260) و گوجه فرنگی با نام علمی solanum lycopersicum (رقم تایگر) در شرایط گلخانه ای مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. در این بررسی از سه تیمار آبیاری با آب معمولی (شاهد)، آب معمولی و پساب به صورت یک در میان و پساب استفاده گردید. نتایج نشان داد که آبیاری با پساب در مقایسه با آب معمولی به طور معنا داری عملکرد گیاه ذرت و گوجه فرنگی را افزایش داد. بیشترین و کمترین تاثیر پساب بر شاخص های رشد گوجه فرنگی به ترتیب برای وزن خشک برگ (6/28 درصد) و قطر ساقه (6 درصد) و برای ذرت مربوط به وزن هزار دانه (1/28 درصد) و قطر بلال (10 درصد) بود. لذا با توجه به مشکل کمبود آب، این روش می تواند نقش قابل توجهی در توسعه پایدار و کاهش هزینه های آبیاری و کوددهی داشته باشد. پساب به دلیل غنی بودن از عناصر غذایی گیاه (نیتروژن، فسفر و دیگر عناصر پرمصرف و کم مصرف) می تواند به عنوان یک منبع آب برای آبیاری در منطقه استفاده شود و کاربرد کودهای تجاری را کاهش دهد.
    کلیدواژگان: ذرت، عملکرد گیاه، فاضلاب تصفیه شده شهری، گوجه فرنگی
  • رسول قبادیان*، سارا قنبری صفحات 29-42
    دانه بندی رسوبات موجود در بستر رودخانه می تواند نقش به سزائی در میزان فرسایش، رسوب گذاری و تغییرات مورفولوژی بستر و در نتیجه پایداری کناره رودخانه داشته باشد. هیدرولیک پیچیده جریان از یک سو و تغییرات ترکیبات مواد رسوبی کف رودخانه به صورت ذرات فرسایش یافته و یا ته نشین شده از سوی دیگر باعث ایجاد تغییراتی در الگوی فرسایش و رسوب در محل تلاقی رودخانه ها می شود. بررسی های موجود نشان می دهد، مطالعات آزمایشگاهی محدودی در این زمینه گرفته است. استفاده از مدل های عددی به رغم برخی محدودیت ها می توانند ابزاری مناسب و اقتصادی در این خصوص باشد. از این رو در تحقیق حاضر پس از واسنجی مدل عددی SSIIM1با استفاده از داده های اندازه گیری شده فرسایش و رسوب گذاری در محل تلاقی دو کانال مستطیلی به زاویه اتصال 60درجه، به بررسی تاثیر نحوه دانه بندی مواد بستر بر روی الگوی فرسایش و رسوب گذاری پرداخته شد. برای این منظور چهار نوع دانه بندی با D50 یکسان ولی با انحراف معیار( ) متفاوت در نظر گرفته شد و نتایج آنها به هم دیگر وبا دانه بندی یکنواخت مقایسه گردید. نتایج تحقیق حاکی از آن است که هرچه مواد بستر بزرگتری داشته باشند مقدار بیشینه عمق فرسایش کم تر می شود و موقعیت آن به گوشه پایین دست اتصال نزدیک تر است. هم چنین بیشینه ارتفاع رسوب گذاری با افزایش انحراف معیار افزایش می یابد. در ادامه تغییرات عرضی غلظت رسوب و مسیرهای انتقال رسوب بیشینه شناسایی شد.
    کلیدواژگان: الگوی فرسایش و رسوب، تلاقی رودخانه، دانه بندی غیر یکنواخت، مدل SSIIM1
  • عبدالحسین ضیاییان*، علی داد کرمی، غلامرضا معافپوریان، لادن جوکار صفحات 43-56
    در این تحقیق، با استفاده از طرح آماری بلوک های نواری خرد شده و اجرای دو سیستم آبیاری بارانی تک شاخه، اثرهای صفر، 90 ، 180 و 270 کیلوگرم نیتروژن از منبع اوره و 9600، 8550، 7500 و 6400 مترمکعب آب در هر هکتار، در دو سامانه خاک ورزی مرسوم و کم خاک ورزی بر روی ذرت (ZeaMays, L.) رقم سینکل کراس 704 مطالعه گردید. نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری بین میزان کارایی آب، میزان جذب فسفر و عملکرد علوفه دو سامانه خاک ورزی وجود نداشت. اثرهای اصلی آبیاری و نیتروژن بر ارتفاع و قطر ساقه ها، عملکرد علوفه تر، جذب نیتروژن، فسفر و روی و میزان کربن آلی خاک در سطح احتمال 1 درصد و بر عملکرد علوفه خشک و میزان کارایی مصرف آب در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بود. در تمامی سطوح نیتروژن، کارایی زراعی و فیزیولوژیک در خاک ورزی مرسوم بیشتر از کم خاک ورزی بود. مناسب ترین مقدار علوفه در خاک ورزی مرسوم از کاربرد توام 90 کیلوگرم نیتروژن و 8550 مترمکعب آب در هر هکتار و در کم خاک ورزی از کاربرد توام 270 کیلوگرم نیتروژن و 7500 مترمکعب آب در هر هکتار به دست آمد. از لحاظ کارایی مصرف آب، در خاک ورزی مرسوم کاربرد توام 180 کیلوگرم نیتروژن و 7500 مترمکعب آب در هر هکتار و در کم خاک ورزی کاربرد توام 180 کیلوگرم نیتروژن و 6400 مترمکعب آب در هکتار تیمارهای برتر بودند. بر اساس نتایج به دست آمده، می توان از روش کم خاک ورزی بجای روش مرسوم در مزارع ذرت کاری مشابه استفاده نمود اما به نیتروژن بیشتر و آب کمتری نیاز است.
    کلیدواژگان: آبیاری، خاک ورزی، ذرت، نیتروژن
  • علی اکبر صفری سنجانی*، نسرین حسنعلی زاده، قاسم رحیمی صفحات 57-68
    بررسی فراوانی و زنده مانی باکتری های روده ای در بافت سبزی ها برای پیشگیری از همه گیری بیماری ها بسیار مهم است. هدف این پژوهش بررسی آلودگی خاک و سبزی های آبیاری شده با پساب های شهری پالایش نشده، به کلیفرم های روده ای در شهر همدان بود. برای این کار نمونه هایی از اندام های هوایی سبزی ها و خاک پیرامون ریشه آنها ماهانه از خرداد تا شهریور سال 1390 برداشت شد. میانگین لگاریتم فراوانی ایشریشیا کلای، کلیفرم های لاکتوز مثبت و منفی به ترتیب برابر 32/5، 81/5 و 39/5 بود. در ماه های خرداد و تیر از دیدگاه آماری ناهمانندی چشم گیری (p<0.05) میان فراوانی کلیفرم های لاکتوز مثبت و منفی در خاک شاهد (حیدره) با آنها در دو جایگاه دیگر که با پساب شهری پالایش نشده آبیاری شده بودند، دیده نشد، ولی در شهریور ماه فراوانی آنها در خاک حیدره به اندازه چشم گیری (p<0.05) کمتر بود. میانگین لگاریتم فراوانی ایشریشیا کلای، کلیفرم های لاکتوز مثبت و منفی در بافت سبزها به ترتیب برابر 30/0، 97/3 و 72/3 بود. فراوانی ایشریشیا کلای در بافت بسیاری از سبزی ها در اندازه شمارش شدنی نبود. آبیاری با پساب پالایش نشده پیامد بسیار چشم گیری (p<0.001) بر فراوانی کلیفرم های لاکتوز منفی در بافت سبزی ها داشت. لگاریتم فراوانی این باکتری ها در هر گرم از وزن خشک گیاه شوید در جایگاه فرهنگیان بیشترین (58/4) و در جعفری در جایگاه حیدره کمترین (08/1) بود. فراوانی کلیفرم های لاکتوز مثبت و منفی درون سبزی ها با فراوانی آنها در خاک همبستگی نداشت ولی با هر یک از آنها در آب آبیاری همبستگی بسیار چشم گیری داشت (p<0.001).
