فهرست مطالب

آبیاری و زهکشی ایران - سال سیزدهم شماره 1 (فروردین و اردیبهشت 1398)

مجله آبیاری و زهکشی ایران
سال سیزدهم شماره 1 (فروردین و اردیبهشت 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/02/22
  • تعداد عناوین: 20
|
  • آیدا هاشمی نسب، حسین انصاری*، سید حسین ثنایی نژاد صفحات 1-9

    هدف این مطالعه، کاربرد مدل نیمه توزیعی ظرفیت نفوذ متغیر (VIC) جهت برآورد رواناب، تبخیر تعرق و رطوبت خاک در حوضه آبریز نیشابور -برای سال های 1364 تا 1393 در مقیاس ماهانه است. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که مدل VIC در مکانیزم شبیه سازی رواناب نسبت به پارامترهای شکل منحنی ظرفیت نفوذ و عمق لایه دوم خاک حساس تر است. ابتدا مدل VIC با استفاده از مقایسه داده های رواناب شببیه سزی شبده با خروجی حوضه برای سال های 74 - 1372 واسنجی شد. نتایج حاکی از عملکرد بالای مدل در شبیه سازی جریان خروجی حوضه می باشد. به طوری که مقادیر R2 و NSE به ترتیب برابر 85 / 0 و 99 / 0 به دست آمد. همچنین، مدل VIC با داده های رواناب ایستگاه حسین آباد جنگل و تبخیر تعرق شبیه سازی شده با مدل SWAT و الگوریتم SEBAL صحت سنجی شد. مقادیر R2 و NSE برای رواناب برابر 8 / 0 و 9 / 0 است. نتایج نشان دهنده توافق بیشتر تبخیر -تعرق شبیه سازی شده مدل VIC با داده های مدل SWAT می باشد و مقادیر R2 و NSE به دست آمده به ترتیب برابر 76 / 0 و 7 / 0 است. با توجبه به نتایج بدست آمده، می توان از مدل VIC در شبیه سازی متغیر های مورد نیاز در مطالعات منابع آب و هواشناسی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: حوضه آبریز نیشابور، شکل منحنی ظرفیت نفوذ، مدل VIC، مدل فازی
  • بیژن کمایی عباسی، سعیدرضا خداشناس*، محمد حیدرنژاد صفحات 10-20

    سرریز کلید پیانویی حالت توسعه یافته سرریزهای غیرخطی است که ظرفیت تخلیه دبی بسیار بالایی دارد. با توجه به افزایش طول موثر و به دنباال آن افزایش راندمان تخلیه در این گونه سرریزها میتوان از آنها در سرریز سدها و یا سازه های تنظیم آب استفاده نمود. در این تخقیق که بر روی سرریزهای دوسیکل کلید پیانویی با دماغه مثلثی انجام شده، آزمایشات متعددی برای تعیین تاثیر پارامترهای هندسی نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی سرریز (Wi/Wo)و نسبت طول سرریز به طول شیروانی پایین دست (B/Bi) بر ضریب شدت جریاان، انجاام گردید. نتاایچ نشاان داد که باا افزایش بار هیدرولیکی، ضریب شدت جریان ابتدا افزایش و سپس کاهش مییابد. همچنین با افزایش نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی از 8 /0تا 25 / 1 ضریب جریان در سرریز کلید پیانویی به مقدار 26 درصد افزایش یافت. استفااده از دماغه مثلثی بر ضریب شدت جریاان تاثیر مثبات داشته و مقایسه با تحقیقات سایر محققین نشان داد که رابطه بدست آمده از این تحقیق خطای کمتری نسبت به سایر روابط دارد.

    کلیدواژگان: سرریز کلید پیانویی، ضریب شدت جریان، مدل هیدرولیکی، نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی
  • محمد اسماعیل اسدی*، پریسا شاهین رخسار احمدی صفحات 21-33

