فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال بیست و ششم شماره 1 (فروردین و اردیبهشت 1398)

نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال بیست و ششم شماره 1 (فروردین و اردیبهشت 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/02/01
  • تعداد عناوین: 15
|
  • سید مرتضی سیدیان*، حامد روحانی، معصومه فراستی، سید رضا حسینی صفحات 1-25
    تغییر اقلیم در نواحی مختلف دنیا باعث تغییر پارامترهای هواشناسی شده است. خشکسالی و کم آبی مشکلی است که ممکن است بسیاری از کشورها را دچار بحران نماید. بنابراین مطالعه تغییرات پارامترهای هواشناسی و تاثیر آن بر دبی رودخانه ها که عامل مهمی در تامین نیازهای آبی می باشند حائز اهمیت است. هدف از این تحقیق بررسی ارتباط پارامترهای دما و بارندگی با شاخص دبی پایه در رودخانه گرگانرود با روش انتقال موجک پیوسته و همدوسی موجک می باشد. ابتدا دبی پایه با استفاده از روش دو پارامتره اکهارت تعیین و سپس شاخص دبی پایه محاسبه شد. شاخص دبی پایه نشان دهنده سهم آب های زیرزمینی در جریان سطحی رودخانه است که کمترین شاخص سالیانه مربوط به ایستگاه تقی آباد با مقدار 30/0 و بیشترین شاخص مربوط به ایستگاه تمر با مقدار 66/0 است. سپس رابطه درجه حرارت و بارندگی با شاخص دبی پایه شش ایستگاه (تمر، لزوره، نوده، ارازکوسه، سدگرگان و تقی آباد) واقع در حوزه آبخیز گرگان رود در یک دوره 33 ساله (1360 تا 1392) با روش انتقال موجک پیوسته و همدوسی موجک بررسی شد. تحلیل ارتباط داده های سالیانه دما و بارش بیانگر تاثیر دو پارامتر دما و بارش بر شاخص دبی پایه است. بررسی شدت همدوسی بین بارندگی و شاخص دبی پایه در ایستگاه های مورد مطالعه نشان داد بیشترین همبستگی در دوره های 1 تا 4 ساله وجود دارد که این همبستگی در سال های میانی ایستگاه های سد گرگان و تقی آباد غیر مستقیم و در سایر ایستگاه ها و سال های ابتدایی و انتهایی ایستگاه تقی آباد مستقیم است. در دوره های 4 تا 8 ساله نیز ارتباط و همبستگی هایی بین بارندگی و شاخص دبی پایه وجود دارد که در ایستگاه های لزوره و نوده مستقیم و ارازکوسه و تمر غیر مستقیم است. همچنین در دوره 8 تا 10 ساله بیشترین همبستگی در ایستگاه های ارازکوسه و نوده و با شدت کمتر در ایستگاه سدگرگان وجود دارد که جهت پیکان ها مستقیم بودن این ارتباط را نشان داد. تحلیل شدت همدوسی بین دما و شاخص دبی پایه نشان می دهد ارتباط و همبستگی های مستقیم و با شدت زیاد مربوط به ایستگاه های سدگرگان در سال های 1384 تا 1388 در دوره 3-4 ساله، لزوره در سال های 1381 تا 1385 با دوره بازگشت 4 ساله و تقی آباد در سال های 1363 تا 1368 با دوره بازگشت 1 تا 5 ساله است. همچنین همبستگی های غیر مستقیم مربوط به ایستگاه های نوده و تمر به ترتیب در سال های 1366 تا 1369 و 1390 تا 1392 با دوره بازگشت کوتاه مدت 2 و 3 ساله و ایستگاه تقی آباد در سال های 1372 تا 1379 و تمر 1371 تا 1392 با دوره بازگشت بلند مدت 8 تا 10 ساله است. با توجه به شرایط ایستگاه ها ممکن است ارتباط بارندگی با شاخص دبی پایه مستقیم و یا غیر مستقیم باشد. همچنین در بعضی از ایستگاه ها در دوره هایی رابطه مستقیم و در مابقی دوره رابطه عکس وجود دارد. ارتباط بین شاخص دبی پایه و دما نیز در بعضی از ایستگاه ها مستقیم و در برخی غیرمستقیم است.
    کلیدواژگان: بارندگی، دما، دبی پایه، موجک پیوسته، موجک همدوس
  • امیر سعدالدین*، احسان الوندی، واحدبردی شیخ صفحات 27-48
    سابقه و هدف
    هدر رفت منابع آب وخاک از پیامدهای بهره برداری نامتعادل از منابع تولید است. مدیریت بهینه اراضی باعث بهره برداری پایدار از منابع آب وخاک و کاهش تخریب این منابع می شود. هدف این تحقیق ارائه گزینه های مدیریتی مبتنی بر پوشش گیاهی و پیش بینی اثرات آن ها بر خصوصیات رواناب سطحی و فرسایش خاک در حوزه آبخیز بنکوه (حدود 3300 کیلومترمربع) با استفاده از مدل سازی است. بدین ترتیب برنامه ریزان و مدیران آبخیز می توانند با کمک این پیش بینی ها، تصمیمات مناسبی برای حل مشکلات این حوضه اتخاذ نمایند.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق با توجه به نوع و گسترش مشکلات در منطقه موردمطالعه و تعیین اهمیت نسبی آن ها، یازده فعالیت مدیریتی شامل قرق، درختکاری، علوفه کاری، رایپرین، تراسبندی، اگروفارستری، احداث باغ، پیتینگ، کنتورفارو، بذرپاشی و کپه کاری برای برطرف نمودن مشکلات حوضه انتخاب شدند. به منظور برآورد خصوصیات رواناب سطحی (ارتفاع رواناب، فسفر و نیترات) و مقدار فرسایش خاک در شرایط موجود به ترتیب از مدل L-THIA و معادله تجدیدنظر شده جهانی هدر رفت خاک (RUSLE) در چارچوب سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده شد. فاکتورهای RUSLE شامل R، K، LS، C و P می باشند که به ترتیب از داده های بارندگی، نقشه خاک منطقه، مدل رقومی ارتفاع و تکنیک سنجش ازدور محاسبه شده اند. به منظور پیش بینی اثر هر یک از اقدامات اصلاحی پیشنهادی بر میزان فرسایش خاک، برآورد ارزش عددی فاکتورهای P و C درروشRUSLE با توجه به جداول استاندارد موجود در متون علمی مربوط و بر مبنای قضاوت خبرگان انجام شد. برای ارزیابی کارایی روش های مورداستفاده، از معیارهای آماری RMSE و MAE استفاده شد. پس از ارزیابی کارایی مدل، از مدل ها برای پیش بینی اثرات احتمالی اقدامات اصلاحی بر خصوصیات رواناب سطحی و فرسایش خاک استفاده شد.
    یافته ها
    مقادیر متوسط فاکتورهای R، K،LS وC به ترتیب 85/1(MJmmha-1h-1y-1)، 29/0(t ha h ha-1 MJ-1 mm-1)، 82/10 و 86/0 برای شرایط فعلی بودند. نقشه فرسایش خاک نشان می دهد که میزان فرسایش خاک در سطح حوضه، از مقدار ناچیز تا 49/33 تن در هکتار در سال متغیر است و 12/11 درصد از کل منطقه در طبقه فرسایشی زیاد و خیلی زیاد قرار دارد. میزان ارتفاع رواناب سالانه حوضه از 12/1 تا 27/9 سانتی متر متغیر است و میانگین ارتفاع رواناب سالانه حوضه 74/6 سانتی متر برآورد شده است. تجزیه وتحلیل نتایج نشان می دهد که اقدامات اصلاحی قرق و کپه کاری با توجه به کلیه شاخص ها (ارتفاع رواناب، فسفر، نیترات و فرسایش خاک) بیشترین اثر را خواهند داشت؛ اما بر اساس واحد سطح اقدامات اصلاحی، علوفه کاری، درخت کاری و احداث باغ به ترتیب بیشترین اثر را بر شاخص ارتفاع رواناب خواهند داشت. علاوه بر این، ازنظر شاخص های فرسایش خاک و فسفر اقدامات احداث باغ، درخت کاری و علوفه کاری به ترتیب بهترین عملکرد را ارائه خواهند کرد. ازنظر شاخص نیترات، اقدامات احداث باغ، درخت کاری و رایپرین به ترتیب حداکثر اختلاف را با مقادیر این شاخص در وضعیت فعلی حوضه نشان خواهند داد. اجرای هم زمان تمامی فعالیت های مدیریتی باعث کاهش حدود 20/13 درصدی ارتفاع رواناب و 30/8 درصدی فرسایش حوضه خواهد شد.
    نتیجه گیری
    با در نظر گرفتن شرایط توپوگرافی و مورفولوژیکی حوزه آبخیز بنکوه و همچنین فاکتورهای فرسایش طبیعی و انسانی حوضه، به منظور جلوگیری از هدر رفت منابع خاک و آب باید به مناطق بحرانی توجه ویژه ای شود. با توجه به مشکلات آبخیز بنکوه در زمینه منابع آب وخاک، اجرای اقدامات اصلاحی مناسب برای حل مشکلات حوضه ضروری است. با توجه به وسعت زیاد مناطق مستعد برای اجرای فعالیت های قرق و کپه کاری در حوضه، این اقدامات بیشترین تاثیر را در بهبود خصوصیات رواناب سطحی و فرسایش خاک دارند. به منظور تصمیم گیری بهتر در انتخاب اقدامات اصلاحی توجه به سایر اثرات حاصل از اجرای اقدامات در مقیاس حوضه بنکوه از جنبه های اقتصادی، اجتماعی و اکولوژیکی پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: فرسایش خاک، ارتفاع رواناب، اقدامات اصلاحی، حوضه رودخانه حبله رود
  • عبدالله سلیمی مست علی، یونس خوش خو*، محمدحسین قلی زاده صفحات 49-69
    سابقه و هدف
    وقوع بارش های حدی به ویژه در مقیاس های زمانی کوتاه باعث خسارات سنگینی به جوامع انسانی و مناطق پرجمعیت شهری و اکوسیستم های طبیعی می شود و مطالعه و شناسایی دقیق آنها از جنبه های مختلف کشاورزی و منابع طبیعی، هواشناسی و هیدرولوژی، مهندسی و محیط زیست لازم و ضروری است. شدت آسیب پذیری در برابر بارش های حدی در مناطق مختلف یکسان نبوده و لازم است خطرپذیری و ریسک وقوع چنین بارش های خطرآفرینی در مناطق با شرایط اقلیمی مختلف مورد بررسی قرار گیرد. بر این اساس، هدف از انجام پژوهش حاضر ارزیابی و پهنه بندی ریسک وقوع بارش های حدی در مقیاس های زمانی مختلف 6، 12 و 24 ساعته برای غرب ایران که از تنوع اقلیمی و توپوگرافی چشمگیری برخوردار است می باشد.
    مواد و روش ها
    برای انجام این تحقیق تعداد 27 ایستگاه سینوپتیک واقع در 5 استان کردستان، کرمانشاه، همدان، ایلام و لرستان انتخاب شدند و مقادیر حداکثر سالانه بارش های حدی در سه مقیاس زمانی 6، 12 و 24 ساعته در یک بازه زمانی 25 ساله (2016-1992) استخراج شدند و با برازش توزیع های آماری مختلف بر هر کدام از این سری ها و با بکارگیری آزمون کای اسکوئر، برازیده ترین توزیع های آماری شناسایی شدند و از این توزیع های آماری شناسایی شده جهت تحلیل های احتمالاتی استفاده شد. جهت تعریف بارش های حدی سیل آسا در مقیاس های 6، 12 و 24 ساعته، به ترتیب از آستانه های 30، 40 و 50 میلیمتر استفاده شد و پس از محاسبه ریسک وقوع بارش های حدی سیل آسای مذکور در تمامی ایستگاه های مورد مطالعه، اقدام به پهنه بندی ریسک وقوع بارش های حدی سیل آسا در کل منطقه با بکارگیری مدل های رگرسیون خطی چندگانه بین مقادیر ریسک و ویژگی های جغرافیایی (طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی و ارتفاع) گردید. به جهت افزایش دقت مدل ها در برخی موارد از متغیر کمکی میانگین درازمدت تعداد روزهای با بارش بیش از 1 میلیمتر در سال نیز در ساختار مدل های رگرسیونی استفاده شد و جهت دستیابی به دقت بالاتر مدل های رگرسیونی، منطقه مورد مطالعه به سه منطقه مجزا تفکیک شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که از بین توزیع های آماری مختلف برازش داده شده به سری های زمانی بارش های حدی 6، 12 و 24 ساعته در منطقه مورد مطالعه، سه توزیع لوگ لجستیک، پیرسون و گاما بعنوان مناسب ترین توزیع های قابل برازش شناسایی شدند. به لحاظ دقت مدل های رگرسیون خطی چندگانه، نتایج حاکی از دقت بالای این مدل ها در هر سه منطقه تفکیک شده و در هر سه مقیاس زمانی 6، 12 و 24 ساعته بود. نتایج کلی تحقیق نشان داد که ریسک وقوع بارش های حدی سیل آسا در غرب ایران از تنوع چشمگیری برخوردار است به گونه ای که در بخش هایی از مرکز منطقه مورد مطالعه این ریسک بسیار پایین و در بخش هایی از غرب و جنوب منطقه مورد مطالعه بسیار بالاست.