    کلیدواژگان: آبیاری، پساب شهری پالایش نشده، سبزی ها، درون زی، کلیفرم ها
  • حامد عظیمی، سعید شعبانلو*، سعید کاردار صفحات 69-82
    به طور کلی، سرریزهای جانبی برای تنظیم و کنترل جریان در کانال های اصلی مورد استفاده قرار می گیرند. کانال های U شکل به عنوان مقطع مبدل بین کانال مستطیلی به دایروی در شبکه دفع فاضلاب استفاده می شود. در این مطالعه میدان جریان سه بعدی در کانال های U شکل دارای سرریزجانبی با استفاده از نرم افزار FLOW-3D مدل آشفتگیRNG k-ε و روش حجم سیال در شرایط جریان زیربحرانی و فوق بحرانی شبیه سازی عددی شد. برای هر دو رژیم جریان انطباق قابل قبولی بین نتایج آزمایشگاهی و عددی بدست آمد. به عنوان مثال مقدار درصد خطای ریشه میانگین مربعات برای شرایط جریان زیر بحرانی و فوق بحرانی به ترتیب مساوی 86/2 % و 21/2 % محاسبه شد. در شرایط رژیم زیربحرانی، یک جریان ثانویه در داخل کانال اصلی تشکیل شد که با پیشروی به سمت پائین دست توسعه یافت. در شرایط جریان فوق بحرانی، جریان جانبی از ابتدای سرریز به سوی انتهای آن افزایش یافت. همچنین در این مطالعه، اثرات استغراق سرریز جانبی بر روی الگوی جریان کانال اصلی مورد بررسی قرار گرفت. بیشینه سرعت عرضی تقریبا در وسط دهانه سرریزجانبی مستغرق اتفاق افتاد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، سرریزجانبی، جریان زیربحرانی و فوق بحرانی، کانال های U شکل
  • محمد محمدی*، حسین صمدی بروجنی، روح الله فتاحی نافچی صفحات 83-93
    یکی از مسائل استفاده از آبگیرهای زیر سطحی، کنترل رسوب ورودی است که به طورمعمول برای رفع آن ازسیستم فیلتراسیون استفاده می شود. یکی از روش های کنترل رسوب در این نوع آبگیر ها استفاده از فیلترهای ژئوتکستایل است. در این تحقیق با استفاده از آزمایشات در فلوم آزمایشگاهی به ارتفاع 2/1 متر، عرض 5/0 متر و طول 5 متر مستقر در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه شهرکرد، امکان سنجی استفاده از ژئوتکستایل در آبگیرهای زیر سطحی با رایزرهای عمودی به منظور تصفیه فیزیکی آب در چند چیدمان ژئوتکستایل مورد بررسی قرار گرفته است و با بکارگیری تحلیل ابعادی، پارامترهای موثر بر دبی خروجی مشخص و راندمان فیلتر از دیدگاه جلوگیری از ورود رسوبات در هر چیدمان به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد مطبق بودن یا لوله ای بودن نحوه چیدمان ژئوتکستایل تاثیر معنی دار در دبی جریان از آبگیر ندارد. همچنین نتایج نشان داد قابلیت فیلتر رسوبات در لوله های آبگیر عمودی، برای ژئوتکستایل لوله ای بین 60 تا 70 درصد و در ژئوتکستایل مطبق بین 80 تا 90 درصد می باشد. این نشان می دهد ژئوتکستایل مطبق نسبت به حالت لوله ای، 3/36 درصد راندمان بهتری برای کنترل رسوب دارد.
    کلیدواژگان: آبگیر زیرسطحی، تصفیه فیزیکی، ژئوتکستایل، غلظت رسوبات، فیلتر
  • سجاد جاوید، میر علی محمدی*، محسن نجارچی، محمد مهدی نجفی زاده صفحات 95-107
    تعیین رفتار جریان در کانال های روباز به منظور طراحی دقیق آنها برای انتقال آب همواره مد نظر محققان هیدرولیک بوده است. روابط قدیمی مانینگ-استریکلر، کولگان و کولبروک-وایت تخمین های غیر دقیقی برای ضرایب مقاومت جریان در کانال های زبر مستطیلی ارائه می دهند. در این تحقیق با بکارگیری مدل های آزمایشگاهی، مقاومت جریان در کانال های مستطیلی با جداره های صاف و زبر و استفاده از سه نوع مصالح رودخانه ای مورد پژوهش قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهند که رابطه تصحیح شده استریکلر با میانگین خطای نسبی 56/2 % قادر به تخمین ضریب زبری nمانینگ می باشد و روابط بازبینی شده کولگان برای کانال های صاف و کولبروک-وایت برای کانال های زبر با داده های آزمایشگاهی مطابقت خوبی با خطای کمتر از 91/4% و ضریب همبستگی 983/0 بدست می دهند. در ادامه، روابط تجربی دیگری نیز برای تخمین ضخامت زبری نیکورادزه،ks بر حسب اندازه قطر ذرات زبر جداره ارائه شده است. با استفاده از الگوی برنامه نویسی بیان ژن (GEP) رابطه صریح جدیدی برای تعیین ضریب اصطکاک، f، در کانال های مستطیلی با زبری یکنواخت با میانگین خطای نسبی 1/5 % و ضریب همبستگی 981/0 ارائه شده است.