    کود آبیاری(Fertigation) کاربرد کودها، یا دیگر مواد محلول در آب از طریق سامانه های آبیاری می باشد. کود آبیاری را می توان برای انواع نباتات زراعی و باغی و همچنین انواع سامانه های آبیاری از جمله تحت فشار و سطحی به کار برد. سطح اراضی آبی استان گلستان در حدود 200 هزار هکتار می باشد که در اغلب آن ها سامانه کود آبیاری استفاده نمی گردد. به همین خاطر در این مطالعه کارآیی این سامانه ها برروی محصول ذرت شیرین در سال های 1386 و 1387 مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است. در این تحقیق که به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با دو تیمار 200 (N200) و 300 کیلو گرم نیتروژن خالص (N300) در هکتار با سه تکرار انجام شد میزان کود های در نظر گرفته شده از طریق تقسیط و در دو نوبت کود آبیاری و در دو سامانه جویچه ای و بارانی به گیاه داده شد. نوع محصول ذرت شیرین واریته سینگل کراس 704 بوده که به فواصل 75 در 20 سانتی متر در تیرماه هر سال و بعد از برداشت گندم در ایستگاه کشاورزی گرگان کشت گردید. در طی سال اول 7 بار و سال دوم 8 نوبت آبیاری در هر دو تیمارکود آبیاری جویچه ای و بارانی صورت گرفت که دو نوبت از آبیاری ها توام با کود بوده است. میزان آب آبیاری در سال اول به ترتیب برای آبیاری جویچه ای و بارانی برابر 527 و 313 میلی متر و در سال دوم برای آبیاری جویچه ای و بارانی برابر 474 و 299 میلی متر بوده است. میانگین عملکرد دانه قابل کنسرو در سال اول و در تیمار N200 برابر 3375 و 4072/3کیلو گرم در هکتار و در سال دوم برابر2637/3و 4165/3کیلو گرم در هکتار به ترتیب برای تیمار های جویچه ای و بارانی ودر تیمارN300 در سال اول برابر 3124/3و 2930/3کیلو گرم در هکتار و در سال دوم برابر 2647 و 3278/3در هکتار به ترتیب برای تیمار های جویچه ای و بارانی بوده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد روش آبیاری در سطح 1 درصد بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت شیرین تاثیر معنی دار داشته و حداکثر مقادیر مربوط به عملکرد دانه قابل کنسرو به میزان 4165/3کیلو گرم در هکتار از تیمار N200 در سال 1387، عملکرد بلال به میزان 8795/6کیلو گرم در هکتار از تیمار N200 در سال 1386، تولید بیوماس به میزان 33184/6کیلو گرم در هکتار از تیمار N200 در سال 1386 و ماده خشک به میزان 7598/3کیلو گرم در هکتار از تیمار N200 در سال 1386 در تیمارهای آبیاری بارانی بدست آمده است که نشان دهنده موثر بودن کود آبیاری از طریق سامانه بارانی و از طریق ونتوری بوده است. مقادیر مختلف کود نیتروژن در سطح 5 درصد بر عملکرد دانه و عملکرد ماده خشک تاثیر معنی داری داشته و حداکثر عملکرد دانه و تولید ماده خشک در تیمارهای کودی N200 مشاهده گردید. مقادیر مختلف کود نیتروژن بر عملکرد بلال و عملکرد ماده مرطوب تاثیر معنی داری نداشت. نتایج دو سال اجرای پژوهش حاکی از موثر بودن کارآیی مصرف کود در تیمار های کود آبیاری بارانی بوده است.