    نتیجه گیری
    نتایج کلی این تحقیق نشان داد که الگوریتم کلی بکار رفته در این تحقیق جهت برآورد توزیع مکانی ریسک وقوع بارش های حدی سیل آسا منجر به حصول دقت مناسب و قابل قبول در برآورد منطقه ای و تعمیم نتایج حاصل از نقاط ایستگاهی به کل منطقه گردید. لذا لازم است در نقاطی که بارش های حدی خطرآفرینی بالاتری دارند با اهتمام بیشتر، تمهیدات مقتضی جهت مقابله با پیامدهای منفی وقوع این بارش ها در این نواحی اتخاذ گردد.
    کلیدواژگان: ریسک، بارش حدی، غرب ایران، پهنه بندی
  • یونس مظلوم علی آبادی*، علیرضا واعظی، جعفر نیکبخت صفحات 71-89
    سابقه و هدف
    رطوبت خاک عامل اصلی تعیین کننده رشد گیاه در زمین های دیم است. کمبود محتوای رطوبتی خاک موجب تنش خشکی در مراحل رشد گیاه می شود. محتوای رطوبتی خاک طی دوره رشد به دلیل بارش، تبخیر و سایر عوامل محیطی دچار تغییرات زمانی می شود. راه کارهای متفاوتی جهت حفظ محتوای رطوبتی خاک طی دوره رشد وجود دارد اطلاع از تغییرات زمانی محتوای رطوبتی خاک طی دوره رشد گندم می تواند در شناسایی زمان های بحرانی وقوع تنش خشکی موثر باشد. بنابراین این مطالعه با هدف بررسی تغییرات زمانی محتوای رطوبتی خاک تحت تاثیر سطح مصرف مالچ کاه و کلش و جهت خاکورزی در کشتزار دیم منطقه نیمه خشک انجام شد.
    مواد و روش ها
    این مطالعه در کشتزاری دیم با شیب حدود 10 درصد در دانشگاه زنجان طی دوره رشد گندم زمستانه از اوایل آذر 1395 تا اوایل تیر 1396 انجام شد. آزمایش در چهار سطح مصرف کاه و کلش گندم (صفر، 200، 400 و 600 گرم در متر مربع معادل با سطوح صفر، 33، 66 و 100 درصد پوشش سطح زمین) در دو جهت خاکورزی (موازی شیب و روی خطوط تراز) در قالب آزمایش فاکتوریل به صورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. در مجموع 24 کرت آزمایشی به ابعاد دو متر در پنج متر به منظور بررسی محتوای رطوبتی خاک احداث شد. محتوای رطوبتی خاک طی دوره رشد، در بازه زمانی 10 روز به وسیله از دستگاه انعکاس سنجی حوزه زمانی (TDR) اندازه گیری شد. تغییرات ماهانه محتوای رطوبتی خاک برای تیمارهای مختلف طی دوره رشد تعیین شد.تغییرات زمانی محتوای رطوبتی خاک در سطوح مختلف مصرف مالچ کاه و کلش و جهت خاکورزی بر اساس آزمون های دانکن و t جفتی تعیین شد.
    یافته ها
    بر اساس نتایج، محتوای رطوبتی خاک در تمام ماه های دوره رشد گندم تحت تاثیر مصرف کاه و کلش گندم قرار گرفت (05/0>p) و بیشترین مقدار در فروردین ماه مشاهده شد. در فروردین ماه، مقدار محتوای رطوبتی خاک در سطح 100 درصد مصرف مالچ کاه و کلش نسبت به تیمار شاهد در خاک ورزی موازی شیب و خاک ورزی روی خطوط تراز به ترتیب 30 و 10 درصد افزایش داشت. بررسی میانگین سالانه محتوای رطوبتی در خاک ورزی موازی شیب در سطوح مصرف کاه و کلش 33 ، 66 و 100 درصد به-ترتیب 11، 13 و 21 درصد افزایش نسبت به تیمار شاهد داشت (01/0>p). میانگین سالانه محتوای رطوبتی خاک در کشت روی خطوط تراز نیز در سطوح مصرف کاه و کلش 33، 66 و 100 درصد نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 6، 8 و 18 درصد افزایش نشان داد (01/0>p). بررسی تغییر زمانی محتوای رطوبتی خاک در دو جهت خاک ورزی نشان داد که به غیر از ماه های دی، بهمن و اردیبهشت در سایر ماه ها طی دوره رشد، افزایش محتوای رطوبتی خاک معنی دار بود. دلایل این تفاوت را می توان تغییرات نوع بارش (برف) و ضعف پوشش گیاهی بیان نمود. میانگین محتوای رطوبتی خاک در کشت روی خطوط تراز حدود 6 درصد بیشتر از کشت موازی شیب بود (05/0>p). بیشترین تفاوت در محتوای رطوبتی خاک بین دو جهت خاک ورزی در اسفند ماه (14 درصد) و کمترین آن در اردیبهشت ماه (2 درصد) مشاهده شد. برهمکنش معنی داری بین سطح مصرف مالچ کاه و کلش و جهت خاک ورزی از نظر تاثیر بر محتوای رطوبتی خاک در هیچ یک از ماه های دوره رشد مشاهده نشد.
    نتیجه گیری
    این مطالعه نشان داد، هر دو روش مدیریتی اثراتی مستقل بر تغییر محتوای رطوبتی خاک در کشت دیم گندم داشتند. نقش دو اقدام مدیریتی در اوایل دوره رشد و در زمان وقوع باران های بهاره برای حفظ بارش های آسمانی واضح تر می باشد. مصرف حداقل 33 درصد مالچ کاه و کلش گندم معادل با 2 تن در هکتار و اجرای خاک ورزی روی خطوط تراز برای بهبود محتوای رطوبتی خاک در کشت دیم ضروری است.
    کلیدواژگان: پوشش گیاهی، تغییرات بارش، خاکورزی روی خطوط تراز، دوره رشد، گندم زمستانه
  • سعید گوهری*، فریبا احمدی صفحات 91-109
    سابقه و هدف
    سرریزها سازه های هیدرولیکی ساده و پرکاربرد در انتقال آب و سیستمهای آبیاری و زهکشی هستند. در سدها برای عبور آب اضافی ناشی از سیلاب و کنترل سطح آب مخزن و همچنین در کانالهای آبیاری و زهکشی جهت تنظیم سطح آب و اندازه گیری دبی جریان استفاده می شوند. سرریزهای کلید پیانویی شکل جدیدی از سرریزهای با تاج طولانی هستند که ساختاری به نسبت ساده، سازه ای اقتصادی با راندمان بالا می باشند. به دلیل مزیتهای این سرریز لزوم مطالعه و تحقیق روی آبشستگی پایین دست این سرریز احساس میشود. آبشستگی در مجاورت سازه می تواند تاثیر مستقیمی بر پایداری سازه داشته باشد. به همین دلیل، پیش بینی شکل و ابعاد حفره آبشستگی در پایین دست این سازه ها مورد توجه محققین بوده است. در این تحقیق آبشستگی پایین دست سرریز کلید پیانویی مورد مطالعه قرارگرفته است.
    مواد و روش ها
    برای مطالعه آبشستگی در پایین دست سرریزهای کلید پیانویی، از دو مدل فیزیکی با 5 و 9 کلید از این نوع سرریز برای انجام آزمایش هایی تحت شرایط هیدرولیکی مختلف استفاده شده است. آزمایش ها در فلومی به طول 10 متر و عرض و ارتفاع 50 سانتی متر انجام شده است. همچنین برای مقایسه میزان آبشستگی در سرریزهای کلید پیانویی نسبت به سرریزهای خطی، آبشستگی پایین دست یک مدل سرریز لبه تیز با ارتفاع سانتی متر20 و عرض 50 سانتی متر به ازای شرایط هیدرولیکی متناظر با سرریزهای کلید پیانویی نیز مطالعه شده است. بعد از برقراری تعادل، میزان آبشستگی در پایین دست این سرریزها مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده ار عمق سنج نقطه ای با دقت یک میلیمتر که در بالای کانال نصب شده، ابعاد چاله فرسایشی اندازه گیری شده است. بررسی تاثیر عدد فرود ذره بر روی میزان حداکثر عمق آبشستگی و محل وقوع آن مورد مطالعه قرار گرفته است.
    یافته ها
    نتایج نشان می دهد که در سرریزهای کلید پیانویی با افزایش طول موثر سرریز، عمق آب روی سرریز کاهش یافته و با کاهش سرعت برخورد جریان با بستر پایین دست سرریز مقدار عمق آبشستگی نیز کاهش می یابد. پروفیل آبشستگی در عرض کانال متغیر و به صورت سه بعدی می باشد. نرخ افزایش عمق حفره وابسته به تعداد کلیدهای سرریز نیز می باشد، یعنی به ازای یک عدد فرود ثابت و عمق پایاب ثابت، با افزایش تعداد کلیدهای سرریز، حداکثر عمق حفره و محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی و حداکثر گسترش طول حفره آبشستگی نیز افزایش می یابد. همچنین عمق آبشستگی در سرریزهای کلید پیانویی کمتر از سرریزهای معمولی خطی می باشد. این کاهش مقدار آبشستگی در پایین دست این سرریزها حتی در عمق های پایاب کم نیز مشاهده شده است. کاهش عمق پایاب موجب افزایش حداکثر عمق آبشستگی و دور شدن محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی از انتهای کف بند می شود. پروفیل حفره آبشستگی در سرریز کلید پیانویی تقریبا مشابه سرریزهای خطی می باشد و تنها تفاوت آن در ارتفاع تلماسه ایجاد شده در پایین دست حفره می باشد. ارتفاع تلماسه ایجاد شده در سرریز کلید پیانویی حتی در عمق های پایاب زیاد کمتر از سرریز لبه تیز است و همچنین با افزایش عدد فرود ذره، پارامترهای حداکثر عمق آبشستگی و طول محل وقوع آن افزایش می یابند.
    نتیجه گیری
    در سرریز های کلید پیانویی کاهش عمق پایاب موجب افزایش حداکثر عمق آبشستگی و دور شدن محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی از انتهای کف بند می شود. با افزایش عدد فرود ذره، مقدار حداکثر عمق آبشستگی، محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی و حداکثر گسترش طول حفره آبشستگی، افزایش می یابند. نرخ افزایش عمق حفره وابسته به تعداد کلیدهای سرریز نیز می باشد، و در یک عدد فرود و عمق پایاب ثابت، با افزایش تعداد کلیدهای سرریز، حداکثر عمق حفره و محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی نیز افزایش می یابد. واژه های کلیدی: سرریز کلید پیانویی، چاله آبشستگی، مطالعه آزمایشگاهی، عمق آب، عدد فرود
    کلیدواژگان: سرریز کلید پیانویی، چاله آبشستگی، مطالعه آزمایشگاهی، عمق آب، عدد فرود
  • رسول دانش فراز*، جعفر چابک پور، مهدی دسینه صفحات 111-130
    سابقه و هدف
    برداشت شن و ماسه از بستر و کناره های رودخانه سبب تغییر در شرایط هیدرولیکی، هیدرولوژیکی، افزایش فرسایش بستر و کناره های رودخانه و همچنین تخریب سازه های موجود در مسیر رودخانه می گردد. هدف از تحقیق حاضر بررسی حداکثر عمق و طول انتقال گودال های ایجاد شده تحت اثر برداشت مصالح رودخانه ای است.
    مواد و روش ها
    برای این تحقیق از کانال مستطیلی شکل به طول 5 متر، عرض 3/0 متر و ارتفاع 45/0 متر با شیب ثابت استفاده شد. گودال هایی نیز با اندازه های مختلف و تحت سرعت های نسبی جریان 83/0، 89/0، 94/0 و 1 برای حالت با و بدون اعمال دریچه در دانه بندی های 15/0 و 6/0 میلی متر ایجاد گردید. در این تحقیق زمان آزمایش برای حالت بدون اعمال دریچه 1 ساعت و برای حالت با اعمال دریچه 5/1 ساعت می باشد که زمان تعادل برای هر دو حالت 15 دقیقه آخر آزمایش ذکر گردید. برای برداشت داده از نیمرخ سه بعدی بستر در هر دو حالت، بعد از قطع جریان آب و ثبت عمق آب در نقاط مختلف، از اسکنر سه بعدی لیزری استفاده شد. همچنین از مقطع کناری بستر متحرک نیز اقدام به عکسبرداری از نحوه گسترش گودالهای ایجاد شده گردید. سپس با استفاده از نرم افزارهای MATLAB ، Tec-Plot 360، Grapher و Excelاقدام به مرتب سازی و آرایش مجدد داده ها و رسم نمودارهای برداشت شده گردید. در طول آزمایشهای انجام شده تشکیل فرم های بستر نیز در بالا و پاییندست گودالهای ایجاد شده مشاهده و نحوه تغییرات آنها با زمان ثبت شد.