    کلیدواژگان: بیان ژن، ضریب اصطکاک، ضریب زبری مانینگ، کانال مستطیلی، مقاومت جریان
  • طالب نظری، مجتبی بارانی مطلق*، اسماعیل دردی پور، رضا قربانی نصرآبادی، سمیه سفیدگر شاهکلایی صفحات 109-125
    برای بررسی تاثیر کاربرد خاکی، محلول پاشی و مصرف همراه با آب آبیاری (کودآبیاری) اسید هیومیک بر فراهمی آهن در گیاه کلزا (Brassica napus L.)آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با 10 تیمار و 4 تکرار به اجرا درآمد که تیمارها شامل مصرف خاکی اسید هیومیک در سه سطح (1، 2 و 4 گرم بر کیلوگرم خاک)، محلول پاشی اسید هیومیک در سه سطح (1/0، 2/0 و 4/0 درصد) و همراه با آب آبیاری در سه سطح (1000، 2000 و 4000 میلی گرم در لیتر) و تیمار شاهد (بدون اسید هیومیک) بود. نتایج نشان داد که بیشترین غلظت آهن کل در ساقه و آهن فعال به ترتیب با میانگین 85 و 9/44 میلی گرم بر کیلوگرم مربوط به تیمار 2000 میلی گرم بر لیتر مصرف اسید هیومیک همراه با آب آبیاری و کمترین مقدار به ترتیب با میانگین 6/54 و 4/20 میلی گرم بر کیلوگرم مربوط به تیمار شاهد بود. همچنین آهن قابل استخراج خاک گلدان ها پس از برداشت، توسط عصاره گیرهای مختلف به ترتیب اگزالات آمونیوم سریع> هیدروکسیل آمین هیدروکلراید AC-EDTA< DTPA< AB-DTPA < EDTA< کاهش یافت. براساس نتایج به دست آمده آهن استخراج شده به وسیله بیشتر عصاره گیرها با شاخص کلروفیل همبستگی معنی دار داشتند. از بین عصاره گیرها تنها آهن استخراج شده به وسیله DTPA با آهن کل ساقه (*69/0r=) و آهن فعال (*79/0r=) معنی دار شدند و بین آهن عصاره گیری شده توسط این عصاره گیر و غلظت کل آهن برگ همبستگی ضعیف و غیرمعنی دار (ns35/0r=) مشاهده گردید. در این تحقیق مشاهده شد اندازه گیری آهن فعال می تواند یک روش مناسب برای تشخیص کمبود آهن در گیاه کلزا باشد.
    کلیدواژگان: اسید هیومیک، آهن فعال، آهن قابل استفاده، عصاره گیرهای آهن، کلزا
  • یعقوب آژدان، علیرضا عمادی*، جعفر چابک پور، رسول دانشفراز صفحات 127-140
    ارزیابی کیفیت آب رودخانه ها در راستای تامین سلامت و پایداری محیط زیست، از مهمترین اهداف مدل های فیزیکی و ریاضی انتقال آلاینده ها در رودخانه ها است. در این پژوهش با انجام آزمایش های ماده ردیاب و با استفاده از مدل عددی OTIS نسبت به شبیه سازی انتقال مواد محلول اقدام شد. این مدل برای پارامترهای معلوم و مشخص جریان و همچنین با استفاده از غلظت منبع ماده آلاینده در مرز بالادست، منحنی رخنه را در مقاطع پایین دست رودخانه پیش بینی می نماید. آزمایش های این پژوهش در یک فلوم آزمایشگاهی به طول، عرض و عمق (12، 2/1، 8/0) متر انجام شد. شیب های 004/0 و 007/0 و دبی های 5/7، 5/11 و5/15 لیتر بر ثانیه برای انجام آزمایش ها انتخاب گردید و در هر یک از آزمایش ها، ماده ردیاب شامل جرم مشخصی از محلول کلرید سدیم در بالادست فلوم به صورت آنی تزریق شده و سپس منحنی های رخنه بر اساس سنجش هدایت الکتریکی جریان در خط مرکزی و در مقاطع مختلف پایین دست محل تزریق، رسم شد. برای بررسی تطابق منحنی های رخنه مشاهداتی و شبیه سازی شده، از شاخص های آماری شامل جذر میانگین مربع خطا، نش- سات کلیف و متوسط خطای مطلق استفاده گردید و با مقایسه منحنی های رخنه اندازه گیری شده و شبیه سازی شده، مقادیر ضریب پراکندگی طولی در بازه های مختلفی از طول بستر محاسبه گردیدند و بعد از تجزیه و تحلیل نتایج، مشخص گردید که، برای یک شیب طولی و دبی ثابت، با افزایش فاصله از محل تزریق مقدار ضریب پراکندگی افزایش می یابد، همچنین برای شیب ثابت نیز رابطه تغییرات دبی و ضریب پراکندگی مسقیم بوده ولی در دبی های یکسان با افزایش شیب طولی مقدار ضریب پراکندگی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: انتقال آلودگی، ضریب پراکندگی طولی، ماده ردیاب، منحنی رخنه، مدل عددی OTIS
  • وحید رضاوردی نژاد*، مینا رحیمی، فرخ اسدزاده صفحات 141-153
    به دلیل بحران های زیست محیطی ناشی از خشکی دریاچه ارومیه، لزوم بکارگیری روش های آبیاری با بازده بالا در این حوضه حائز اهمیت است. آبیاری قطره ای یک راه حل مناسب جهت استفاده بهینه از منابع آب می باشد. اجرای سامانه های آبیاری قطره ای نیازمند تحلیل کیفیت آب مورد استفاده جهت جلوگیری از گرفتگی گسیلنده ها می باشد. در این مطالعه، پارامترهای کیفی چشمه های بخشی از استان آذربایجان غربی شامل شوری (EC)، کل مواد جامد محلول (TDS)، نسبت جذبی سدیم (SAR) و شاخص اشباع لانژیلر (LSI) تعیین و قابلیت کاربرد چشمه ها در سامانه های آبیاری قطره ای، در منطقه مورد مطالعه مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور آمار کیفی 1705 چشمه موجود در محدوده مطالعاتی، از شرکت آب منطقه ای استان آذربایجان غربی اخذ و تحلیل شد. نتایج نشان داد که مقدار شاخص LSI در 3/87 درصد چشمه ها مثبت و پتانسیل رسوب کربنات در آن ها وجود دارد. TDS در 0/11 درصد از چشمه ها دارای مقادیر بین 1500-1000 میلی گرم بر لیتر بوده که خطرساز می باشد. مقدار TDS در 4/33 درصد دارای مقادیر 500-1000 میلی گرم بر لیتر و در 6/55 درصد نیز دارای مقادیر 500-0 میلی گرم بر لیتر بوده و بی خطر می باشند. همچنین مقدار SAR در 7/97 درصد چشمه ها در کلاس مناسب قرار گرفت. برای انتخاب روش مناسب میان یابی، روش های مختلف با استفاده از آماره های ریشه میانگین مربعات خطای نرمال (NRMSE) و خطای نسبی (RE) ارزیابی و روش کریجینگ با کمترین مقدار خطا نسبت به سایر روش ها، برای درون یابی پارامترهای کیفی استفاده شد. استفاده از آب چشمه های استان آذربایجان غربی در آبیاری قطره ای توصیه می گردد اما خطر گرفتگی گسیلنده ها به ویژه در شمال استان بالا می باشد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، آذربایجان غربی، کیفیت آب، کریجینگ، گرفتگی قطره چکان
  • مسلم ثروتی صفحات 155-165
    ارزیابی کیفیت خاک برای تولید پایدار محصولات کشاورزی ضروری بوده و باید به تواند اطلاعاتی در ارتباط با تصمیم گیری ارائه دهد. به این علت شاخص های کیفیت خاک به عنوان معیارهای ارزیابی معرفی شده است. این تحقیق به منظور تعیین تناوب زراعی مناسب براساس شاخص های مختلف کیفیت خاک در منطقه پارس آباد واقع در استان اردبیل انجام شد. سه قطعه زمین همجوار تحت کشت برنج که کشت دوم آن ها به صورت آیش، گندم و شبدر بوده و برای حداقل 4 سال متوالی تحت این تناوب زراعی قرار داشتند، انتخاب شدند. نمونه برداری از خاک به صورت تصادفی و از عمق0 تا 50 سانتی متری (در هر قطعه 30 نمونه) پس از برداشت کشت دوم انجام گرفت. تحلیل های آماری بیانگر این است که تمامی متغیرها از توزیع نرمال برخوردار بوده و در بین پارامترهای مختلف واکنش خاک و کربن توده زنده میکروبی به ترتیب دارای کمترین و بیشترین ضریب تغییرات در سه تناوب انتخابی است. نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین ها بیانگر اختلاف معنی دار بین شاخص های کیفیت خاک در تناوب های مختلف زراعی می باشد. مقدار ماده آلی، نیتروژن کل، تنفس میکروبی، کربن توده زنده میکروبی، ظرفیت تبادل کاتیونی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در تناوب برنج-شبدر به طور معنی داری بیشتر از سایر تناوب ها بود. اما ویژگی های جرم مخصوص ظاهری و بافت خاک اختلاف معنی دار در تناوب های مختلف زراعی نشان نداد. نتایج کلی پژوهش حاضر نشان داد که تناوب زراعی برنج در طولانی مدت با خانواده بقولات مانند شبدر کیفیت خاک را بهبود می بخشد.