    کلیدواژگان: آبیاری تحت فشار، آبیاری سطحی، ارزیابی، گلستان، نیتر ژن
  • بهاره سادات همراز، علی شهیدی*، عباس خاشعی سیوکی صفحات 34-44
    با توجه به اهمیت منابع آبهای زیرزمینی در مناطق خشک و نیمهخشک، ارزیابی کیفی این منابع از اهمیت به سزایی برخوردار است. آبیاری تحت- فشار به عنوان روشی مناسب برای افزایش راندمان آبیاری و کاهش مصرف آب، نیازمند تحلیل کیفیت آب میباشد. با وجود فعالیتهای زیاد پژوهشگران در تهیه نقشه های کیفی آبهای زیرزمینی به کمک روش های زمین آماری، بیشتر این مطالعات معطوف به استفاده از روش کریجینگ معمولی بودهاند که برای تهیه پهنه های مستعد آلودگی مناسب نیستند، در این پژوهش با استفاده از روش زمین آماری کریجینگ نشاانگر تیییارات مناانی پارامترهاای کیفی آبخوان و بطور ویژه مناطق مناسب برای آبیاری تحتفشار مورد بررسی قرار گرفت. کریجینگ نشانگر با در نظار گارفتن آساتانه مجااز آلاودگی، نقشه های احتمال آلودگی آبخوان را به خوبی مدل میکند. بدین منظور کیفیت 27 حلقه چاه مشاهدهای آبخوان بیرجند طی سال 1395 مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای کیفی مورد ارزیابی شامل اسیدیته pH ، هدایت النترینای EC ، نساتت جا ب سادیمی SAR ، سادی Na ، کلار Cl و بای کربناات HCO3 میباشد که آستانه مجاز این پارامترها جهت استفاده در آبیاری تحتفشار توسط حد مجاز پیشنهادی FAO در نظر گرفته شد. از طرفی با توجه به اهمیت شاخص اشتاع لانژیلر LSI در رسوب سیست آبیاری قطرهای این شاخص نیز برای چااه هاای آبخاوان ماورد ارزیاابی قارار گرفات و ناواحی غیرمناسب برای آبیاری تحتفشار در آبخوان با استفاده از روش زمین آماری کریجینگ نشانگر و نرم افزار ArcGIS بدست آمد. نتایج نشاندهنده اراضی مناسب آبیاری تحتفشار در قسمتهای شرقی و مرکزی دشت میباشد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطرهای، آبهای زیرزمینی، پارامتر کیفی، زمین آمار، شاخص اشتاع لانژیلر
  • محمد جواد نحوی نیا*، جواد مظفری، بهنام معاونی، عبدالمجید لیاقت، مسعود پارسی نژاد صفحات 45-57

    در این مطالعه، از شبکه های عصبی مصنوعی به منظور تخمین زمان پیشروی آب با استفاده از داده های اندازه گیری شده دبی ورودی، ضریب زبری مانینگ، شیب، طول فارو، شماره منحنی نفوذ، وزن مخصوص ظاهری و رطوبت اولیه استفاده شده است. برای این منظور از یک سری آزمایش های صحرایی انجام شده به روش آبیاری جویچه ای در پنج مزرعه آزمایشی گلمکان مشهد، توتون ارومیه، مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد دزفول، دانشگاه بیرجند و موسسه اصلاح بذر کرج در طی دورهی زمانی تابستان 1376 تا تابستان 1385 که دارای طیف گسترده ای از نظر بافت خاک (سبک، متوسط و سنگین) می باشند، استفاده شد. از مجموع 240 داده ی موجود، 60 درصد اولیه (144 داده) جهت آموزش شبکه، 20 درصد جهت صحت سنجی (48 داده) و 20 درصد باقیمانده (48 داده) برای آزمون شبکه ها انتخاب شدند. متغیرهای ورودی با استفاده از آنالیز حساسیت شبکه به متغیرهای ورودی و همچنین روش تحلیل مولفه های اصلی (PCA) تعیین شدند. نتایج نشان داد که شبکه های عصبی توانایی خوبی در پیش بینی زمان پیشروی داشته و با دقت بالایی زمان پیشروی را تخمین می زنند. بهترین نتایج (R2=0.995) مربوط به مدلی است که برای پیش بینی زمان پیشروی در جویچه، از مولفه های اصلی (PCA) در متغیرهای ورودی استفاده می کند. نتایج همچنین نشان می دهند مدلی که از پارامتر رطوبت اولیه برای تعیین زمان پیشروی استفاده می کند (R2=0.848)، در مقایسه با مدل هایی که از پارامترهای ضریب زبری مانینگ (R2=0.492) و شماره منحنی نفوذ (R2=0.417) استفاده می کنند، از عملکرد بالاتری برخوردار است.

    کلیدواژگان: زمان پیشروی، آبیاری جویچه ای، تحلی مولفه های اصلی، شبکه های عصبی مصنوعی
  • ابوالفضل ناصری* صفحات 58-68