    یافته ها
    نتایج آزمایش ها نشان داد که با کاهش عدد فرود و کاهش عمق گودال ها و همچنین با ایجاد جریان ثانویه در داخل گودا ل ها، نسبت بی بعد ارتفاع گودال به عمق جریان () کاهش، طول وعرض گودال به عمق جریان (و) افزایش می یابد. در ضمن مشخص گردید که با افزایش تنش برشی و عدد فرود، نسبت سرعت برشی بحرانی به سرعت جریان () افزایش خواهد یافت. همچنین نیمرخ طولی و نمایی سه بعدی از انتقال گودال ها برای تمامی شرایط هیدرولیکی و رسوبی مختلف مشاهده و ترسیم شد. در انتها معادلات تجربی برای حداکثر طول و عمق آبشستگی برای گودال مستطیلی شکل به همراه آنالیز حساسیت ارائه گردید. در حالت کلی نشان داده شد که زاویه ایستایی مصالح داخل آب () بیشترین تاثیر را در افزایش و ارتفاع گودال به عمق جریان () بیشترین تاثیر را در کاهش طول و عمق آبشستگی گودال دارد.
    نتیجه گیری
    نتایج آزمایش ها بصورت ارائه روابط بی بعد برای حداکثر عمق و طول آبشستگی گودال ها برای هر دو حالت با و بدون اعمال دریچه در هر دو دانه بندی 15/0 و 6/0 میلی متر تحت شرایط جریان زیربحرانی و نشان دادن بیشترین و کمترین اثر پارامترها و بکارگیری آنالیز حساسیت برای روابط حاصل شده، می باشد. همچنین مشاهده شد که کمترین درصد خطا برای حداکثر عمق آبشستگی مربوط به دانه بندی 15/0 میلی متری در حالت بدون اعمال دریچه با درصد خطای نسبی 98/2% و خطای RMSE(بدون واحد)، 23/0 می باشد. کمترین درصد خطا برای حداکثر طول آبشستگی نیز مربوط به دانه بندی 6/0 میلی متری برای حالت با اعمال دریچه با درصد خطای نسبی 75/4 % و خطایRMSE (بدون واحد)، 5/0 می باشد.
    کلیدواژگان: انتقال گودال، حداکثر طول گودال، حداکثر عمق گودال، رودخانه، زاویه ایستائی ذرات رسوبی
  • زهرا مهرموسوی*، رسول قبادیان، میترا جوان صفحات 131-150
    سابقه و هدف
     پیش بینی مولفه های هیدرولیکی عمق و سرعت به دلیل تاثیرگذار بودن در شدت فاجعه شکست سد، برای مهندسین هیدرولیک همواره حائز اهمیت بوده است. در گذشته تحقیقات بسیاری به جهت بررسی و پیش بینی خصوصیات هیدرولیکی امواج ناشی از شکست سد با استفاده از روش های عددی انجام پذیرفته است. لزوم انجام این تحقیق، نیاز به گسترش دامنه پژوهش ها در حل عددی عوامل تاثیرگذار در پدیده شکست سد می باشد. در این تحقیق مدل کامپیوتری جامع در مختصات منحنی الخط برای انتقال فضای فیزیکی غیرمستطیلی به فضای محاسباتی توسعه داده شده است که با استفاده از روش تفاضل محدود صریح و استفاده هم زمان از الگوریتم های پرش قورباغه و لکس بر روی مش جابه جاشده معادلات حاکم بر آب های کم-عمق در مسئله شکست سد را حل می نماید. این عمل با افزایش تعداد نقاط درگیر در محاسبات و ایجاد ارتباط بیشتر بین آنها باعث می شود گرادیان های تیز هندسی و هیدرولیکی هموار شده و احتمال رخ دادن نوسان و عدم همگرایی کمتر شود.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق معادله های مورد نظر، معادله های حاکم بر آب های کم عمق می باشند که با توجه به عدم توانایی سیستم مختصات کارتزین در انعکاس مرزهای نامنظم دامنه فیزیکی، در سیستم مختصات منحنی الخط بر روی شبکه جابه جا شده منفصل شده اند. روش منفصل سازی، روش صریح می باشد که به صورت همزمان از الگوریتم های پرش قورباغه ای و لکس بهره می جوید.
    یافته ها
    به منظور صحت سنجی مدل حاضر، مقایسه نتایج آن با انداره گیری های آزمایشگاهی یا با نتایج سایر مدل های عددی توسط محققان قبلی برای چندین مورد ارایه شده است. از جمله این موارد شکست ایده ال در کانال با عمق پایاب است که در این حالت نتایج دبی و عمق آب برای شکست سد در کانال افقی به طول 100 متر با دقت بالا شبیه سازی شده است. هم چنین شبیه-سازی شکست سد با مخزن ذوزنقه ای با قاعده بزرگ 04/2 متر، قاعده کوچک 51/0 متر و ارتفاع 02/2 متر در کانال با بستر خشک صورت گرفته است و نتایج مدل برای دبی و عمق با همخوانی خوب با نتایج آزمایشگاهی ارائه شده است. شکست جزئی نامتقارن سد در بستر تراز جمله دیگر موارد بررسی شده در این تحقیق است که شبیه سازی شکست نامتقارن در مخزن با طول و عرض یک متر برای سه حالت ضریب شکل مختلف 1، 25/1 و 5/1 انجام گرفته است. هیدروگراف دبی و اشل برای حالات مختلف شبیه سازی شده است با افزایش ضریب شکل مقادیر دبی و تراز سطح آب به دلیل افزایش حجم مخزن افزایش یافته است.
    نتیجه گیری
    در این تحقیق مدل کامپیوتری در سیستم مختصات منحنی الخط با در نظر گرفتن معادلات آب های کم عمق و استفاده از روش های پرش قورباغه و لکس به صورت هم زمان برای پدیده شکست سد ارائه شده است. در شبیه سازی شکست ایده آل بر روی بستر با عمق پایاب مدل حاضر توانایی تقریب حل تحلیلی را با دقت بالا دارد. در شبیه سازی شکست در مخزن ذوزنقه ای بر روی بستر خشک نتایج مدل عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی هم خواهنی لازم را دارد. هم چنین در بررسی هدف اصلی تحقیق به بررسی نتایج مدل عددی حاضر برای شبیه سازی شکست جزئی نامتقارن سد با ضرایب شکل مختلف مخزن در بستر خشک پرداخته شده است که مشاهده گردید تراز سطح آب با تغییر ضرایب شکل در پی تغییر شکل دیواره های مخزن، نسبت به مخزن ساده افزایش پیدا می کند. هم چنین مقدار دبی در واحد عرض برای مخزن با ضریب شکل بزرگتر نسبت به مخزن با ضریب شکل کمتر مقداری بیشتر است.
    کلیدواژگان: شکست سد، روش عددی پرش قورباعه و لکس، مختصات منحنی الخط، ضریب شکل مخزن
  • بهنام کامکار*، محمد دشتی مرویلی، حسین کاظمی صفحات 151-167
    سابقه و هدف
    مناسب بودن آب و هوای استان گلستان برای تولید اغلب محصولات کشاورزی باعث شده که این استان از نظر تولید محصولات زراعی دارای تنوع بالایی باشد، به طوری که این استان دارای رتبه های نخست از نظر سطح زیر کشت و تولید دانه های روغنی به خصوص سویا در کشور است. این تحقیق با هدف تخمین سطح زیر کشت برنج و سویا در سطح چهار حوضه آبخیز در استان گلستان برای اولین بار با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل 2 و با استفاده از روش های حداکثر احتمال، حداقل فاصله از میانگین و فاصله ماهالانوبی از زیرمجموعه روش طبقه بندی نظارت شده بود.
    مواد و روش ها
    به منظور شناسایی، تفکیک و ارزیابی سطح زیر کشت دو محصول تابستانه برنج و سویا در سطح مورد مطالعه، از دو تصویر ماهواره سنتینل 2 مربوط به ماه های مرداد و شهریور سال1395 استفاده شد. این تحقیق در سطح 4 حوضه آبخیز زرین گل، محمد آباد، قره سو و قرن آباد از استان گستان انجام شد. برای این کار پس از دانلود تصاویر لازم از نظر زمانی و در سطح حوضه های مورد مطالعه اقدام به تصحیحات رادیومتریک، اتمسفری و هندسی روی تصاویر شد. پس از آن ترکیبات باندی، ترکیبات رنگی، موزاییک تصاویر و محاسبات باندی انجام شد و شاخص گیاهی NDVI جهت جداسازی پوشش های گیاهی از غیر پوشش و در نهایت نقشه کاربری اراضی و لایه زراعی تولید شد. جهت ارزیابی صحت نتایج طبقه بندی، نقشه تولید شده با نقاط واقعیت زمینی ثبت شده از طریق GPS مورد بررسی قرارگرفت.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که در سطح چهار حوضه، سطح زیر کشت برنج نسبت به سال های گذشته افزایش داشته که با توجه به مصرف بالای آب در این محصول در شرایط کنونی وضعیت آب استان می تواند بحران موجود را تشدید نماید. همچنین سطح زیر کشت محصول سویا که می تواند یک گیاه رقیب و جایگزین برای برنج باشد نسبت به سال های گذشته کاهش یافته است. نتایج نشان داد که با توجه به ضریب کاپا (Kappa Coefficient) و صحت کلی(Overall Accuracy) به ترتیب معادل 92 درصد و 5/95 درصد، روش طبقه بندی حداکثر احتمال به عنوان روش منتخب طبقه بندی در برنج انتخاب و سطح زیرکشت برنج تخمین زده شده در این روش معادل 32911 هکتار بود که در مقایسه با آمار جهاد کشاورزی (هکتار27839) اریبی حدود 18 درصد داشت. همچنین جهت تخمین و برآورد سطح زیر کشت محصول سویا ضریب کاپا و صحت کلی روش طبقه بندی کمترین فاصله از میانگین با بالاترین دقت به ترتیب معادل 88 درصد و2/95 درصد و میزان سطح زیر کشت سویا در این روش 28359 هکتار تخمین زده شد که در مقایسه با آمار سازمان جهاد کشاورزی (25083 هکتار) اریبی حدود13 درصد داشت.
    نتیجه گیری
    تصاویر ماهواره سنتینل 2 از قابلیت بالایی برای تفکیک سریع اراضی و تهیه نقشه انواع محصولات و تعیین سطح زیر کشت محصولات با دقت نسبتا مناسب در مقیاس منطقه ای برخوردار هستند. همچنین سطح زیر کشت برنج نسبت به سالهای قبل افزایش و سطح زیر کشت سویا نسبت به سالهای قبل کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: طبقه بندی تصویر، سطح زیر کشت، ضریب کاپا، گلستان
  • محمدرضا فرزانه*، علی باقری باقری، فرشاد مومنی صفحات 169-185
    سابقه و هدف
    روند روزافزون بهره برداری ناپایدار از منابع آب زیرزمینی یکی از مشکلات و چالش های اصلی ساختار حکمرانی آب کشور می باشد. در شرایطی که منابع بین المللی، حکمرانی مشارکتی و ابعاد آن را با رویکرد نهادی راهکار خروج از تراژدی منابع مشترک می دانند، ولی کماکان رویکردهای دستوری و رویکردهایی که مبتنی برفرض اطلاعات کامل و رفتار خردمندانه جمعی است در قبال مشکلات مرتبط با منابع آب زیرزمینی کشور اتخاذ می گردد. هدف این مطالعه نقد این رویکرد و ارائه ی رویکرد جایگزین می باشد.رویکردی که بدنبال استخراج ناهماهنگی های ساختار حکمرانی کشور در سطوح فردی، محلی و کلان می باشد.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق با تمرکز بر مشکلات منابع آب زیرزمینی محدوده ی مطالعاتی رفسنجان، مبانی رویکرد نهادی ارائه شده، با پیاده سازی آن در محدوده مطالعاتی رفسنجان، تجویزات نهادی استخراج گردید. سه سطح تحلیل در این مطالعه مدنظر قرار گرفت. در سطح فردی از روش تحقیق کیفی و تئوری رفتار برنامه ریزی شده استفاده گردید، در سطح محلی از روش تحقیق کمی جهت اثربخشی اکولوژیکی و از روش تحقیق کیفی جهت بررسی سطح پذیرش سازمانی استفاده شد و در سطح کلان نیز با بهره گیری از روش تحقیق کیفی و تحلیل محتوا اسناد مکتوب، آسیب شناسی طرح احیا و تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی صورت پذیرفت.
    نتایج
    نتایج حاکی از کاهش سطح درآمد سرانه در نتیجه ی اجرای طرح احیا و تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی در محدوده ی مطالعاتی بوده است. لذا تا زمانی که برنامه ریزی هایی برای جایگزینی معیشت بهره برداران پیش بینی نشود نمی توان انتظار داشت اهداف طرح مزبور در عرصه عمل به قاعده جاری تبدیل گردد و این نگرانی وجود دارد که مقاومت ها و پس زدگی اجتماعی پیش روی این قبیل طرح ها باعث شکست آن خواهد شد. دلیل این مدعا نیز سطح پایین پذیرش اجتماعی در قبال خشکی باغ ها می باشد.