    کلیدواژگان: برنج، پارس آباد، تناوب، کشاورزی پایدار، ویژگی های خاک
  • فاطمه روستایی، یحی کوچ*، سیدمحسن حسینی صفحات 169-181
    این بررسی به منظور تعیین و مقایسه شاخص کیفیت خاک در پوشش های مختلف اراضی شامل 3 توده جنگلکاری (توسکا ییلاقی، صنوبردلتوئیدس و دارتالاب) و یک توده آمیخته طبیعی (بلوط- ممرز- انجیلی) واقع در مرکز بذر جنگلی خزر آمل انجام گرفت. در هر یک از توده ها، در طول 4 ترانسکت خطی 200 متری، 4 نمونه خاک (ابعاد20×20 سانتی متر تا عمق 10 سانتی متری) با فاصله های 60 متر از یکدیگر برداشت و در مجموع از هر عرصه جنگلی 16 نمونه تهیه شد. ویژگی های خاک شامل چگالی ظاهری، کربن آلی، نیتروژن کل، نیترات، آمونیوم، جمعیت کرم خاکی و تنفس میکروبی در محیط آزمایشگاه اندازه گیری و در نهایت با استفاده از مقادیر به دست آمده، سرعت معدنی شدن کربن و همچنین شاخص کیفیت خاک در هر یک از توده های مورد مطالعه محاسبه شد. آزمون تجزیه واریانس ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک تقاوت های آماری معنی داری را در سطح 99 درصد در بین توده های جنگلی مختلف نشان داد. مقادیر شاخص کیفیت خاک به طور معنی دار (در سطح 95 درصد) در توده توسکا ییلاقی بیشترین (84/5) را به خود اختصاص داد، سایر توده ها صنوبر دلتوئیدس، آمیخته طبیعی و دارتالاب به ترتیب با شاخص کیفیت 26/5، 66/4 و40/4 در رده های بعدی قرار گرفتند. نتایج بیان گر نقش بسیارموثر پوشش جنگلی توسکا ییلاقی در افزایش کیفیت اکوسیستم خاک می باشد.
    کلیدواژگان: پهن برگ، تثبیت کننده نیتروژن، جنگل کاری، سوزنی برگ، سرعت معدنی شدن کربن
  • سامان معروف پور*، احمد فاخری فرد، جلال شیری صفحات 183-196
    بررسی تغییرات سطح آب زیرزمینی در برنامه ریزی و مدیریت پایدار منابع آب هر منطقه از اهمیت فراوانی برخوردار است. در تحقیق حاضر از عکس العمل سیستم آب زیرزمینی نسبت به مصارف و دبی جریان سطحی به عنوان ورودی های مدل های رگرسیون غیرخطی و برنامه ریزی بیان ژن جهت برآورد سطح آب زیرزمینی استفاده شد. بدین منظور از داده های ماهانه مصارف، دبی جریان سطحی و سطح آب زیرزمینی در طول دوره آماری 1381 تا 1390 در دشت بم نرماشیر (استان کرمان) استفاده گردید. با تحلیل همبستگی متقاطع مشخص شد که دبی جریان سطحی با تاخیر 4 ماهه و مصارف به صورت هم زمان بیشترین تاثیر را بر سطح آب زیرزمینی داشتند. سپس رابطه کلی بین این سه متغیر از طریق دو معادله مدل برنامه ریزی بیان ژن (GEP) و رگرسیون غیرخطی به دست آمد. برای برآورد مقادیر سطح آب زیرزمینی در آینده، نخست مصارف و دبی جریان سطحی به ترتیب با استفاده از روش های شبکه عصبی مصنوعی و توماس - فیرینگ پیش بینی شدند، سپس با قرار دادن در معادلات پیشنهادی، مقادیر سطح آب زیرزمینی پیش بینی گردید. نتایج نشان داد در حالت استفاده از داد های مشاهداتی با اختلاف اندک (RMSE و MAE به ترتیب 793/0 و 636/0 متر) ، مدل GEP بهتر از مدل رگرسیونی عمل کرده اما در حالت استفاده از داده های پیش بینی شده توسط توماس فیرینگ و شبکه عصبی مدل رگرسیونی با داشتن RMSE و MAE به ترتیب 437/1 و 118/1 متر برآوردی دقیق تر از سطح آب زیرزمینی در دشت مورد مطالعه داشته است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی بیان ژن، رگرسیون غیرخطی، روش توماس فیرینگ، سطح آب زیرزمینی، شبکه عصبی مصنوعی
  • سیران مجیدی گنجی، حسین بیات*، آزاده صداقت صفحات 197-209
    در این مطالعه قابلیت کاربرد 16 سری از توابع انتقالی ایجاد شده توسط محققان مختلف برای تخمین منحنی مشخصه آب خاک [1](SWCC) 57 نمونه خاک از استان های مازندران و آذربایجان شرقی مورد بررسی قرار گرفت. درصد رس، شن، سیلت، جرم مخصوص ظاهری و حقیقی، درصد کربن آلی و عمق نمونه برداری به عنوان پارامتر های زودیافت و مقدار رطوبت در مکش های مختلف و پارامتر های مدل ون گنوختن و بروکس و کوری به عنوان پارامترهای دیریافت خاک در نظر گرفته شدند. مقادیر اندازه گیری شده و برآورد شده رطوبت در مکش های مختلف با همدیگر مقایسه و توابع انتقالی توسط شاخص های آماری ارزیابی گردیدند. نتایج نشان داد که درصد رس، کربن آلی و جرم مخصوص ظاهری دارای همبستگی معنی داری با غالب ضرایب منحنی های رطوبتی بودند.تابع کمپل و شیوزاوا که تابع انتقالی پارامتریک با متغیر های ورودی درصد رس، شن و جرم مخصوص ظاهری بود با انتگرال جذر میانگین مربعات خطا (IRMSE)[2] و معیار اطلاعات آکایک[3] AIC)) به ترتیب (cm3cm-3) 0676/0 و 3600- و تابع انتقالی پارامتریک مایر و جارویس با متغیر های ورودی درصد شن، رس، سیلت، کربن آلی و جرم مخصوص ظاهری با IRMSE و AIC به ترتیب (cm3cm-3) 2452/0 و1900- به ترتیب بهترین و بدترین نتایج تخمین رطوبت را در دامنه مکش صفر تا 15000 سانتی متر داشتند. نتایج این پژوهش نشان داد که می توان از برخی توابع انتقالی بین المللی جهت تخمین رطوبت برای خاک های ایران استفاده نمود.