    دشت مرند از جمله مناطق مهم کشاورزی استان آذربایجان شرقی است که بیش از 80 درصد از نیاز آبی محصولات مختلف زراعی و باغی در این دشت، از منابع آب زیرزمینی تامین می شود. برداشت مداوم و بی رویه از موجب افت قابل توجه از سطح آب زیرزمینی گردیده است. بنابراین بهره برداری بهینه و پایدار از منابع آب زیرزمینی در این دشت یک ضرورت مدیریتی است که آن هم مستلزم الگوبندی کمی مصرف و پیش بینی روند بهره برداری از این منبع آب است. از سوی دیگر با عنایت به توانمندی فن های سری های زمانی در الگوبندی و پیش بینی رفتار پدیده های مهندسی آب، این پژوهش با هدف تحلیل تغییرات سطح آب زیرزمینی این دشت با الگوهای یادشده، انجام گردید. در این پژوهش افت سطح آب زیرزمینی به مدت 45 سال با 14روش الگوبندی ارزیابی گردید و پس از ارزیابی، الگوی اتورگرسیو تلفیقی میانگین متحرک (ARIMA) مناسب‏ترین الگو تشخیص داده شد. نحوه الگو‏بندی، آزمون و پیش‏بینی با الگوی یادشده به این صورت بود که حدود داده های 25 سال افت سطح آب زیرزمینی برای الگوبندی (از سال 1361 تا 1386)، 10 سال (1386 تا 1396) برای آزمون و 10 سال آینده بقیه (1396 تا 1406) برای پیش‏بینی استفاده گردید. نتایج نشان داد سطح آب زیرزمینی از سال 1361 تاکنون بیش از 17 متر افت داشته است. سناریوهای مختلف صرفه‏جویی با شروع از سال 1397 برای کاهش اثرات روند نزولی تغییرات سطح آب و مدیریت بهینه مصرف آب زیرزمینی، در نظر گرفته شد. در صورت صرفه‏جویی فقط به اندازه 10 درصد در مصرف آب زیرزمینی، در سال دهم معادل 67 میلیون مترمکعب صرفه‏جویی خواهد شد. راهکارهایی مانند تسطیح اراضی زراعی، استفاده از گیاهان زراعی و باغی با نیاز آبی کم، استفاده از روش های کم آبیاری، برنامه ریزی مناسب آبیاری می توانند موجب صرفه جویی در مصرف آب در این دشت که در حاشیه دریاچه ارومیه قرارگرفته، باشد

    کلیدواژگان: آب های زیرزمینی، الگوی اتورگرسیو میانگی متحرک، تغییرات حجم آب زیرزمینی، دشت مرند، منابع آب زیرزمینی
  • مریم یایایی، علی شاهنظری*، محمود مشعل، بهزاد آزادگان صفحات 69-77

    با توجه به بحران خشکسالی و مصرف بالای آب در اراضی شالیزاری، ارایه راهکارهایی جهت افزایش راندمان های آبیاری می تواند بسیار مفید باشد. از طرفی یکی از روش های افزایش بهره وری در کشاورزی توسعه کشت دوم و کشت راتون می باشد که بر اقتصاد خانوارهای روستایی نقش موثری دارد. بنابراین تعیین مقدار آب مورد نیاز کشت دوم برنج و کشت راتون برای برنامه ریزی منابع آب ضروری است. این پژوهش، در استان مازندران، منطقه خزرآباد شهرستان ساری، برای واریته زودرس طارم محلی طی دو فصل زراعی در سال های 1395 و 1396 همچنین کشت راتون در سال 1396 اجرا گردید. برای اندازه گیری دبی های ورودی و خروجی به تیمارها از سرریز مثلثی و برای تعیین نیاز آبی مزارع از سه عدد لایسیمتر استفاده شد. راندمان مصرف آب و بهره وری از آب در کل فصل زراعی در هر یک از تیمار ها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین راندمان مصرف در کشت راتون به میزان 61% اندازه گیری شد. میزان راندمان مصرف در کشت راتون به میزان39% نسبت به کشت دوم 1395و 42% نسبت به کشت دوم سال 1396 افزایش یافت. میزان بهره وری آب در کشت دوم سال های 1395 و 1396 و کشت راتون سال1396 به ترتیب 51%، 33% و40% محاسبه گردید. لذا در مناطقی که دارای میزان مناسبی از بارندگی در زمان کشت دوم و کشت راتون باشد می توان کشت دوم برنج و کشت راتون را توصیه نمود.