    نتیجه گیری
    در حال حاضر سطح زیر کشت 80000 هکتار بوده که با مقدار تعادلی 40000 هکتار اختلاف بسیاری دارد. خشک کردن بیش از نیمی از باغ ها در محدوده مطالعاتی هم راستا با از دست رفتن سرمایه و اشتغال بخش زیادی از سیستم اجتماعی محدوده مطالعاتی می باشد و درنتیجه در صورتی می توان به پذیرش اجتماعی طرح احیاء و تعادل بخشی امیدوار بود که راهکاری جهت جایگزینی فعالیت اقتصادی با نیاز آبی پایین و متناسب با شرایط منابع آب منطقه پیشنهاد شده و پس از آن پیاده سازی گزینه های ارائه شده صورت پذیرد. حذف ناهماهنگی بین سطوح فردی و محلی یکی از اولویت های اصلی در راستای احیاء و تعادل بخشی منابع زیرزمینی محدوده مطالعاتی به شمار می رود کم کردن ناهماهنگی های درون سطحی و بین سطحی باعث افزایش هماهنگی و درنتیجه افزایش سطح مشارکت در پیاده سازی اقدامات مرتبط با حفاظت از منابع آب زیرزمینی خواهد شد.
    کلیدواژگان: منابع آب زیرزمینی، رفسنجان، طرح احیا و تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی
  • مجید حجی پور، مهدی ذاکری نیا*، علی نقی ضیایی، موسی حسام صفحات 187-203
    سابقه و هدف
    توسعه خشکسالی افزایش جمعیت، توسعه کشاورزی و صنعت، کاهش منابع آب سطحی، افت سطح آب های زیرزمینی عوامل مهم کمبود آب هستند که یک راه مقابله با آن استفاده از مدیریت تلفیقی آب های سطحی و زیرزمینی می باشد. بعبارت دیگر با مدیریت یکپارچه منابع آب که همان جامع نگری و لحاظ کلیه مولفه های تاثیر گذار و تاثیر پذیر در وضعیت منابع آب است، می توان به منابع پایدار آب در سطح ملی و بین المللی دست یافت. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر سناریوهای مرتبط با میزان تامین تقاضا و منابع آب موجود، مدیریت مصرف آب یکپارچه در بخش شهری و اعمال سیستم فاضلاب بر منطقه بجنورد انجام شده است. داده های ایستگاه هیدرومتری باباامان در خروجی حوضه آبریز بجنورد که تنها ایستگاه هیدرومتری معرف این حوضه است، برای کالیبره کردن مدل WEAP استفاده شد. همچنین از آمار چهار ایستگاه باران سنجی، یک ایستگاه تبخیرسنجی و نیز یک ایستگاه سینوپتیک از سال آبی 1380 لغایت 1390 اخذ گردید. اطلاعات جمعیتی و میزان نیاز آبی تقاضاهای شهری و روستایی: جمعیت و میزان مصارف آن به ازای هر نفر مشخص گردید. سپس با محاسبه درصد حساسیت مدل، پارامترهای حساس و تاثیر گذار مشخص گردید، واسنجی دو مدل بر اساس یک دوره 6 ساله (از سال آبی 85-1384 تا سال 90-1389) و اعتبارسنجی آن برای یک دوره 2 ساله (سال های 91-1390 و 92-1391) انجام گرفت. در نهایت ارزیابی نتایج از واسنجی و اعتبارسنجی مدل به ترتیب از سه نمایه ضریب راندمان نش- ساتکلیف (Ef)، ضریب تعیین (R2) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و برای ارزیابی سناریوها از شاخص اعتمادپذیری استفاده شد. سناریوهای مختلف مدیریتی ازجمله تامین آب شرب بجنورد از طریق انتقال آب از سد شیرین دره، اجرای سیستم فاضلاب، و ترکیب سناریوهای فوق، جهت کاهش تقاضای آب در نظر گرفته شد. بر اساس این سناریوها پیش بینی ها برای یک دوره 28 ساله انجام و اثرات آن بر روی منابع آب حوضه مورد بررسی قرارگرفت. درنهایت با بکارگیری مدل شبیه سازی منابع آب WEAP و اتصال آن به مدل شبیه سازی آب زیرزمینی MODFLOW، مصارف آب غیرکشاورزی حوضه آبریز دشت بجنورد مورد ارزیابی قرار گرفت. وضعیت آبخوان بجنورد تحت سناریوهای مرجع، تامین آب با انتقال آب سد شیرین دره، احداث سیستم فاضلاب، و سناریوی ترکیبی، با اتصال مدلهای WEAP و MODFLOW شبیه سازی شد. نتایج نشان دادکه به کارگیری هم زمان راهبردهای مختلف مدیریت مصرف آب، بهتر از حالت استفاده منفرد از هر کدام از آن ها، برداشت آب از منابع مختلف را کاهش می دهد. شاخص اعتمادپذیری تامین آب در سناریوی مرکب، برای بخش های شرب شهری، روستایی و صنعت به ترتیب 100، 100 و 3/65 درصد برآورد گردید. که در نتیجه این سناریو، آبخوان با تغذیه سالانه 39/5 میلیون متر مکعب می-تواند از تعادل نسبی بین برداشت و تغذیه برخوردار باشد.بیشترین آب تامین نشده در بخش کشاورزی است که نشان دهنده اهمیت مدیریت تقاضای آب در این بخش با استفاده از روش های بهره وری استفاده از آب، مانند آبیاری نوین می باشد. در بخش شرب و صنعت نیز ضریب اعتماد پذیری تامین آب شهری، روستایی و صنعت بیشتر است. حجم آبخوان های آبرفتی و آهکی در سال های شبیه سازی طبق سناریوی مرجع و با ادامه وضع موجود در شکل 4 ارائه شده است. هر دو آبخوان از روند نزولی برخوردارند. از به کارگیری همزمان مدل آب شرب و صنعت در مدیریت منابع آب شهری، نتایج قابل اعتمادتری به دست خواهد آمد.
    کلیدواژگان: بجنورد، مدیریت منابع آب، آبخوان، شبیه سازی
  • مهدی صادقی، مجید آجورلو*، علی شهریاری صفحات 205-218
    سابقه و هدف
    علیرغم اهمیت کیفیت لاشبرگ در حفاظت و پایداری خاک، اصلاح خصوصیات شیمیایی آن، و افزایش تولید علوفه در اکوسیستم مرتع، مطالعات بسیار کمی درباره کیفیت لاشبرگ گونه های مرتعی و میزان تجزیه پذیری آنها انجام شده است؛ عمده مطالعات انجام شده در خصوص کیفیت گیاهان، محدود به کیفیت علوفه و اندام های زنده گیاهی بوده است. هدف این پژوهش، اندازه گیری و مقایسه کیفیت لاشبرگ سه گونه مرتعیArtemisia aucheri ،Centaurea virgata و Scariola orientalis و بررسی رابطه آن با برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در مراتع حاج بیگی تربت حیدریه بود.
    مواد و روش ها
    نمونه برداری لاشبرگ به روش تصادفی- سیستماتیک بر روی سه ترانسکت به طول 200 متر با استفاده از پلات یک مترمربعی انجام شد. در هر پلات یک نمونه لاشبرگ از گونه های مورد نظر و همچنین یک نمونه خاک از عمق صفر تا 15 سانتی متری از پای بوته برداشت شد. پارامترهای مربوط به کیفیت لاشبرگ شامل فسفر (P)، پتاسیم (K)، کلسیم (Ca)، منیزیم (Mg)، فنل و لیگنین به روش استاندارد اندازه گیری شد. همچنین، متغیرهای مربوط به ویژگی های خاک شامل بافت، درصد آهک، هدایت الکتریکی (EC)، وزن مخصوص ظاهری، واکنش خاک (pH)، فسفر (P)، پتاسیم (K) و کربن آلی خاک با روش های استاندارد اندازه گیری شد. برای مقایسه کیفیت لاشبرگ گونه ها از تجزیه واریانس یک طرفه و برای تفکیک میانگین های دارای تفاوت معنی دار، از آزمون دانکن استفاده شد. رابطه بین کیفیت لاشبرگ و خصوصیات خاک با استفاده از همبستگی پیرسون بررسی گردید.
    یافته ها
    بیشترین مقدار فسفر در لاشبرگ گونه C. virgata، بیشترین مقدار پتاسیم در لاشبرگ گونه A. aucheri و بیشترین مقدار لیگنین در لاشبرگ گونه S. orientalis بود. بیشترین مقدار فسفر، آهک، سیلت، رس، pH، کربن آلی و وزن مخصوص ظاهری در خاک پای گونه A. aucheri و بیشترین مقدار پتاسیم و شن در خاک پای گونه S. orientalis وجود داشت. میزان کلسیم لاشبرگ گونه A. aucheri با آهک خاک و مقدار منیزیم لاشبرگ با EC و pH خاک رابطه معنی دار داشت. میزان فسفر لاشبرگ در گونه C. virgata با pH خاک و همچنین مقدار پتاسیم لاشبرگ با درصد شن و سیلت خاک رابطه معنی دار داشت. میزان فسفر لاشبرگ گونه S. orientals با پتاسیم، کربن آلی، آهک، شن و سیلت خاک رابطه معنی دار داشت.
    نتیجه گیری
    لیگنین و فنل ترکیبات شیمیایی ضد کیفیت در لاشبرگ می باشند. مقدار لیگنین در لاشبرگ سه گونه گیاهی یکسان بود ولی مقدار فنل در لاشبرگ گونه A. aucheri بیش از دو گونه دیگر بود. مقدار منیزیم و کلسیم هم در هر سه گونه یکسان بود ولی مقدار فسفر در C. virgate بیشتر از دو گونه دیگر بود. در این مطالعه، رابطه مشخصی بین ترکیبات شیمیایی لاشبرگ گونه های گیاهی و خصوصیات فیزیکی و شیمیای خاک پای بوته ها مشاهده نشد.
  • سید حمزه حسینیان، نیازعلی ابراهیمی پاک*، اشکان یوسفی، اصلان اگدرنژاد صفحات 219-232
    سابقه و هدف
    گیاه دارویی مرزه (Satureja hortensis) گیاهی یکساله، علفی و متعلق به خانواده نعناعیان و از گیاهان دارویی مهم می باشد به عنوان گیاه دارویی و ادویه ای، همچنین به عنوان سبزی تازه مورد استفاده قرار می گیرد. گونه های مختلف گیاهی از نظر مقاومت به خشکی دامنه وسیعی را نشان می دهند که به دلیل سازگاری های فیزیولوژیک، مورفولوژیک و بیوشیمیایی آنها می باشد. استفاده از انواع کودهای آلی از جمله هیومیک اسید، برای بهبود کمی و کیفی محصولات زراعی و باغی بدون اثر مخرب زیست محیطی رواج فراوان یافته است. اثرات هورمونی و بهبود جذب عناصر غذایی جهت بالا بردن عملکرد بخصوص در شرایط تنش از اثرات اسید هیومیک حاصل از هوموس و سایر منابع طبیعی و باکتری های محرک رشد است. با توجه به خشک و نیمه خشک بودن مساحت زیادی از کشور ایران، صرفه جویی در مصرف آب ضرورت دارد؛ از طرفی دیگر تغذیه در عملکرد و کیفیت مواد موثر گیاهان دارویی اهمیت زیادی دارد. بنابراین هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر تنش خشکی و هیومیک اسید بر خصوصیات مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه مرزه بوده است.
    مواد و روش ها
    آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار، در سال1396 در شرایط گلخانه انجام شد. رژیم های رطوبتی در چهار سطح آبیاری 40، 60، 80 و 100 درصد طرفیت زراعی و محلول پاشی هیومیک اسید در چهار غلظت صفر، 150، 300 و 450 میلی گرم بر لیتر اعمال شدند. در مرحله 6 تا 8 برگی، تیمارهای خشکی بر گلدان ها اعمال شد. هیومیک اسید در غلظت های مدنظر در دو مرحله محلول پاشی شد. مرحله اول محلول پاشی، زمانی که گیاهان در مرحله 4 تا 6 برگی بودند و مرحله دوم به فاصله دو هفته پس از محلول پاشی اول انجام شد. حدود 7 هفته پس از اعمال تیمارهای خشکی ، صفاتی از قبیل ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، تعداد برگ، طول برگ، وزن خشک بوته، پرولین، کلروفیل a، b و کل، کارتنوئید و کربوهیدرات اندازه گیری شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که بیشترین ارتفاع بوته، تعداد برگ، تعداد شاخه فرعی و وزن خشک بوته در شرایط آبیاری در 100 درصد ظرفیت زراعی و محلول پاشی با 450 میلی گرم در لیتر هیومیک اسید به دست آمد؛ در حالی که بیشترین میزان طول برگ، کلروفیل a، b و کل، کارتنوئید و کربوهیدرات از تیمار آبیاری در 100 درصد ظرفیت زراعی و محلول پاشی 300 میلی گرم در لیتر هیومیک اسید حاصل شد. همچنین بیشترین مقدار پرولین از تیمار آبیاری در 40 درصد ظرفیت زراعی و بدون کاربرد هیومیک اسید بدست آمد.