    کلیدواژگان: ایران، تخمین، توابع انتقالی، منحنی مشخصه آب خاک، ویژگی های زود یافت خاک
  • لعیا احمدی*، سید فرهاد موسوی، حجت کرمی صفحات 211-223
    امروزه، با توجه به افزایش مصارف و تقاضاهای آب، باید تخصیص بهینه آب را جدی گرفت. در این تحقیق از مدل های WEAPو Vensimجهت برنامه ریزی و مدیریت آب حوضه رودخانه نازلوچای واقع در استان آذربایجان غربی استفاده شده است. با استفاده از این دو نرم افزار، دو مدل تهیه شده که یکی مربوط به تامین آب منطقه با استفاده از آب به هنگام رودخانه (بدون سد نازلو) و دیگری مدل سد نازلو می باشد. نیازهای آب منطقه تا سال 2016 ارزیابی شده، تحلیل هایی روی آورد رودخانه در 40 سال گذشته انجام شده و آورد رودخانه از سال 2013 تا سال 2016 با روش ARIMAبرآورد شده است. براساس نتایج، متوسط اختلاف مدل های WEAP و Vensim در حالت بدون سد و با سد به ترتیب 74/3 درصد و 91/8 درصد می باشد. بیشترین کمبود آب مربوط به تامین نیاز کشاورزی در ماه سپتامبر است که با ساخت سد، متوسط تامین در این ماه از 8/15 درصد به 94 درصد حجم تقاضا افزایش می یابد. برای صحت سنجی نتایج نرم‏افزارها در مورد کمبود آب، از شاخص SPI استفاده شده که در 5/72 درصد موارد همخوانی وجود دارد. به طور کلی، بدون احداث سد، مصارف شرب و صنعت و محیط‏زیست منطقه در حد زیاد و قابل قبولی تامین می‏شود، ولی در مصارف آب در کشاورزی کمبودهایی وجود خواهد داشت. از نقطه نظر تامین آب، سدی با حجم مخزن 100 میلیون مترمکعب به جای سدی با حجم مخزن 154 میلیون مترمکعب کفایت خواهد کرد.
    کلیدواژگان: تخصیص آب، ARIMA، SPI، Vensim، WEAP
  • بهزاد امیری، محمد امیر دلاور*، پریسا علمداری، آرمان نادری صفحات 235-248
    توالی های لس-پالئوسول منابع ارزشمندی در خصوص کسب اطلاعات مربوط به محیط و آب و هوای گذشته هستند، از طرفی مطالعه کانی های رسی شاخص مناسبی برای بررسی تغییرات اقلیم در شرایط گذشته است. هدف از انجام این پژوهش مطالعه شاخص های تکاملی و ویژگی های کانی شناسی به روش پراش پرتو ایکس و طیف بینی مادون قرمز در یک توالی لس-پالئوسول در منطقه نکا استان مازندران است. برای این منظور پس از انتخاب یک مقطع از خاک های دارای توالی لس-پالئوسول نمونه هایخاکدست خورده و دست نخورده از 13 لایه شناسایی شده، برای انجام آزمایش هایفیزیکی، شیمیایی و کانی شناسی جمع آوری گردید. بر اساس نتایج مقطع مطالعه شده چهارمرحلهخاک سازیراسپریکرده است. نتایجکانی شناسینشانداددر پالئوسول ها حضور کانی های اسمکتیت، ورمی کولیتو کانی هایمختلطاسمکتیت-ایلیتبیان گرشرایطمرطوب ترومساعدترهوادیدگیدردورانبینیخچالی (اقلیم گرم تر) است. حضوررس هایاولیهوبدونتکامل درپوشش لسموید شرایطسردوخشکیخچالیاست. نتایج اندازه گیری شکل های مختلف آهن و منگنز نشان داد که در مراحل اولیه هوادیدگی و تکامل خاک آزادسازی آهن غیربلوری (فعال) از مقدار تشکیل آهن بلوری (پدوژنیک) در کانی های خاک کمتر بوده و در نتیجه منجر به افزایش نسبتآهن غیربلوری نسبت به آهن بلوری شده است. با افزایش سن و درجه تکامل خاک، مقدار آهن پدوژنیک بیشتر شده و این نسبت کاهش یافته است. کانی شناسی به روش طیف بینی مادون قرمز حضور کائولینیت را در افق های قدیمی تائید کرد.
    کلیدواژگان: لس-پالئوسول، آهن پدوژنیک، اقلیم گذشته، شاخص های تکاملی
|
  • M Moradi, S Darbandi, S darbandi* Pages 1-16
    The aim of this research is to evaluate some methods of developing analytical-probabilistic models in runoff volume estimation and it is shown that analytical models can be obtained with varying degrees of complexity based on different rainfall-runoff conversions. In this research, calibration and validation of analytical models were evaluated following a hybrid method. The efficiency of different types of rainfall-runoff transformations was measured in the western part of Kerman. The results of the analytical model for the observed and simulated runoff were compared with the storm management model (SWMM).According to outputs if for a runoff coefficient a value is considered in the range of 0.6-0.7, the first-order analytic-probabilistic model yields close results to the simulation ones that are obtained from the storm management model with less relative difference.In order to evaluate the reliability of the analytical model performance, with considering constant value for runoff coefficient, pf permeable zone, area of the impervious zone of the basin. Was gradually increases the results indicate that with the gradual increase of the permeability of the basin, the effect of the permeable area runoff coefficient on the annual runoff volume. Is less sensitive Using this model, a good accommodation between observational and computational data. Was obtained Analytical-probabilistic models due to less computations than continuous simulation models can be used as a continuous simulation model for analyzing urban runoff systems.
    Keywords: Rainfall-runoff, Urban runoff, Storm Water management model (SWMM), nalyticalprobabilistic models
  • B Karimi*, CH Abdi, Z Fathi Tileko Pages 19-27
    The water scarcity is one of the crucial problems in arid and semi-arid regions such as Iran. Therefore, application of unconventional water, where suitable quality water supplies are not available, is increasing. One of these sources is treated urban wastewater (TUW), which can supply water and nutrient requirements of plants. Therefore, in this research, growth and yield of corn (zea mays-single cross 260) and tomato plants (solanum lycopersicum tiger) were evaluated using TUW under greenhouse conditions. The experiment was done as a randomized complete design with three replications. In this research, three treatment of irrigation water were applied including TUW, alternative TUW- water and water. The results showed that the application ofTUW had a significant effect on increase of the corn and tomato yields when compared to the treatment of water application. The highest and lowest impacts of TUW on tomato growth indices were related to leaf dry weight (28.6%) and stem diameter (6%), respectively. Similarly, these extreme amounts in the corn were related to the grain weight (28%) and corn diameter (10 %), respectively.So, considering the water scarcity, this method can play significant role in the sustainable development and decreasing the irrigation and fertilization costs. Thus, application of TUW as a new water resource can reduce commercial fertilizer usage due to containing rich nutrient elements (nitrogen, phosphorus and other macro and micro nutrients).