    کلیدواژگان: خزرآباد، سرریز، طارم محلی، لایسیمدر
  • کیومرث روشنگر*، سمیرا اخگر صفحات 78-88

    در سرریز پلکانی، پله ها با فراهم کردن یک بستر زبر مصنوعی انرژی جریان را بیش از انواع دیگر سرریزها مستهلک می کند که این امر موجب کاهش زمان و هزینه ساخت سد شده و توانسته است توجه مهندسان طراح را به سوی این نوع از سرریزها جلب کند. اما آنچه در این نوع از سریزها حایز اهمیت است، افزایش اثر پله ها در میزان استهلاک انرژی است. به همین دلیل هدف از تحقیق حاضر، بررسی افزودن المان های گوه ای شکل روی پله ها و تاثیر آن بر تغییرات ضریب زبری دارسی، ارتفاع آب پایین دست سرریز و در نتیجه استهلاک انرژی روی سرریز پلکانی است. در این راستا ابتدا چندین شکل از المان های گوه ای شکل با چیدمان های متفاوت با استفاده از نرم افزار Flow-3D شبیه سازی شده و سپس با مقایسه نتایج، مدل مناسب ازجنبه بیشترین استهلاک انرژی در آزمایشگاه ساخته و مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایشات بر روی 5 مدل فیزیکی، با تغییر در چیدمان گوه ها و میزان دبی انجام گردید و نتایج با سرریز پلکانی ساده مورد مقایسه قرارگرفت. نتایج عددی و آزمایشگاهی نشان می دهد که افزودن المان ها بر روی سرریز پلکانی، ضریب زبری دارسی را افزایش داده و موجب کاهش ارتفاع آب در پایین دست سرریز و درنتیجه افزایش چشمگیر استهلاک انرژی می شود. با کاهش فاصله بین المان های گوه ای، استهلاک انرژی بطرز چشمگیرتری افزایش می یابد. همچنین روابطی برای زبری ((f و نسبت عمق بحرانی به زبری پله (yc/k) بدست آمده است که دقت بالای این روابط (R2= 0.9-0.98) بیانگر وابستگی قابل توجه مقدار زبری ((f به زبری پله ((k می باشد.

    کلیدواژگان: انرژی جریان، بستر زبر مصنوعی، چیدمان، گوه، سرریز پلکانی، Flow-3D
  • علیرضا مقدم*، حسین رضایی، علی نقی ضیایی، کوروش بهزادیان صفحات 89-100

    یک مدل هیدرولیکی شبکه توزیع آب زمانی موفق و قابل استناد است که بتواند شرایط واقعی شبکه را با دقت بالا شبیه سازی نماید که جهت دستیابی به این هدف انجام فرایند کالیبراسیون مدل امری اجتناب ناپذیر می باشد. در این تحقیق یک سامانه جدید به نام سامانه مدیریت بهینه شبکه های توزیع آب شهری جهت کالیبراسیون شبکه توزیع آب بر مبنای یک نسخه ساده اصلاحی الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (SMPSO) به شکلی ساده و کاربرپسند برای استفاده کارشناسان شرکت آب و فاضلاب معرفی می گردد. فرایند کالیبراسیون موجود در این سامانه با هدف کمینه کردن معیار میانگین درصد خطای مطلق (MAPE) بین فشارهای مشاهداتی و شبیه سازی و بر مبنای استفاده از ضرایب زبری هیزن ویلیامز لوله ها به عنوان متغیرهای تصمیم عمل می کند. بدین منظور در این مقاله ابتدا توانایی روش SMPSO جهت کالیبراسیون یک شبکه مرجع از پژوهش قبلی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان داد مقادیر متوسط MAPE در شرایط تقاضای حداکثر، حداقل و جریان آتش نشانی به ترتیب به میزان 0/425، 2/857 و 0/306 درصد کاهش و فقط در شرایط نرمال به میزان 0/186 درصد افزایش یافته است که نشان از برتری این روش نسبت به الگوریتم ژنتیک (GA) می باشد. سپس یک شبکه واقعی در شرایط نرمال، حداکثر، حداقل و مصرف متغیر در طی 24 ساعت بررسی گردید که در تمامی این شرایط میزان MAPE نسبت به کالیبراسیون انجام شده توسط شرکت مشاور به ترتیب 5/82، 6/20، 5/21 و 5/95 درصد کاهش یافت.