    نتیجه گیری
    گیاه مرزه حساس به تنش خشکی است و با بالا رفتن شدت تنش و رسیدن به 40 درصد ظرفیت زراعی، کاهش میزان صفات فیزیولوژیک و مورفولوژیک گیاه مرزه رخ داد. در این بین تیمار اسیدهیومیک تاثیر مثبت و معنی داری بر صفات مذکور داشته است، در نهایت با بهبود جذب عناصر غذایی و توسعه بخش های رویشی و زایشی سبب افزایش صفات فیزیولوژیک و مورفولوژیک گردید. بیشترین تاثیر تیمار اسیدهیومیک در طی بروز تنش خشکی در گیاه مرزه، مربوط به تیمار 450 میلی گرم در لیتر بود. بیشترین تولید گیاه مرزه در تیمار آبیاری 100 درصد ظرفیت زراعی و محلول پاشی 450 میلی گرم در لیتر هیومیک اسید حاصل گردید.
    کلیدواژگان: پرولین، کارتنوئید، کربوهیدرات، کلروفیل، وزن خشک بوته
  • مهدی مفتاح هلقی*، امیر احمد دهقانی، خلیل قربانی، مهسا کریمی پور سورکوهی صفحات 233-246
    سابقه و هدف
    سرریز ها همواره یکی از اجزای مهم شبکه های انتقال و توزیع آب محسوب می شوند که با وجود ساده بودن ساختار و عملکرد آن، نقش مهمی در این شبکه ها ایفا می کنند. سرریز ها از جمله سازه های هیدرولیکی مهم جهت کنترل جریان و تنظیم سطح آب می باشند که باعث افزایش ارتفاع سطح آب و در نتیجه تامین ارتفاع آب مورد نیاز برای منحرف کردن دبی مورد نظر به کانال های جانبی می شوند. همچنین از این سازه ها به عنوان وسایل اندازه گیری دبی عبوری نیز استفاده می شود از کاربردهای مهم سرریز ها، عبور مطمئن سیلاب پشت سدها است. هدف از این پژوهش بررسی اثر تغییر شیب جداره بر ضریب آبگذری جریان سرریز مثلثی و ارائه رابطه ای برای برآورد ضریب دبی بر اساس پارامتر های هیدرولیکی هندسی می باشد.
    مواد و روش ها
    ضریب دبی تابع از پارامترهایی از قبیل عدد فرود جریان (Fr)، زاویه راس (𝜭)، نسبت هد آب روی سرریز به ارتفاع سرریز (H/P) و نسبت هد آب روی سرریز به طول موثر (H/L_e) در نظر گرفته شد. برای این منظور از داده هایی که از آزمایش های انجام شده روی مدل فیزیکی سرریز مثلثی با 4 زاویه راس متفاوت و در سه شیب مختلف، که در آزمایشگاه تحقیقات آب و رسوب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان برداشت شد، استفاده گردید و سپس به کمک روش برنامه ریزی بیان ژن رابطه ای با دقت بالاتر برای ضریب آبگذری سرریز مثلثی بدست آمد .جهت اجرای مدل برنامه ریزی بیان ژن، 30 کروموزوم و 3 ژن انتخاب شد و توانایی این روش به کمک دو پارامتر آماری مانند ضریب هم بستگی (R2) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) مورد ارزیابی قرار گرفت.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که در تمامی زوایای راس، با افزایش شیب جداره در یک عدد فرود ثابت، ضریب آبگذری کاهش می یاید هم چنین با افزایش نسبت H/P در ابتدا یک روند کاهشی و سپس روند افزایشی در مقدار ضریب Cd مشاهده می شود. روش برنامه ریزی بیان ژن ضرایب همبستگی 9676/0 و 8591/0 و جذر میانگین مربعات خطا برابر با 0247/0 و 0706/0 به -ترتیب در دو بخش آموزش و آزمون، ضریب آبگذری سرریز مثلثی را برآورد نمود. مدل مذکور در مقایسه با نتایج رگرسیونی با ضرایب همبستگی 9253/0 و 8029/0 و جذر میانگین مربعات خطا برابر با 0467/0 و 084/0 به ترتیب در دو بخش آموزش و آزمون، نتایج دقیق تری را در مقایسه با مدل رگرسیونی ارائه می نماید. به عبارتی استفاده از روش برنامه ریزی بیان ژن موجب کاهش 10/47 درصدی خطای پیش بینی ضریب آبگذری سرریز مثلثی شده است.
    نتیجه گیری
    نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد مدل هوشمند برنامه ریزی بیان ژن، به خوبی توانسته است ضریب آبگذری سرریز مثلثی در پلان را پیش بینی کند و استفاده از آن موجب بهبود نتایج پیش بینی در مقایسه با روش های مرسوم حاصل از مدل رگرسیونی شود. به عبارتی، نتایج به دست آمده، بیان گر توانایی روش برنامه ریزی ژن در تعیین ضریب آبگذری سرریز مثلثی و در نتیجه برآورد صحیح تر آن می باشد. بنابراین، استفاده از این روش در مسائلی مشابه با موضوع این پژوهش پیشنهاد می شود
    کلیدواژگان: ضریب آبگذری، برنامه ریزی بیان ژن، شیب دیواره سرریز، دبی عبوری، سرریز مثلثی
  • الهاماللهبخش*، محمد گلوی، سیدمحسن موسوی نیک، زینب محکمی صفحات 247-253
    سابقه و هدف
    خرفه (Portolaca oleraceae) گیاهی است که بیشتر به عنوان علف هرز شناخته می شود، این در حالی است که سابقه کشت خرفه و قابلیت بالای استفاده از آن به عنوان سبزی و ادویه و همچنین کیفیت بالای روغن موجود در بذر آن زمینه های تحقیقاتی متعددی برای استفاده از این گیاه ارزشمند در تغذیه انسان، دام و آبزیان را فرا روی محققین قرار می دهد. بنابراین به علت برتری کیفی روغن خرفه نسبت به روغن سایر دانه های روغنی به دلیل میزان قابل ملاحظه اسیدهای چرب امگا 3 و از طرفی با توجه به پدیده تغییر اقلیم و محدودیت دسترسی به منابع آب و به دنبال آن لزوم تغییر الگوی کاشت در مناطق خشک و نیمه خشک در ایران (87 درصد کل مساحت کشور)، با استفاده از گونه های جایگزین از جمله گیاهان دارویی متحمل به تنش خشکی، مانند خرفه می توان امکان استفاده بهینه از منابع محدود آب را فراهم ساخت. مواد و
    روش
    به منظور بررسی رژیم های آبیاری و تیمارهای کودی بر ویژگی های کمی و کیفی خرفه، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی پژوهشکده کشاورزی دانشگاه زابل اجرا شد. تیمارهای آبیاری شامل: 80 درصد رطوبت قابل استفاده (عدم تنش)، 60 درصد رطوبت قابل استفاده (تنش ملایم) و 40 درصد رطوبت قابل استفاده (تنش شدید) به عنوان عامل اصلی و تیمار کودی در پنج سطح: شاهد(عدم استفاده از کود)، کود دامی (20 تن در هکتار)، ورمی کمپوست (15 تن در هکتار)، اوره (150 کیلوگرم در هکتار) و کود ترکیبی NPK (با نسبت 10:10:10) به میزان 100 کیلوگرم در هکتار به عنوان عامل فرعی بود. اندازه گیری رطوبت خاک در طول دوره رشد با استفاده از دستگاه بازتاب زمانی امواج (TDR) انجام گرفت.
    یافته ها
    ویژگی های کمی شامل: تعداد برگ در بوته، وزن تر و خشک برگ، وزن تر و خشک ریشه، وزن هزار دانه، تعداد شاخه جانبی، تعداد کپسول در بوته و همچنین اندازه گیری مقدار کلروفیل a و b، پرولین و آنتوسیانین در برگ به عنوان ویژگی های کیفی انجام شد. نتایج تجزیه واریانس اثر تنش خشکی، کود و برهمکنش آن ها بر تمامی ویژگی های اندازه گیری شده معنی دار شد. بیشترین مقدار وزن تر و خشک برگ، وزن تر و خشک ریشه، وزن هزار دانه، تعداد شاخه جانبی، تعداد کپسول در بوته و مقدار کلروفیل a و b، از تیمار آبیاری مطلوب (80% رطوبت قابل دسترس) حاصل شد در صورتی که همگام با افزایش شدت تنش خشکی از مقادیر صفات مذکور کاسته شد؛ اما مقدار پرولین و آنتوسیانین در برگ افزایش یافت.
    نتیجه گیری
    کاربرد تیمارهای کودی تاثیر معنی دار بر عملکرد کمی و کیفی در تمامی ویژگی های مورد مطالعه داشت. تیمار کودهای آلی (ورمی کمپوست و دامی) علاوه بر حصول عملکرد کمی و کیفی بیشتر نسبت به کودهای شیمیایی، توانست اثر سوء تنش خشکی بر ویژگی های اندازه گیری شده را نیز تعدیل نماید. همچنی ن با جایگزین کردن کودهای آلی به جای کودهای شیمیایی، می توان در جهت کاهش آلودگی های زیست محیطی و همچنین کشاورزی پایدار نیز گام برداشت.
    کلیدواژگان: امگا3، ورمی کمپوست، کلروفیل، آنتوسیانین
  • سهیلا ابراهیمی*، اعظم کابلی، مهدی ذاکری نیا، مسعود داوری صفحات 255-260
    سابقه و هدف
    بررسی چگونگی حرکت، نقل و انتقال، نشر و ترابری آلودگی فاز مایع زباله های شهری (شیرابه)، یکی از معضلات مهم جامعه شهری و محیط زیستی است. از سوی دیگر، خاک با دارا بودن ویژگی های بیولوژیک، فیزیکی وشیمیایی پیچیده، پالایشگری طبیعی برای انواع آلاینده ها به شمار میرود.
    مواد و روش ها
    به همین منظور، آزمایشی در ستونهای پلیاتیلنی در 5 دوره 20 روزه و در قالب طرح کاملا تصادفی، با هدف بررسی بررسی نرخ تغییرات اسیدیته، شوری، نیتروژن کل و آلاینده نیکل شیرابه تصفیه شده بیهوازی لندفیل در ستونهای خاکهایی با بافتهای مختلف لوم رسی، لوم و لوم شنی به اجرا درآمد. مقدار معادل شیرابه مذکور اعمال شده، با احتساب میزان دبی شیرابه حجم حاصله از زباله انبار شده در منطقه آق قلا گرگان به همراه مقدار آب موجود محاسبه شده بر اساس میزان آمار 10 ساله بارندگی منطقه به ستونهای خاک مذکور، در شرایط غرقاب متناوب اضافه گردید.
    یافته ها
    نتایج نشان داد با گذشت زمان و کاربرد اعمال مقدار بیشتر شیرابه تغییرات مقادیر میانگین pH در هر سه نوع بافت خاک کاهشی بودهاست. لیکن بافت خاک لوم رسی این تغییرات را به میزان بیشتری نشان داد. همچنین مقادیر میانگین EC در خاک لومی، افزایش و در خاکهای دیگر کاهش یافت، لیکن روند تغییرات کاهشی در خاک لوم رسی با شدت بیشتری صورت پذیرفت. میانگین مقادیر نیتروژن کل زهآب در خاک لوم رسی و لوم کاهشی بوده اما در خاک لوم شنی افزایش یافت. تغییرات میانگین مقادیر آلاینده نیکل در زهآب شیرابه زباله، با گذشت زمان در خاک لوم رسی کاهش یافته و در خاکهای با بافت لوم و لوم شنی افزایشی بودهاست، با این وجود از لحاظ آماری این تغییرات غیر معنی دار بوده است.
    نتیجه گیری
    اگرچه با استمرار کاربرد شیرابه، مقدار هر یک از پارامترهای مورد نظر (نیکل در خاک لوم و لوم شنی، EC در خاک لوم و نیتروژن کل در خاک لوم شنی) در زهآب خروجی شیرابه فاضلاب افزوده شده است، با این حال خاک نقش بسیار موثری را در بهبود کیفیت شیرابه ایفا کرد، بهطوری که میانگین مقادیر سایر پارامترها (شوری و اسیدیته در خاکهای لوم رسی و لوم شنی، نیکل در خاک لوم شنی و نیتروژن کل در خاک لوم رسی و لوم) در زهآب خروجی همواره در همه تیمارها کمتر از شیرابه ورودی به ستونهای خاک بوده است. در نهایت، چنین به نظر می رسد اثر خاک لوم رسی در کاهش مقادیر پارامترهای ذکر شده بیشتر بوده و نقش موثرتری در پالایش بار آلودگی شیرابه داشته است.