    Keywords: Corn, Tomato, Urban wastewater, Yield
  • R Ghobadian*, S Ghanbari Pages 29-42
    The grain size distribution of the riverbed materials plays an important role in the erosion, sedimentation, change of river morphology and riverbank stability. The complex hydraulic flow on the one hand and the changes in the composition of the sediment of the riverbed as the eroded or deposited particles on the other hand cause changes in the sedimentation and erosion patterns at the river confluences. The literature review shows that few experimental studies have been conducted on this topic. Although applying numerical models are entwined with some limitations, they could beused as the suitable and economical tools. In the present study, firstly the SSIIM1 model was calibrated by the measured data at the confluence of the two rectangular open channels with the crossing angle of 60o and then, the impact of riverbed materials’ grain size distribution on sedimentation and erosion patterns was studied. In this regard, four types of grain size distribution with the same D50 and different standard deviation (σg) values were applied and their results were compared with each other and with uniform distribution, as well. The results illustrated that the maximum depth of erosion was decreased by increasing σg and its spatial location was closer to the downstream corner of channel confluences. Moreover, the maximum height of the sedimentation increased with increasing σg. In the following, the spanwise changes in sediment concentrations and paths of maximum sediment transport have been detected.
    Keywords: Erosion, sedimentation pattern, River confluence, Bed material grain size distribution, SSIIM1 Model
  • AH Ziaeian*, A Karami, gh Moafpourian, L Jowkar Pages 43-56
    In this research, using a split-block design and implementing two single-line source sprinkler systems, effects of 0, 90, 180 and 270 kg N/ha as urea source and 9600, 8550, 7500 and 6400 m3/ha of irrigation water on silage corn (Zea Mays L.), S.C. 704 variety in two conventional and minimum-tillage systems were studied. The results showed that there was not a significant difference between water use efficiency, phosphorous uptake and foliages yield of two tillage systems. The main effects of water and nitrogen on the stems height and diameter, fresh foliage yield, nitrogen, phosphorus and zinc uptake and the amounts of soil organic carbon were significant at 1% level and on the dry foliage yield and water use efficiency were significant at 0.05% level. At all levels of nitrogen, agronomic and physiological efficiencies in conventional tillage were higher than those in minimum-tillage system. The optimum amount of foliage yield in conventional tillage system was obtained from combined application of 8550 m3/ha water and 90 kg N/ha and in minimum tillage was obtained from combined application of 7500 m3/ha irrigation water and 270 kg N/ha. In terms of water use efficiency, in conventional tillage, combined application of 180 kg N/ha and 7500 m3/ha of water and in minimum tillage combined application of 180 kg N/ha and 6400 m3/ha of irrigation water were superior treatments. Based on obtained results, minimum-tillage system can be used instead of the conventional system in the similar corn fields but more nitrogen and less water is required.
    Keywords: Corn, irrigation, Nitrogen, Tillage
  • AK Safari Sinegani*, N Hasanalizadeh, G Rahimi Pages 57-68
    The study of population and survival of enteric bacteria in vegetables is very important in order to keep health and to inhibit epidemic diseases. The aims of this study were assessment of coliforms in soil and in tissues of the vegetables irrigated with untreated municipal wastewater in Hamadan, Iran. Samples of aerial parts of the vegetables and the soil around the roots were taken monthly from May to September, 2011. The abundance of E. coli, the lactose positive and negative coliforms in soil were 5.32, 5.81 and 5.39 log CFU g-1 respectively. The difference between the numbers of the lactose positive and negative coliforms in the soils irrigated with the untreated wastewater and their numbers in the control (Hydare) soil was not significant (p>0.05) in June and July. But their numbers were significantly (p<0.05) lower in the control soil in September. The means of E. coli, and the lactose positive and negative coliforms in the tissues of vegetables were 0.3, 3.97, 3.72 log CFU g-1 respectively. The E. coli was not detected in the vegetables in most cases. Irrigation with the untreated municipal wastewater had a significant effect (p<0.001) on the abundance of the lactose negative coliforms in the tissues of vegetables. The highest abundance of lactose negative coliforms was found in the Farhangian vegetables (4.58 log CFU g-1) and the lowest abundance of the lactose negative coliforms was found in the Hydare vegetables (1.08 log CFU g-1). The numbers of the lactose positive and negative coliforms in the vegetables did not have significant correlations with their numbers in the soils but they had high significant correlations with their abundances in the irrigation waters (p<0.001).
    Keywords: Coliforms, endophytes, irrigation, untreated municipal wastewater, vegetables
  • H Azimi, S Shabanlou*, S Kardar Pages 69-82
    Generally, side weirs are used for regulating and controlling the flow in the main channels. U-shaped channels are used as transition structure from rectangular to circular cross-section in sewage systems. This study presented a flow field simulation in the U-shaped channels along a side weir using FLOW-3D software, the RNG k-ε turbulence model and volume of fluid (VOF) scheme under the subcritical and supercritical flow conditions. The good agreement was obtained between the results of the numerical simulation and the experimental measurements for both flow regimes. For example, the root mean square error for subcritical and supercritical flow regimes was computed as 2.86% and 2.21%, respectively. In subcritical flow regime, a secondary flow created in the main channel which developed toward the downstream. The lateral flow increased from the beginning of the side weir toward the downstream end of the weir under supercritical flow regime. The effects of the side weirs submergence were investigated on the flow pattern in the main channel too. The maximum transverse velocity almost happened at the middle of the submerged weir length
    Keywords: Numerical simulation, Side weir, Subcritical, Supercritical flow, U-shaped channels
  • M Mohammadi*, H Samadi Boroujeni, R Fatahi Nafchi Pages 83-93
    One of the problems associated with the sub-surface water intake systems is the sediment inflow control, which is usually solved by a filtration system. Geotextile filter is one of the filter types for controlling sediment in the subsurface water intakes. In this research in order to investigate the capability of geotextile filter for filtration of water through the sub-surface vertical pipe intake, various experiments with different arrangement of the geotextile were carried out in a flume with the height of 1.2 m, width of 0.5 m and a length of 5 m, located in Soil Mechanics Laboratory of Shahrekord University. Based on the dimensional analysis, the effective parameters on the discharge capacity and the filtration efficiency were identified. The results showed that the different arrangements of the geotextile filters (laminated and rolled geotextile sheets) did not show a significant impact on flow capacity of the system. The results also showed that the sediment trap efficiency for rolled geotextile sheets was obtained 60 to 70 percent but it was about 80 to 90 percent for the laminated geotextile sheets. It indicates that the laminated geotextile sheets controlle the sediment by 36.6% more than the rolled geotextile sheets.