    کلیدواژگان: الگوریت اصلاحی، بهینه سازی ازدحام ذرات کالیبراسیون، سامانه مدیریت بهینه، شبکه های توزیع آب
  • رامین منصوری*، محسن محمدیزاده صفحات 101-114

    امروزه طراحی بهینه شبکه ها با توجه به سرسام آور بودن هزینه های اجرایی شبکه های توزیع آب، امری ضروری به نظر می رسد. طراحان همواره به دنبال یافتن روشی هستند که ضمن تامین ضوابط و معیارهای فنی طرح کم ترین هزینه را در برداشته باشد. در این تحقیق از الگوریتم نیروی مرکزی (CFO) برای حل بهینه هزینه طراحی شبکه روستای اسماعیل آباد در 7 کیلومتری شمال غرب شهر نورآباد در استان لرستان استفاده گردید؛ بهینه سازی این شبکه با توسعه یک مدل بهینه سازی مبتنی بر الگوریتم نیروی مرکزی در محیط نرم افزار متلب و اتصال پویای آن با نرم افزار EPANET جهت انجام محاسبات هیدرولیکی شبکه مورد ارزیابی قرار گرفته است. الگوریتم نیروی مرکزی برای شرایط تعداد کاوشگر 42 عدد، نرخ جهش 15%، تعداد تکرار 1000 مرتبه (Nt=1000) و شتاب اولیه کاوشگر ها برابر صفر بهترین کارایی را نشان داد. حل بهینه به دست آمده برای شبکه توزیع آب آبیاری اسماعیل آباد نشان می دهد هزینه بهینه الگوریتم نیروی مرکزی (737724 دلار) 55/1 درصد بیش تر از هزینه بهینه مطلق برآورد شده توسط روش MILP می باشد. ویژگی این روش در آن است که یک روش قطعی می باشد و همچنین زمان اجرای آن تقریبا نصف زمان اجرای روش MILP است.

    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه سازی نیروی مرکزی، شبکه های آب رسانی، کاوشگر، مدل بهینه ساز، نرخ جهش
  • علی عطایی*، مهدی اکبری، محمدرضا نیشابوری، داود زارع حقی صفحات 115-128

    در این تحقیق، توزیع شوری و رطوبت حاصل از کاربرد آب شور در سامانه آبیاری قطره ای سطحی (DI) و زیرسطحی (SDI) برای درختان پسته مورد بررسی قرار گرفت. از پاسخ گیاهی جهت تعیین پارامترهای مورد نیاز برای مدل‏سازی HYDRUS استفاده شد. دو پارامتر h_m50 و 〖EC〗_50 معادل کاهش 50 درصد جذب آب ریشه به دلیل خشکی و شوری به ترتیب cm 8925 و dS/m 7/29 به دست آمد. مدل هایدروس توانست با دقت بالایی توزیع رطوبت و شوری را در ناحیه ریشه درختان پسته شبیه سازی نماید. نتایج نشان داد که کمترین میزان تجمع املاح در نزدیکی قطره چکان ها می باشد و با دور شدن از آن، شوری خاک افزایش می یابد. همچنین تعرق روزانه و جذب آب ریشه محاسبه شده توسط مدل با هدایت روزنه ای و جریان شیره آوندی همبستگی معنی داری را نشان داد. بر اساس نتایج هایدروس و اندازه گیری گیاهی، مشخص شد که جذب آب ریشه در SDI به طور معنی داری از DI بیشتر است که نشان می دهد SDI با کاهش تبخیر سطحی و توزیع مناسب رطوبت و شوری، باعث کاهش تنش رطوبتی می گردد. همچنین مشاهدات نشان داد که به علت کاهش رطوبت خاک، از روز پنجم آبیاری به بعد، جذب آب ریشه را با محدودیت مواجه می شود. لذا کوتاه تر کردن دور آبیاری برای جلوگیری از تنش رطوبتی ضروری می باشد.

    کلیدواژگان: تابع تنش رطوبتی، تعرق، جذب آب ریشه، هایدروس
  • فاطمه موجرلو، رامین فضل اولی*، علیرضا عمادی صفحات 129-141