    کلیدواژگان: شیرابه، ستون خاک، بافت خاک، نشر عمقی
|
  • Hamed Rouhani, Masoomeh Farasati, Seyed Reza Hosseini Pages 1-25
    Climate change has changed meteorological parameters in different parts of the world. Drought is a problem that may lead to crisis in many countries. Therefore, the study of meteorological parameters changes and their effect on river flow is important which an important factor in supplying water supply is. The purpose of this study was to investigate the relationship between temperature and rainfall parameters with base flow index using continuous wavelet transform and wavelet coherence in Gorganroud river. At first, the base flow was determined using Eckhart's two-parameter method and then the base flow index was calculated. The base flow index indicates the portion of groundwater in river surface flow, with lowest annual index in Taghiabad station with a value of 0.30 and the highest of its in Tamer station with a value of 0.66. Then, the annual trend of temperature and rainfall was investigated with base flow index of six stations (Tamer, Lazoreh, Nodeh, Arzakkuseh, Sedegorgan and Taghi Abad) in Gorganroud watershed during a period of 33 years (1981 to 2013) using continuous wavelet transform and wavelet Coherence. The analysis of annual temperature and precipitation trend with base flow index showed that two parameters of temperature and precipitation affect the base flow index. Investigation of Coherence intensity between rainfall and base flow index in stations showed that there is the highest correlation between 1-4 years, which indirect correlation was observed in the middle years of Sadegorgan and Taghiabad stations and direct in other stations and the early and the end years of Taqiabad station. There are also correlations between the rainfall and the base flow index in the 4-8 year period, which are direct in Lazooreh and Nodeh and indirect in Tamer stations. Also, in the period of 8 to 10 years, the most correlation was found in Arzokesh and Nodeh stations with less intensity in the Sadgegran station, which arrows direction indicated direct relationship. The analysis of the intensity of coherence between temperature and base flow index showed that direct and high intensity correlation in Sadgegorgan stations between 2005 to 2009 in 3-4 year period, Lazorah between 2002 to 2006 with 4 year period and Taghiabad between 1984 to 1989 with period of 1 to 5 years. Indirect correlations was found in Nodeh and Tamer stations between 1987 to 1990 and 2011 to 2013, respectively, with a short 2-year and 3-year period and Taqi-Abad stations between 1993 to 2000 and between 1992 to 2013 with a long-term period of 8 to 10 years. The rainfall relationship with the base flow index can be direct or indirect due to the condition of the stations. Also, in some stations there is a direct relationship in the periods and indirect relationship in the rest of the period. The relationship between the base flow index and temperature is also indirect in some of the stations.
    Keywords: Base flow index, Continuous wavelet transform, Temperature, Wavelet Coherence
  • Ehsan Alvandi, Vahedberdi Sheikh Pages 27-48
    Unbalanced exploitation of natural resources in Iran has led to the loss of soil and water resources. Optimal land management leads to sustainable exploitation of water and soil resources and hence reduces the depletion of these resources. The aim of this research is to develop a list of vegetation-based management activities and to predict the impacts of the activities on surface runoff characteristics and soil erosion in the Bonekooh Watershed (about 3300km2) using a modeling exercise. The predictions can assist watershed planners and managers to make appropriate decisions solving the problems in the watershed. In this research, considering the type and extent of the environmental problems in the study area and determining their relative importance, 11 management activities were chosen to solve the watershed problems. The L-THIA model and the Global Soil Loss Equation(RUSLE) model within the framework of the GIS were used to estimate the surface runoff characteristics (runoff, phosphorus and nitrate) and the amount of soil erosion, respectively. The RUSLE factors include R, K, LS, C, and P, which are calculated from rainfall data, regional soil maps, digital elevation models, and remote sensing techniques, respectively. The values of P and C factors in the RUSLE were estimated according to the standard tables provided in the relevant literature and based on expert judgment. Statistical criteria of RMSE and MAE were used to evaluate the efficiency of the models for the current status of the watershed. Subsequent to model evaluation, the models were used to predict the possible impacts of various management activities on surface runoff characteristics and soil erosion. The average values of R, K, LS and C factors for the current status were 1.85 (MJ mm ha-1h-1y-1), 0.29 (t ha h ha-1 MJ-1 mm-1), 10.82, and 0.86, respectively. Soil erosion map shows that the amount of soil erosion changes from a insignificant value to 33.49 (tons per hectare per year) in the region. Also, 11.12 percent of the total area is located in the high and very high erosion classes. Annual runoff varies from 1.12 to 9.27 cm with an average of 6.74 cm. The analysis indicates that rangeland exclusion and pile seeding management activities in the watershed will have the most impact considering all indices (surface runoff, soil erosion, Phosphorus, Nitrate). But per unit of management activities, forage cultivation, afforestation, and orchard development have the most impact on runoff depth index, respectively. Additionally, considering both soil erosion and phosphorus indices, orchard development, afforestation, and forage cultivation activities will have the best performance, respectively. In addition, in terms of nitrate index, orchard development, afforestation and riparian activities will present maximum differences with the index value for the current status of the watershed. Implementing of all management activities will result a decrease of runoff depth by about 13.20% and a reduction of soil erosion by 8.30% in the watershed. Given the topographic and morphologic conditions of the Bonekooh watershed, and also natural and human-made erosion factors for the watershed, critical areas should be considered in order to prevent the loss of soil and water resources. Because of existing water and soil resources problems in the Bonekooh Watershed, it is required to implement appropriate management activities to fix the problem. Due to the vast extent of areas being suitable for implementing rangeland exclusion and pile seeding activities in the watershed, these activities have the greatest impact on improvement of surface runoff characteristics and soil erosion. To make an improved decision in choosing the best management activities, it is suggested to consider other impacts arising from implementing the activities at the watershed scale from economic, social and ecological point of views.
    Keywords: Soil erosion, Runoff, Management activities, the Hablehroud River
  • Abdollah Salimi Masteali, Younes Khoshkhoo *, Mohammad Hossein Gholizadeh Pages 49-69
    Background and Objectives
    Occurrence of extreme rainfalls specifically in short-time scales causes heavy damages to human communities, municipal crowd regions and natural ecosystems. Studying and precise identifying of extreme rainfalls is essential and crucial in different agriculture and natural resources, meteorology and hydrology, engineering and natural environment aspects. The damage intensity of extreme rainfalls does not equally act in different regions and it is essential to assess the risk extent of such hazardeous rainfalls in regions with different climatic conditions. Therefore, the aim of this study is to identify and zoning of extreme rainfall occurrence risk in different 6, 12 and 24-hour time scales for West parts of Iran, which has a noticeable diversity in terms of the climatic and topographic conditions.
    Materials and Methods
    to perform this research, a number of 27 synoptic stations located in five provinces including Kurdistan, Kermanshah, Hamedan, Ilam and Lorestan were selected and the maximum annual values of extreme rainfalls in three time scales of 6, 12 and 24-hours in a 25 year time period (1992-2016) were extracted and by fitting different statistically distributions to each of these time series and by adopting the Chi-square test, the statistical distributions with best fit were regoized and were used to performing propabilitistic analyses. The 30, 40 and 50 mm thresholds were used to defining the torrential extreme rainfalls in 6, 12 and 24-hours time scales, respectively and after calculating the risk extents of the mentioned torrential extreme rainfalls for all of the studied stations, the risk zoning of torrential extreme rainfalls occurrence was performed by applying the multiple linear regression models between the risk extents and geographical properties (longitude, latitude and elevation) for all of the studied region. To enhancing the models accuracy, the long-term average of the number of days per year with precipitation greater than 1 mm was employed in the structure of the regression models as auxiliary variable in some cases and to achieve higher accuracy of regression models, the studied region was divided into three distinct regions.
    Results
    The results showed that among different fitted statistical distributions to the time series of extreme rainfalls of 6, 12 and 24-hours in the studied region, three distributions including Log-Logistic, Pearson and Gama were recognized as the best fit distributions. In terms of the accuracy of the multiple linear regression models, the results showed the high accuracy of these models for all of the three distinct regions and whole of three time scales of 6, 12 and 24-hours. The overall results of this research showed that the risk occurrence of the torrential extreme rainfalls in West of Iran has a notable diversity so that this risk is very low in some centarl parts and very high in some west and south parts of the studied region.
    Conclusion
    The overall results of this research revealed that the general applied algorithm of this research to estimating spatial distribution of torrential extreme rainfalls ocuurence risk was led to obtaining the appropriate and acceptable accuracy in regional estimating and generalizing the stational point results to the regional scale. Therefore, it is essential to adopt appropriate tasks and more attention in contrast to the negative consequences of the extreme rainfalls in the parts with higher degree of risk occurence.
    Keywords: Extreme rainfall, Risk, West of Iran, Zonning
  • Uones Mazllom Aliabadi *, Alireza Vaezi, Jaefar Nikbakht Pages 71-89
    Background and Objectives
    Soil moisture is a major factor determining the plant growth in rainfed lands. Lack of soil water content causes drought stress at plant growth stages. Soil water content temporally varies due to variations of precipitation, evaporation and other environmental factors. There are different methods to hold soil water content during the growth period. Knowledge of temporal variations in soil water content during wheat growth period can be effective in identifying the critical times of drought stress. Therefore, this study was carried out to investigate temporal variations of soil water content under the influence of straw mulch and tillage direction in rainfed system in semi-arid region.
    Materials and Methods
    The study was conducted in a rainfed land with 10% slope steepness in University of Zanjan during winter wheat growth period from December 2015 to June 2016. Experiments were carried out in four levels of wheat straw mulch (0, 200, 400, 600 g/m2 equal to 0, 33, 66 and 100% covering surface) in two tillage directions (up to down slope and on counter line) in a factorial arrangement as completely randomized design at three replications. A total of 24 experimental plots with 2m × 5m in dimensions were designed to investigate the soil water content. Soil water content during the growth period, was determined by a Time- Domain Reflectometry (TDR) at 10-day interval. Monthly variations in soil water content were determined for different treatments during the growth period. The temporal variation of soil water content at different straw mulch levels and tillage direction were determined using the Duncan's tests and t-pair test.
    Results
    Based on the result, soil water content was affected by straw mulch level in all months of wheat growth period (p <0.01), and the highest value was observed in April. In April, the amount soil water content in 100% straw mulch level was significantly increased by 30 and 100% compared to control treatment in along slope tillage and contour tillage, respectively. Mean annual soil water content for along slope tillage at the mulch level of 33, 66 and 100% was 11, 13 and 21% higher than the control treatment (p <0.01), respectively. Mean annual Soil water content for the contour tillage was also at the mulch level of 33, 66 and 100 % was increased 6, 8 and 18% higher than the control treatment, respectively (p <0.01). Study of temporal variations of soil water content in two tillage directions showed that soil water content was significantly increased during growth period except on January, February and May. The reasons for this difference can be expressed by changes in the type of precipitation (snow) and the weakness of the vegetation. The mean soil water content in contour tillage was about 6 % more than along slope tillage (p <0.05). The highest difference in soil water content was observed in March (14%) and the lowest value was in May (2%). No interaction was found between straw mulch level and tillage direction in terms of soil water content in any months during the growth period.
    Conclusion
    This study showed, each of the two management had independent effect on soil water content in rainfed wheat land. The roles of the two management methods in reservation of rain water are obvious in the early stages of growth and in spring when rainfalls frequently occur in the area. Application of at least 33% wheat straw mulch equivalent to 2 tons per hectare and tillage on contour lines are essential for improving soil water content in rainfed system.
    Keywords: Vegetation cover, Precipitation variation, Tillage on contour lines, Growth period, Winter wheat
  • Saeed Gohari *, Fariba Ahmadi Pages 91-109
    Experimental Study of Downstream Scour of Piano Keys Weirs Abstract
    Background and objectives
    The Piano Key Weir (PKW) is a rectangular-labyrinth-type weir that used to maximize the allowable weir length that can fit in a given spillway channel width, while reducing the required structural footprint. Piano key spillways is a new form of long crest spillways that have a relatively simple structure and high economic efficiency structures. Due to the advantages of this spillways, we need to study and investigate the downstream scouring of this structures. In this research, the downstream scour of piano key spillway has been studied. For this purpose, two different physical models of piano key spillways in different hydraulic conditions have been used.
    Material and methods
    The experiments were carried out in a flume with a 10 meters length and 50 cm width and height. Two type of piano key weir with 5 and 9 keys were used in this experiments. In order to compare the scour hole area a linear spillway with a height of 20cm and a width of 50 cm were used in comparison with linear spillways, the corresponding hydraulic conditions was also studied. The scour hole dimensions were measured with a point gauge with ±1 millimeter reading accuracy which has located on top of the channel that can moving along to the channel. The effect of the particle number on the maximum scour depth and location of maximum scour hole was investigated.
    Results
    The results show that in piano key weirs, with increasing effective crest length, water depth decreases over spillway crest and so on decreases the amount of scour depth by decreasing the flow velocity at downstream of spillway. Bed profile shape at eroded area is completely three dimensional. Increasing rate of Scour hole depth is related to number the of piano keys. By increasing the number of keys the maximum depth, length and location of the scour hole as well increased. The results show that even at the low level downstream water depth, scouring of this spillway is less than the sharp crested linear spillways. The profile of the scour hole in the piano key spillway is almost similar to the linear spillway but the only difference is in the height of the dune at the downstream of scour hole. The height of the dune generated at higher downstream water depth of piano key spillway is even lower than sharp crested linear spillway and also, with increasing the particle Froude number, the maximum scour depth parameter and length of occurrence was increased.