    Keywords: Filter, Geotextile, Physical filtration, Sediment concentration, Subsurface intake
  • S Javid, M Mohammadi*, M Najarchi, MM NajafiZadeh Pages 95-107
    In order to precise design, the determination of flow behavior in open channels have always been subjected by the hydraulic researchers. The traditional Manning-Strickler, Keulegan, and Colebrook-White equations provide inaccurate estimations for resistance coefficients in roughened rectangular channels. In this research, flow resistance coefficients both in smooth and rough rectangular channel sections were investigated by using experimental models and three types of river materials. The results show that the revised Strickler formula estimates Manning's n with an average error about 2.56%; and the revised Keulegan equation for smooth and Colebrook-White equation for roughened channels give some good agreements with the experimental measurements by an error of less than 4.91% and a correlation coefficient of 0.983. Some empirical derived equations are also presented which gives the value of Nikuradse sand equivalent roughness, ks, as a function of roughness diameter size. A new explicit formula presented for friction factor, f, using gene expression programming (GEP) for uniformly roughened rectangular channels with an average relative error 5.1% and the corresponding correlation coefficient, 0.981.
    Keywords: Gene Expression, Flow Resistance, Friction Factor, Manning’s Roughness Coefficient, Rectangular Channel
  • T Nazari, M Barani Motlagh*, E Dordipour, R Ghorbani Nasrabadi, S Sefidgar Shahkolaie Pages 109-125
    In order to investigate the effect of acid humic application method including soil application, spraying and fertigation on iron (Fe) supplying in rapeseed, an expriment was caried out consisting of 10 treatments and 4 replications. Treatments included humic acid soil application in three levels (1, 2 and 4 g kg-1 soil), spraying at three levels (0.1, 0.2 and 0.4%) and with fertigation at three levels (1000, 2000 and 4000 mg L-1) and control treatment (without humic acid). The results showed that the highest total iron and active iron concentration in stalk were 85 and 44.9 mg kg-1, respectively, in the treatment of 2000 mg L-1 of humic acid with fertigation, and the lowest value, respectively, with an average of 54.62 and 20.40 mg kg-1 for control treatment. Also, the order of significance for extractable- Fe from the pot soil by various extractants was as follows: rapid ammonium oxalate > hydroxylamine hydrochloride>AC-EDTA> DTPA> AB-DTPA >EDTA. The results obtained in the present study showed that extracted iron was significantly correlated with chlorophyll content by most of the extractants. Among extractants, only extracted Fe with DTPA correlated positively and significantly with total Fe (r=0.69*) and active Fe (r=0.79*) while, total iron of leaf had weak and non-signifcant correlation (r= 0.35) with DTPA. Based on the results of this study, active iron measurement can be a suitable method for predicting iron deficiency in canola plants.
    Keywords: Active iron, Available iron, Canola, Extractants, Humic acid
  • Y Azhdan, AR Emadi*, J Chabokpour, R Daneshfaraz Pages 127-140
    Water quality assessment of rivers, in order to insure human health and environmental sustainability, is one of the most important purposes of the physical and numerical models of solute transport in rivers. In this research, some tracer experiments were done and also the numerical model of OTIS was used to simulate solute transport. This model predicts the solute BT curve for a given hydraulic and geometrical parameters at downstream sections of river with respect to concentration of pollutant resource at upstream boundary condition. The experiments were conducted in a flume with length, width and depth of 12, 1.2 and 0.8m. Two longitudinal slopes of 0.004 and 0.007 and three discharges of 7.5, 11.5 and 15.5 (l/s) were selected for the experiments. A given mass of NACL solution was instantaneously injected into upstream of the flume and then the breakthrough curves were plotted based on the measured electric conductivity values along the centerline of the flume for the different sections at downstream of the injection point. To assessment the goodness of the simulated and observed BT curves, the statistical indices including the root mean square error (RMSE), Nash and Sutcliffe (NS) and mean absolute error (MAE) were extracted. With comparison of the observed BT curves with the numerical results (obtained with OTIS), the longitudinal dispersion coefficient values in different reach of flume were calculated. Analysis of the results showed that for a constant longitudinal slope and discharge, by increasing the distance from the injection location, the coefficient of dispersion was increased. Also, for constant slope, with enhancing the discharge rate, the dispersion coefficient was increased but for a given discharges, the dispersion coefficient was decreased with increasing the longitudinal -slope.
    Keywords: Breakthrough Curve, Longitudinal Dispersion Coefficient- OTIS- Solute Transport, Tracer Experiment
  • V Rezaverdinejad*, M Rahimi, F Asadzadeh Pages 141-153
    Because of environmental crises duo to drying of Lake Urmia, the need for applying high efficiency irrigation systems is important in this watershed. Drip irrigation systems are suitable solutions for optimal use of water resources. Drip irrigation implementation requires analysis of water quality to avoid emitters clogging. In this study, qualitative parameters of springs in part of West-Azerbaijan province including the electrical conductivity (EC), total dissolved solids (TDS), sodium adsorption ratio (SAR) and Langelier saturation index  (LSI), were determined and investigated for application in drip irrigation systems in the study area. So, quality information of 1705 springs in the study area were taken from West-Azerbaijan regional water company and analyzed. Results indicated that the LSI has positive values in 87.3% of springs, so there is the Carbonate sedimentation potential. In 11.0% of springs TDS has amounts between 1000-1500 mgL-1 that is hazardous. TDS values in 33.4% have amounts between 500-1000 mgL-1 and in 55.6 % have amounts between 0-500 mgL-1 which are not hazardous. SAR values in 97.7% of springs are in the suitable class. To select a suitable interpolation method to provide the zoning map, various interpolation methods were evaluated using normalized root mean square error (NRMSE) and relative error (RE) statistics and the kriging method with the least errors than other methods, was used to interpolation of quality parameters. Application of spring's water in West-Azerbaijan province for drip irrigation is recommended; however, the risk of emitter clogging especially in the northern parts of the province is high.
    Keywords: Drip Irrigation, Emitter Clogging, Kriging, Water Quality, West Azerbaijan
  • M Servati Pages 155-165
    Soil quality appraisal is essential for sustainable agricultural production and should provide some information for decision. In this means soil quality indicatorsare introduced as criteria for assessment. This research was conducted to determine a suitable crop rotation system in parsabad region of Ardabil province, based on diffrent soil quality indicators.Three adjacent sites under rice cultivation that their second cultivation were fallow, clover and wheat with at least 4 consecutive years under this crop rotation, were selected. Soil sampling was performed on a random pattern from depth of 0-50 cm (30samples in each plot) after secend cultivation harvest. Statistical results revealed that the frequency distributions of all variables were normal. pH and microbial biomass (C) had the lowestand highestCV among the three selected rotations respectively. Analysis of Variance (ANOVA) and comparison test revealed that there were significant differences between the soil quality indicators. Organic matter content, total nitrogen, microbial respiration, cation exchange capacity, aggregates’ mean weight diameter and microbial biomass C were significantly greater in Rice-clover rotation systems than those in the other systems. However, bulk density and textural fractions components were not significantly different in the crop rotation systems.Overall results of this research showed that the ricerotation with legumes such as clover over a long time improved the soil quality.