    تغییر اقلیم و گرمایش کره‏ی زمین یکی از مسایل مهم جهان در عصر کنونی می‏باشد و در حال گسترش به سرتاسر کره‏ی زمین است و آثار زیان بار آن بر منابع آبی بر کسی پوشیده نیست. ازاین رو پیش‏بینی تغییرات اقلیمی یک منطقه، نقش مهمی در برنامه‏ریزی و مدیریت منابع آبی خواهد داشت. هدف از این پژوهش ارزیابی اثرات این پدیده بر روی دبی حوضه آبریز تجن در دوره‏ی آتی می‏باشد. به این منظور در گام اول شبیه‏سازی پارامترهای دما و بارش با استفاده از مدل جوی CANESM2 تحت سناریوهای جدید انتشار RCP2.6 و RCP8.5 و ریزمقیاس‏سازی خروجی‏های مدل جوی با مدل SDSM انجام شد. سپس شبیه‏سازی دبی روزانه حوضه در دوره آتی با مدل بارش-رواناب IHACRESانجام شد. برای بررسی دقیق‏ عملکرد و خطای مدل ریزمقیاس‏سازی SDSM از آزمون ناپارامتری من- ویتنی استفاده شد که نشان از کارایی مدل در ریزمقیاس سازی دما و بارش در ایستگاه‏های مورد مطالعه داشت. به‏طور کلی نتایج مدل نشان داد که میانگین دمای سالانه حوضه در دوره آتی (2049-2020) نسبت به دوره پایه این تحقیق (2005-1976) تحت دو سناریو RCP 2.6 و RCP 8.5، 0/79 و 1/14 افزایش و مقدار بارش به‏ترتیب تحت همان دو سناریو 15 و 18 میلی متر کاهش خواهد یافت. در گام آخر نتایج واسنجی و صحت سنجی مدل IHACRES بررسی شد طی این دو مرحله شاخص ارزیابی نش- ساتکلیف (NSE)، 0/45 و 0/40 به دست آمد که بیانگر دقت قابل قبول مدل در شبیه‏سازی دبی می‏باشد. با توجه به نتایج این تحقیق، پیش‏بینی شد که میزان دبی تحت دو سناریوی RCP 2.6 و RCP 8.5 در دوره آتی نسبت به دوره پایه به ترتیب به میزان 19/8 و 21/7درصد کاهش می‏یابد.

    کلیدواژگان: ریزمقیاس سازی آماری، سناریوهای RCP، مدل بارش رواناب، مدل - CANESM2
  • فرهاد ابراهیمیان، محمد جواد منعم*، مجید دلاور صفحات 142-152

    محدودیت منابع آب و رشد جمعیت که نیازمند افزایش تولید غذا است، ضرورت ارتقاء بهره وری آب در شبکه های آبیاری را ایجاب می کند. روش های ارتقاء بهره وری در شبکه های آبیاری در دو بخش کلی مدیریت عرضه و مدیریت تقاضا انجام می شود. در این تحقیق با توجه به محدودیت روش های مدیریت عرضه، تاکید بر مدیریت تقاضا بخصوص در شرایط کمبود آب شده است.برای این منظور مدیریت برنامه های توزیع و تحویل آب در شبکه (شامل 4 سناریو) بمنظور بهبود بهره وری آب در نظر گرفته شده است. این تحقیق بر روی کانال درجه دوم شرقی شبکه آبیاری و زهکشی عقیلی واقع در منطقه گتوند استان خوزستان صورت گرفته است. وضعیت هیدرولیکی جریان در شبکه مورد نظر با استفاده از مدل هیدرودینامیک ICSS شبیه سازی شده است. عملکرد هر یک از محصولات موجود در شبکه نیز با استفاده از مدل شبیه ساز گیاهی AquaCrop شبیه سازی شده است. بسته به هدف مدیریت مبنی بر تاکید بر صرفه جویی در مصرف آب، تولید غذا و یا بهبود بهره وری آب، سناریوهای مورد نظر می توانند اولویت های متفاوتی داشته باشند. چنانچه هدف اصلی بهبود بهره وری آب باشد، نتایج حاصله بیانگر آن است که سناریو اول و چهارم به ترتیب با 13/8و 12/96درصد بهبود بهره وری نسبت به وضعیت موجود مناسبترین گزینه می باشند.

    کلیدواژگان: بهره وری، تحویل و توزیع، کمبود آب، مدل AquaCrop
  • رضا حسن زاده*، محدثه حسینی نیا صفحات 153-164