    Conclusion
    In piano key spillways reducing downstream water depth will led increasing scour depth and far it away from downstream apron. Also by increasing the particle Froude number, the maximum scour depth, the location of the maximum scour depth and the maximum length of the scour hole was increased. The rate of increase in the scour depth is also dependent on the number of overflow keys, and in a fixed Froude number and downstream water depth, increasing the number of keys, the maximum depth and location of maximum scour depth also increased. Keywords: Experimental Study, Froude Number, Piano Key Spillway, Scour Hole, Water Depth
    Keywords: Experimental Study, Froude Number, Piano Key Spillway, Scour Hole, Water Depth
  • Rasoul Daneshfaraz *, Jafar Chabokpour, Mehdi Dasineh Pages 111-130
    Background and Objectives
    The removal of sand and gravel from the bed and the banks of the rivers cause to change in the hydraulic and hydrology conditions of them as well as the aggradation and degradation processes in the bed and the banks and also the destruction of existing structures along the river. The purpose of the present study is to study the pit migration (maximum depth and length of the holes) due to the material extraction.
    Materials and Methods
    For this research, a rectangular experimental flume with length, width, and height of (5, 0.3, 0.45) meters was used. The longitudinal slope was fixed to zero. The pit holes with different sizes and different entrance discharges including relative velocities of 0.83, 0.89, 0.94 and 1, have been operated. The experiments have been accomplished with or without downstream gate by using two sediments mean dimensions of the 0.15, 0.6 mm. In this study, the duration of the experiments, were fixed to 1 and 1.5 hours respectively for including and without end gate flow conditions. such that the equilibrium time for both of them was the last 15 minutes. A 3D laser scanner was also used to take data from the bed profile after flow disconnection. Also from the side view of the experimental flume, the digital photos were taken to view the conditions of the pit propagation at different time intervals. Afterward, using the MATLAB, Tec-Plot 360 and Grapher software tried to rearrange the data series for 2 and the 3-dimensional view from time variation of the pits were extracted. During the experiments, the bedforms at the down and upstream of the pit holes were observed and their temporal variations were recorded.
    Results
    The results of the experiments showed that with decreasing of the Froude number, pit depth and also by creation of the secondary currents inside the holes, the dimensionless ratio of the decreases and reversely, the dimensionless parameters of the and increases. On the other hand, it was concluded that by increasing the Froude number and shear stress, the dimensionless ratio of the would be increased. The longitudinal profiles and 3D view of the pit migration at the all of the sediment and flow conditions were observed and depicted. At the end, the experimental equations of the maximum scouring length and depth of the pit hole were presented. In general, it was shown that the submerged angle of repose of materials ( ) has the highest direct effect and the dimensionless ratio of has the highest reverse effect on the maximum scouring length and depth of the pit hole. The extracted relationships with experimental data were verified by means of the other set of data series and the results were quite satisfactory.
    Conclusion
    The results of the experiments have been illustrated by presenting the none-dimensional relationships for maximum depth and length of the pits under gated and none-gated conditions. The effects of the variation of the sediment dimension and flow conditions were also discussed. It was proved that the lowest error percent for maximum scour depth was observed in the 0.15 mm mean sediment particles, having the relative error of 2.98% and RMSE of 0.23. Also, the lowest error percent of the maximum scour length is related to a 0.6 mm mean sediment particles with a relative error of 7.45% and an RMSE of 0.5.
    Keywords: pit migration, maximum pit depth, maximum pit length, river, angle of repose of sediment particles
  • Zahra Mehrmoosavi *, Rasoul Ghobadian, Mitra Javan Pages 131-150
     Investigation
    of the effect of reservior shape coefficient on dam-break waves using Leap-Frog and Lax methods in curvilinear coordinates Background and objectives The prediction of hydraulic components of depth and speed has always been important for hydraulic engineers because of its impact on the severity of the disaster dam break. In the past, many studies have been carried out to investigate and predict the hydraulic properties of dam-break waves using numerical methods. The necessity of this research is the need to expand the scope of research in numerical solution of factors influencing the dam failure phenomenon. In this research, a comprehensive computer model has been developed in which using the explicit finite difference method and simultaneous use of Leap-Frog and Lax algorithms on the staggered mesh shallow water equations are solved to simulation dam break problem. This will increase the number of involved points in the computation and sharpen hydraulic gradients become smooth and the probability of oscillation and divergence will decrease without the use of artificial viscosity.
    Materials and methods
    In this study, the equations of interest are the governing shallow water equations. Due to the inability of the Cartesian coordinate system to reflect the irregular boundaries of the physical domain, in the curvilinear coordinate system on the staggered mesh are discretized. The method of discretization is a explicit method that simultaneously utilizes Leap-Frog and Lax algorithms.
    Results
    In order to validate the present model, comparing its results with laboratory measures or with the results of other numerical models has been proposed by several researchers. One of these cases is the ideal failure in the canal with tail water, in which case the results of the discharge and the depth of water were simulated for the failure of the dam in a 100 meters horizontal channel with a high accuracy. The simulation of the dam failure with a trapezoidal reservoir with a maximum of 2.04 meters, a small 0.05 m, and a height of 2.02 meters in a canal with a dry bed was carried out, and the results of the model for the discharge and depth with the consistency well presented with laboratory results. The partial asymmetric dam failure in the wet bed is another case investigated in this study, which simulated an asymmetric failure in a reservoir with a length and width of one meter for three different shape coefficients of 1, 1.25, and 1.5. The flow and discharge hydrographs have been simulated for different situations, with the increase of the shape coefficient, discharge values and the level of the water surface increase due to increased reservoir volume.
    Conclusion
    In this research, a computer model in the curvilinear coordinate system with the consideration of shallow-water equations and the use of Lax and Leap frog methods are presented simultaneously for the dam failure phenomenon. In the simulation of the ideal failure with tail water, the present model ability to approximate the analytical solution is highly accurate. In the simulation of failure in trapezoidal reservoirs on the dry bed, the results of the present numerical model are in agreement with experimental results, also in studying the main objective of the research, the results of the present numerical model for simulating partial asymmetric dam failure with different shape coefficients of reservoir in dry bed have been investigated. It was observed that water level increased with the change of shape coefficients following the deformation of the reservoir walls, compared with the simple reservoir. Also, the amount of discharge per unit width for a reservoir with a larger coefficient of shape than a reservoir with a lower coefficient is greater.
    Keywords: dam break, Leap Frog, Lax methods, curvilinear coordinate, shape coffiesiont of reservior
  • Behnam Kamkar *, Mohammad Dashtimarvili, Hossein حسيني پشت مساري Pages 151-167
    Background and Objectives
    In Golestan province, the suitability of climatic condition to produce most of the agricultural products has led to high diversity in crop production, so this province has the first rank in terms of cultivating and producing oilseeds, especially soybean, in Iran. This research was carried out at four major watershed basins of Golestan province, Mohammad Abad, Qaresoo, Zaringol, and Gharnabad. This study was aimed to estimate the area under rice- and soybeans-cultivation in the aforementioned watershed basins. For this, Sentinel2 satellite images were used for the first time using different supervised classification methods (Maximum likelihood, the minimum distance of average and the Mahalanobis distance).
    Materials and Methods
    In this study, two Sentinel-2 satellite images of August and September of 2016 were used to identify, detect and evaluate the cultivated area of rice and soybean as two summer crops. This research was carried out at four watershed basins of Golestan Province (Mohammad Abad, Qaresoo, Zaringol, and Gharnabad). Radiometric, atmospheric, and geometric corrections were made after downloading the images of the study area. Then, band compounds, pseducolor combinations, image mosaics and rational band calculations were carried out, and the NDVI vegetation index was used to detect vegetation cover from other land uses, and finally, a land use map and crop layer was produced.
    Results
    results of this study showed that the soybean cultivation area which is an alternative plant for rice in summer cropping, has decreased compared to past years. In the present study, two Sentinel-2 satellite images of August and September of 2016 were used to identify, detect and evaluate the cultivated area of rice and soybean as two summer crops in four watershed basins of Golestan province. To compare the outputs of the three classification methods, training and test samples were used. In order to evaluate the accuracy of the classification results, the generated map was analyzed using the GPS-registered ground control point .The Maximum likelihood classification with kappa coefficient and overall accuracy of 92% and 95.5% was selected as the superior method for rice. In this method, the rice cultivation area was estimated 32911 hectares with a 18% bias compared to the Agricultural Jihad statistics (27839 hectares). Whereas for soybean, the minimum distance method with kappa coefficient and the overall accuracy of 88% and 95.2% was selected as superior classification method. Based on the results, the soybean cultivation area was estimated as 28359 hectares, with a bias of 13%, compared to the Agricultural Jihad statistics (25083 hectares).
    Conclusion
    Sentinel2 satellite images have a high potential for quick land detection and providing crops cultivation area maps in a regional scale. Also, the rice cultivation area has been increased compared to past years, while has been decreased for soybean.
    Keywords: Image classification, cultivated area, kappa coefficient, Golestan Province
  • Ali Bagheri, Farshad Momeni Pages 169-185
    A criticism to framework of groundwater resources reclamation and suggesting alternative method to the implement in Rafsanjan region around Abstract History and
    objective
    increasing trend of unsustainable operation of groundwater resources is one of the main problems in water ruling structure in Iran. Although international references reveal collaborative ruling and its dimensions as the solution of common resources tragedy, magisterial viewpoints based on detailed data and group main-idea are decided to encounter with groundwater resources problems. The aim of this study is criticism of this method and presenting another one. In this view, imbalances existed in the ruling structure and in individual, local and top levels could be extracted.
    Materials and Methods
    in this research, focusing on problems of groundwater resources in around of Rafsanjan region, principles of the institutional framework are presented and implementing it on the region institutional manners are derived. Three analytical levels are regarded in this study. In individual level, qualitative research method and programmed manner theory is used. In local level, quantitative and qualitative research methods are utilized to ecological effectiveness and institutional acceptance level investigation, respectively. Also in top level, using qualitative research method and analyzing written documents, pathology of the groundwater resources reclamation plan is done.
    Results
    the results show the per capita income decreases due to performing reclamation plan of groundwater resources in the around of the study area. when scheduling in replacement of beneficiary’s living is not considered, it cannot be expected to the plan aims turn to current rules and also there is a concern about social refusing which may cause failure of the plan. The reason is low level of social acceptance facing with gardens aridity.
    Conclusions
    Nowadays, the area under cultivation is 8000 hectares which has high differences with the balanced value 4000 hectares. Becoming dry of more than half of the gardens in the study area is equal to miss the money and occupation in main section of social system in the region. Therefore, as long as an alternative method having low water requirement and suitable to water resources conditions in the region is proposed, social acceptance of the reclamation plan can be happened. Elimination imbalance between individual and local levels is one of the main priorities in groundwater resources reclamation plan in the study region which leads to increase balance and finally the partnership level in implementing the proceedings of groundwater resources conservation. Keywords: groundwater resources, Rafsanjan, groundwater resources reclamation plan
    Keywords: groundwater resources, Rafsanjan, groundwater resources reclamation plan
  • Mehdi Zakerinia * Pages 187-203
    Background and objectives
    Population growth, agricultural and industrial development, degradation of surface water resources, groundwater levels drop are among the major factor causing water scarcity. The integrated management of groundwater and surface waters could serves as a solution to solve these challenges. In other words, sustainable water resources can be achieved through Integrated Water Resources Management, which is the comprehensive approach to all the components that affect and influences the status of water resources. With this approach, the importance of management tools such as integrated water resource simulation models to help planners and managers of this sector is increasingly evident. Connecting the WEAP model to MODFLOW allows the values calculated by WEAP to be sent to the MODFLOW for input on groundwater influxes, river levels, groundwater withdrawals (pumping) and surface runoffs. After it, the groundwater level, sub-streams between the aquifers and the flow between surface and underground water are sent to the WEAP as input of the next step of the calculation. The purpose of this research was to investigate the effects of scenarios related to demand and available water resources, integrated water management in the urban sector and sewage system application in Bojnourd region.
    Materials and methods
    In this study, with using a water resources simulation model (WEAP) and its connection to groundwater simulation model (MODFLOW), water consumptions for Bojnourd basin was evaluated. Calibration and validation of both models has done under taken data based on 6 (from 2005-06 to 2010-11) and 2 years (from 2011-12 to 2012-13) respectively. Then different management scenarios, including current state water resources scenario, dam's drinking water supply for Bojnord city via transferring water from Shirin Dareh dam, developing sewage systems and finally combination of 2 last scenarios were considered. Under these scenarios, projections for a period of 28 years (from 2013-14 to 2040-41) and its effects on water resources of Bojnord basin were studied.The hydrometric station data of Babaaman at the outlet of the Bojnourd basin, which is the only hydrometric station representing this basin, was used to calibrate the WEAP model. Also, data from four rain-sensing stations, one evaporation station and one synoptic station were obtained from the year 1380 to 1390.Demographic data and Urban water demand and rural demand, population and consumption per person was assessed. Industry sector Water demand is estimated monthly. According to geological studies, the Bojnourd basin has two types of alluvial and limestone aquifers, both of which are defined in the model. Then, sensitive and effective parameters were determined by calculating the sensitivity percentage of the mode. Finally, the results of calibration and validation of the model were done from three indicators of Nash-Sutcliff (Ef), Coefficient of determination (R2) and Root Mean Square Error (RMSE), respectively, and the reliability index were used to evaluate the scenarios.