    Keywords: Parsabad, Rice, Rotation, Soil properties, Sustainble agriculture
  • F Rostayee, Y Kooch*, SM Hosseini Pages 169-181
    The current study is conducted to identify and compare soil quality index in different land covers including three afforestation masses (Alnus subcordata, Populus deltoids a Taxodium distichum) and a natural mixed stand (Quercus, Carpinus betulus, Parrotia persica) located in Caspian forest seed center (Amol Province). In each of the masses, along four 200-meter transects, four soil samples (with a 20×20 m2 quadratic sampler with 10 cm depth) at 60-m intervals were taken. A total of 16 samples were collected from each forest. The soil properties including bulk density, organic carbon, total nitrogen, nitrate, ammonium, papulation of earthworms, and soil microbial respiration were measured in vitro. Finally, using the obtained values, rate of mineralization of the soil carbon, as well as the soil quality index were measured for each of the studied masses. ANOVA analysis of the physical, chemical and biological properties of the soil samples, taken from different forest stands, indicated significant statistical difference between them at level of 99%. Alnus Subcordata significantly showed the highest soil quality index (5.84 at 95%). Other masses, i.e. Populus deltoids, natural mixed, and Taxodium with quality indices values of 5.26, 4.66, and 4.40, respectively, were the next ones in the categories. The results indicated the very effective role of Alnus Subcordata forest cover in improving the quality of soil ecosystem.
    Keywords: Broad-leaved, Carbon mineralization rate, Needle-leaved, N-fixing, Plantation
  • S Maroofpour*, H Fakheri, Fard, J Shiri Pages 183-196
    Investigating groundwater level variations is very important for sustainable management and planning of water resources. In the present study, groundwater system response to the consumptions and surface water discharge were utilized as input variations of nonlinear regression and gene expression programming models to estimate groundwater table. The used data consisted of monthly consumption amounts, surface discharge rates and groundwater levels of Bam Normashir plain (Kerman province) during the period of 2002 to 2011. The cross-correlation analysis indicated that 12 lagged monthly surface discharge as well as the current monthly consumption values had the highest impact on groundwater level fluctuations. The global relationship between these three variables was obtained using the two equations produced by ordinary nonlinear regression and gene expression programming (GEP) model. For estimating the groundwater level fluctuations, the consumption magnitudes and surface discharge values were predicted using artificial neural network (ANN) and Thomas-Firing methods, respectively. Then, the values were putted in the regression-based equations to predict the groundwater level. The obtained result revealed that in the case of using observational data, the performance of GEP was slightly better than regression models (RMSE and MAE values were 0.793, 0.636 meter respectively), while by use of the data produced by employing Thomas-Firing and ANN, the regression models gave a promising result with RMSE and MAE values of 1.437 and 1.118 meter, respectively.
    Keywords: Artificial neural network, Gene expression programming, Groundwater level, Nonlinear regression, Thomas-Firing method
  • S Majidi Ganji, H Bayat*, A Sedaghat Pages 197-209
    In this study, the applicability of 16 series of the developed pedotransfer functions for estimating soil water characteristic curve (SWCC) of 57 soil samples from Mazandaran and East Azarbaijan provinces were examined. Clay, sand and silt percentages, bulk density, soil particle density, organic carbon percentage and depth of sampling were used as readily available soil parameters to estimate the water contents at different matric suctions, while parameters of Brooks and Corey and van Genuchten models were considered as difficult to measure soil parameters. The measured and estimated water contents at the different matric suctions were compared with each other and the pedotransfer functions were evaluated by statistical criteria. The results showed that clay and organic carbon percentages and bulk density had significant correlations with the most of the coefficients of the Brooks and Corey and van Genuchten models. The Campbell and Shiosawa parametric pedotransfer functions with the inputs of clay and sand percentages and bulk density had the amounts of IRMSE=0.0676 cm3cm-3 and AIC= -3600 (the best model) and Mayr and Jarvis parametric pedotransfer functions with the inputs of clay, silt, sand and organic matter percentages and bulk density had the amounts of IRMSE= 0.2452 cm3cm-3 and AIC= -1900 (worst model), for the 0 to 15000 cm matric suctions. The results showed that some of international pedotransfer functions could be used to estimate the water content of Iranian soils.
    Keywords: Estimation, Iran, Pedotransfer functions, Readily‌‌ available soil properties, Soil‌ water characteristic curve
  • L Ahmadi*, SF Mousavi, H Karami Pages 211-223
    Nowadays, due to increased water consumption and demands, optimum water allocation should be taken as a serious need. In this research, WEAP and Vensim softwares are used to plan and manage the water resources and demands in Nazloo River basin, located in West-Azarbaijan province. By use of these softwares, two models were prepared: One for supplying water demands of the region using river flows (without Nazloo dam) and the other one with the same condition but by considering the Nazloo dam operation effect. Water demands of the region were assessed up to 2016, river flow of the past 40 years was analyzed, and river discharge of 2013-2016 was estimated by ARIMA method. Results showed that average differences between the results of WEAP and Vensim softwares were 3.74% and 8.91% for the with-dam and no-dam options, respectively. The highest water deficiency was in water supply to agricultural demand in September, which with construction of the dam, the average supply in this month increases from 15.8% to 94% of the demand amount. To verify the obtained results of the unmet water demand in various years, the SPI index was used, which in 72.5% of the cases it was consistent with the results of the softwares. In general, without constructing the dam, water needs of industry and environment will be mainly supplied, but there would be some deficiencies in water supply for agriculture. For water supply, instead of constructing a dam with a storage capacity of 154 MCM, a dam with a capacity of 100 MCM will be enough.
    Keywords: ARIMA, SPI, Vensim, Water allocation, WEAP
  • B Amiri_M A Delavar*_P Alamdari_A Naderi Pages 235-248
    Loess–paleosol sequence is a valuable information source related to previous climate of the environment. Studying clay minerals is a suitable index for evaluation of climate change in previous conditions. The aim of this study was to study the evolutionary and mineralogical indices according to Infrared Spectrum Transformation and analyzing X-ray Diffraction in a loess–paleosol sequence in Neka region, Mazandaran Province. For this purpose, a transect was selected and were conducted. Disturbed and undisturbed soil samples from 13 identified horizons and layers were selected for physical, chemical and mineralogical analysis. Results showed that studied soil experienced four soil formation stages. Mineralogy results showed that in paleosol, presence of weathered minerals like smectite, vermiculite and mixed minerals including smectite-ilite represent moister and weathering-favorable conditions during interglacial period. Presence of primary clays and without evolution as loess covers represents glacial arid and cold conditions. Results of investigations indicated that at initial stages of soil weathering and development, it is possible to releasing non-crystalline (active) iron from soil minerals being more than crystalline (pedogenic) iron and cause increasing Feo/Fed ratio, while by increasing soil age and degree of evolution, pedogenic iron increases and reduces the ratio. Mineralogy using infrared spectroscopy confirmed presence of kaolinite in old horizons.
    Keywords: Loess–paleosol, Pedogenic iron, Previous climate, Evolutionary index