    Results
    The results showed that Simultaneous applying multiple water management strategies seems to be better than any of its individual states, reducing water withdrawing on various resources. Reliability of water supply in the whole complex scenario, for urban drinking water, rural and industry purposes were estimated around 100, 100 and 65.3 percent respectively. As a result of this scenario, the annual recharge of the aquifer with 5.39 million cubic meters per year can be relative balance between harvesting and recharge.
    Conclusion
    it can be concluded that reliable results will be obtained from simultaneous simulation of drinking and industry water management. Keywords: aquifer, Bojnourd, simulation, water resources management
    Keywords: aquifer, Bojnourd, simulation, water resources management
  • Mehdi Sadeghi, Majid Ajorlo *, Ali Shahriari Pages 205-218
    Background and Objectives
    Despite the importance of litter quality in soil conservation and stability, improvement of soil chemical properties, and increasing forage production in the rangeland ecosystem, very few studies have been carried out on the litter quality of range plant species and most studies on plant quality are limited to forage quality of plants in rangeland. This study aimed to measure and compare the litter quality of three range plant species, i.e., Artemisia aucheri, Centaurea virgata and Scariola orientalis and its relationship with some physico-chemical characteristics of soils in Hajibeyggi rangeland, Torbat Heidarieh, eastern Iran.
    Materials and Methods
    Plant litter was sampled through systematic-randomize sampling method on three transects with a length of 200 meters and 1 m2 quadrat. One litter sample of plant species along with one soil sample was collected from 0-15 cm depth in each plot. Parameters related to litter quality including phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), phenol and lignin were measured by standard methods. Also, soil characteristics including texture, lime percentage, EC, bulk density, pH, phosphorus (P), potassium (K) and organic carbon were measured by standard methods. One-way ANOVA was used to compare the litter quality of species and Duncan test was used to separate means with significant difference. The relationship between litter quality and soil characteristics was investigated using Pearson correlation.
    Results
    The highest amount of P was in litter and dead materials of C. virgata, the highest amount of K was in A. aucheri and the highest amount of lignin was in S. orientalis. The highest amount of soil P, lime, silt, clay, clay+silt, pH, organic carbon and bulk density was found under A. aucheri canopy and the highest amount of K and gravel under S. orientalis canopy. The amount of calcium in A. aucheri litter was significantly correlated with soil lime, and its Mg content was related to soil EC and pH. The amount of P in C. virgata litter was significantly correlated with soil pH, and its K content was related with soil gravel, silt and clay + soil silt. The amount of P in S. orientalis litter was significantly correlated with soil K, organic carbon, lime, clay, silt, sand and silt.
    Conclusion
    Lignin and phenol are anti-quality chemical consitituents in plant litter and dead materials. Mean values of lignin in all plant species were similar, but the quantity of phenol in the litter of A. aucheri was higher than that in other two species. The amount of Mg and Ca were also similar in all plant species, but mean value of P in C. virgate was greater than that in other two species. It was not found clear relationships between litter quality and soil physico-chemical variables in this study.
    Keywords: Artemisia aucheri, Centaurea virgata, Scariola orientalis
  • Seyed Hamzeh Hosseinian, Niazali Ebrahimipak *, Ashkan Yusefi, Aslan Egdarnzhad Pages 219-232
    Background and Objectives
    Satureja hortensis plant is a medicinal, annual, Herbaceous belonging to the family Lamiaceae, which is used as a medicinal plant and spice, as well as fresh vegetable. Various plant species show a wide range of resistance to drought due to their physiological, morphological and biochemical adaptations. The use of various organic fertilizers, including humic acid, has been widely used to improve the quality and quantity of crops and gardens without harmful environmental effects. Hormonal effects and enhancement of the absorption of nutrients to enhance performance, especially under stress conditions, are the effects of humic acid is derived from humus and other natural sources and Growth stimulating bacteria. Considering the dry and semi-dry nature of a large area of Iran, it is necessary to save water; on the other hand, nutrition is important in the yield and quality of the effective materials of medicinal plants. Therefore, the purpose of this study was to investigate the effects of drought stress and humic acid on morphological and physiological characteristics of Satureja hortensis.
    Materials and Methods
    The experiment was a factorial based on a completely randomized design with four replications in greenhouse conditions in 2017. Four levels of irrigation water regulations 40, 60, 80 and 100% of field capacity and foliar application of humic acid in concentrations of 0, 150, 300 and 450 mg/L were applied. In the 6 to 8 leaves stage, Drought treatments were applied to the pots. Humic acid was applied in two stages in the desired concentrations. The first stage of spraying was when the plants were in the 4 to 6 leaves stage and the second stage was done two weeks after the first spraying. About 7 weeks after application of drought treatments, traits such as plant height, number of branches, number of leaves, leaf length, plant dry weight, proline, chlorophyll a, b and total, carotenoid and carbohydrates were measured.
    Results
    The results showed that the highest plant height, leaf number, number of branches and plant dry weight were obtained under irrigation conditions at 100% FC and spraying with 450 mg/l humic acid; While the highest leaf length, chlorophyll a, b and total, carotenoid and carbohydrate were obtained from irrigation treatment at 100% FC and 300 mg / l humic acid. Also, the highest proline content was obtained from irrigation treatments at 40% FC without humic acid application.
    Conclusion
    Satureja hortensis plant is susceptible to drought stress and with increasing stress and reaching 40% of FC, decrease in the amount of physiological and morphological traits of Satureja hortensis. Meanwhile humic acid had a positive and significant effect on these traits. Finally, by improving the absorption of nutrients and the development of Vegetative and reproductive parts, the physiological and morphological traits increased. The highest effect of humic acid treatment on drought stress of Satureja hortensis was in the treatment of 450 mg/l. The highest salinity production was obtained in irrigation treatment with 100% FC and 450 mg/l humic acid.
    Keywords: Carbohydrate, Carotenoid, chlorophyll, Plant dry weight, Proline
  • Mehdi Meftah *, Amir Ahmad Dehghani, Khalil Ghorbani, Mahsa Karimipour Sourkouhi Pages 233-246
    Background and Objectives
    Weirs are always one of the most important components of water transmission networks, due to its simple structure and function. These components play an important role in the hydraulic structures by regulating the water surface, measuring the flow discharge and increasing the water level. And as a result, provide water heights needed to divert the desired flow into the lateral channels. Also, these structures are used as flow measuring devices of the important applications of overflows, the secure flow of floods behind the dams. The purpose of this study is to investigate the investigation the effect of positive Variation of weir in cross section on discharge coefficient of triangle weirs structures and provide a relationship for estimating the discharge coefficient based on geometrical hydraulic parameters.
    Materials and Methods
    The discharge coefficient was defined as a function of Froude number (Fr), angle of vertex, ratio of water head to height of weir (H/P) and ratio of water head to effective length (H/Le). To achieve this aim, several experiments were done in the water and sediment laboratory, located in Gorgan agricultural sciences and natural resources university . The experiments were accomplished by 4 different angles of vertexes and 3 different slopes. Then, an equation was set by using Gene Expression Programming (GEP) to estimate the discharge coefficient by more accuracy.
    Result
    The findings showed that the discharge coefficient would decrease by increasing trend in the side slopes in the constant Froude number. Also, by increasing the ratio of H/P a decreasing and increasing trend in the discharge coefficient was seen, respectively. The results show that GEP predicted the coefficient of triangle weirs structures with R2 of 0.9676 and 0.8591 and RMSE of 0.0706 and 0.0247 for training and testing stages, respectively. This model gave better results compared by regression equation with R2 of 0.9253 and 0.8029 and RMSE of 0.0467 and 0.084 for training and testing parts, respectively. In the other words, the error of coefficient triangle weirs structures prediction was decreased about 47.10% using GEP approach.
    Conclusion
    The results show that GEP intelligence approach is an adequate model to coefficient triangle weirs structures. Also, the results of traditional regression equations were improved using this method. In the other words, these results indicated that GEP is reliable to evaluate the coefficient discharge of triangle weirs structures by more accurate estimation. So; use of this way is suggested in future studies related to this topic.
    Keywords: Discharge coefficient, Gene expression programming, Variation of weir, Flow, Triangular weir
  • Elham Alahbakhsh *, Mohammd Galavi, Mohsen Mosavi Nik, Zinab Mohkami Pages 247-253
    Background and objectives
    However, Common Purslane (Portulaca oleracea) that is known more as a weed, but it has the most widely used such as herb and spice. This wide uses and high quality oil production in its seeds investigates many research fields to use this valuable plant in human nutrition, livestock and aquatic animals feeding. Therefore, due to superior oil quality of Purslane against other oilseeds because of considerable omega-3 fatty acid in its leaves and on the other hand according to climate change and limited access to water resources, it seems necessary to change the pattern of cultivation in arid and semi-arid areas in Iran (87% of the total area of the country), cultivation of drought-resistant crops such as Purslane, it is possible to optimal use of limited water resources.
    Materials and methods
    The effects of different levels of irrigation and fertilizer regimes on the quantity and quality parameters of Purslane (Portulaca oleracea) were assessed in a trial at the Institute of Agriculture, University of Zabol, during growing seasons. The experiment was carried out in a split plot as randomized complete block design with three replications. The experiment treatments consisted of three irrigation levels [80% (no stress), 60% (mild stress) and 40% (severe)] of available water in main plots and five fertilizer levels [Control (without any fertilizer use), Cow manure (20 tones. ha-1), Vermicompost (15 tones. ha-1), Urea (150 kg. ha-1) and NPK (100 kg. ha-1) in subplots. Measurement of soil moisture during the growth period was done using TDR.
    Results
    Some parameters include: number of leaves per plant, fresh and dry weight of leaves, fresh and dry weight of root, seed weight, number of branches, number of capsules per plant, amount of chlorophyll a, chlorophyll b, Proline, Oxalic acid and Anthocyanin in leaves as properties was measured. Analysis of variance due to irrigation, fertilizer and their interaction was significant on all measured traits. High amounts of leaves fresh and dry weight, root fresh and dry weight, seed weight, number of branches, number of capsules per plant and chlorophyll a and b, was obtained from the optimum irrigation regime (80% available water). Those traits were reduced significantly with increasing the intensity of drought stress, but on the contrary Proline, Anthocyanins and Oxalic acid contents were increased.
    Conclusion
    Application of fertilizer treatments had a significant effect on quantitative and qualitative yield in all studied characteristics. The treatment of organic fertilizers (vermicompost and cow manure in this case), in addition to obtaining more quantitative and qualitative yields than chemical fertilizers, could modify the effects of drought stress on the measured characteristics. So, by replacing organic fertilizers instead of chemical fertilizers, it can be used to reduce environmental pollution as well as sustainable agricultural development.
    Keywords: Omega 3, Vermicompost, chlorophyll, Anthocyanins
  • Soheila Ebrahimi * Pages 255-260
    Background
    Evolution of fate, transfer, distribution and transportation of pollution waste liquid (leachate), is one of the most important problems in urban community and environment. On the other hand, soil has complex biological, physical and chemical properties; therefore, soil characteristics are considered as a natural filtering for much type of pollutants.
    Materials and Methods
    For this purpose, an experiment in polyethylene columns in the five period over 20 days with in a completely randomized design to evaluate the rate of change of many important parameters such as acidity, salinity, total nitrogen and refined nickel in leachate soil columns, with different textures of soils (loam, clay loam and sandy loam), were implemented. The amount of leachate has been applied, considering the volume of leachate collected from the waste storage in the area of Agh Ghala landfill, with water content calculated based on the rate of 10-year area was considered and in intermittent flood conditions to the soil columns, were added.
    Results
    The average amount of pH value decreased with time and use more applied leachate anaerobic landfill in all three soil textures; however, this change was especially obvious in clay loam soil. The average quantity of EC in loam soil texture increased, but decreased in other soil textures, therefore, the downward movement in clay loam soils was more intensity than the other soils. The mean values of total nitrogen in the soil drainage in clay loam and loam reduced; however, in sandy loam soils increased. The average change regarding soil nickel values in clay loam decreased and in sandy loam and loam soil texture increased, however providing that there is no statistically significance.
    Conclusion
    Although the application of latex on the amount of each of the desired parameters (such as nickel in loam and sandy loam, EC in loam and sandy loam soil and total nitrogen in sandy loam) increased in water drainage of leachate anaerobic landfill of Agh ghala, however, soil played an important role to improve the quality of leachate. The results confirmed it when the mean values of salinity and acidity in clay loam and sandy loam soils, nickel in sandy loam soil and total nitrogen in clay loam and loam decreased in output leachate anaerobic landfill than the input. Consequently, it seems the effect of clay loam soil in reducing parameter (Ec, pH, N and Ni) were higher and had more effective role in improve the quality of leachate.
    Keywords: Leachate, soil column, soil texture, vertical emission