    در این مقاله کارایی روش های درون یابی و روش تحلیل لکه داغ در ارزیابی کیفی آب های زیرزمینی در محدوده دشت کرمان موردبررسی قرار گرفته است. جهت انجام این امر اطلاعات مربوط به مقادیر هدایت الکتریکی (EC)، کل نمک های محلول (TDS) و نسبت جذب سدیم (SAR) 60 نقطه چاه در حال بهره برداری در دشت کرمان گردآوری و پس از اطمینان از موقعیت مکانی و صحت داده ها با استفاده از روش های معکوس فاصله وزن دار و کریجینگ نقشه پراکنش این پارامترها با استفاده از داده های اولیه و همچنین نتایج حاصل از تحلیل لکه داغ (Z-Score) برای هر پارامتر ترسیم گردید. نتایج حاصل حاکی از ارجحیت کارایی روش کریجینگ نسبت به روش معکوس فاصله وزن دار با استفاده از نتایج تحلیل لکه داغ نسبت به استفاده از داده های اولیه می باشد. زیرا نقشه های حاصل بدون دخالت کاربر در تعیین تعداد و حد طبقات بر اساس اصول زمین آماری ترسیم می گردند. نقشه های حاصله با استفاده از نتایج حاصل از لکه داغ نشان دهنده مرز و مساحت مشخص مقادیر بسیار بالا و مقادیر بسیار پایینEC (1411 و 1063)، TDS (1874و 1470) و SAR (321 و 396 کیلومترمربع) در منطقه می باشد. به طوری که مساحت های محاسبه شده با واقعیت سازگار و نشان دهنده تاثیر ناحیه ای گسترش یک پارامتر در محدوده مورد مطالعه می باشد. بنابراین استفاده از نتایج تحلیل لکه داغ در ترکیب با سایر روش های درون یابی می تواند محققین را در ارزیابی میزان گسترش مقادیر بسیار بالا و پایین یک پارامتر و مساحت تحت تاثیر آلودگی در منطقه یاری رساند.

    کلیدواژگان: ارزیابی کیفی آب های زیرزمینی، تحلیل لکه داغ، دشت کرمان، کریجینگ، معکوس فاصله وزن دار
  • حسن ابراهیمی راد، حسین بابازاده، ابراهیم امیری*، حسین صدقی صفحات 165-176

    هدف از این مطالعه ارزیابی مدل های ORYZA2000و Ceres-Rice برای تعیین اختلاف بین عملکرد بالقوه قابل حصول و عملکرد واقعی کشاورزان و بررسی دلایل آن در مدیریت های آبیاری و تراکم های مختلف کشت برنج می باشد. این آزمایش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در منطقه کوشال- لاهیجان واقع در شمال ایران در سال های 1393 و 1394 انجام شد. تیمارهای آبیاری شامل غرقابI1= ، اشباعI2= ، آبیاری با دور 8 روز تا گلدهیI3= ، آبیاری با دور 8 روز بعد از گلدهیI4= ، آبیاری با دور 8 روز در کل دوره رشدI5= و تراکم شامل D1=15×15, D2=20×20, D3=25×25cm سانتیمتر بودند. ارزیابی عملکرد و بیوماس شبیه سازی و اندازه گیری شده با استفاده از ضریب همبستگی سازگاری و میانگین مربعات خطای مطلق و نرمال شده (RMSE) بود. مدل ORYZA2000 عملکرد دانه را در مقایسه با مدل Ceres-Rice با دقت بیشتری برآورد کرد (RMSE= 533 and RMSEn= 14%). مقادیر برآورده شده و پیش بینی شده تیمار I3D2 در مراحل واسنجی و ارزیابی همبستگی خوبی داشت. به طور متوسط اجزای یهره-وری آب مبتنی بر آبیاری، تبخیر و تعرق و مجموع تبخیر و تعرق و نفوذ عمقی (WPI، WPI + R، WPET، WPT و WPETQ)، به ترتیب 1.09, 0.90, 1.00, 1.59 and 0.79کیلوگرم بر متر مکعب محاسبه گردید.

    کلیدواژگان: برنج، بهره وری آب، تراکم کاشت، مدیریت آبیاری، مدل گیاهی
  • سمیه سلطانی گردفرامرزی*، نجمه دانشور مروست، سمانه پورمحمدی صفحات 177-189

    پدیده تبخیر و تعرق باعث تلفات آب و رطوبت از سطوح آبی، خاک و پوشش گیاهی می شود و محاسبه آن از طریق روشی مناسب با توجه به میزان اندک نزولات جوی و محدودیت منابع آب در ایران از اهمیت زیادی برخوردار است. پژوهش حاضر سعی در برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل و تحلیل ارتباط آن با کاربری زمین دارد و هم چنین در نظر است تغییرات بلند مدت کاربری اراضی زیر حوضه سقز بررسی شده و تاثیرات آن بر تغییرات تبخیر و تعرق مورد بررسی قرار گیرد. در این بررسی از میانگین درازمدت داده های هواشناسی هفت ایستگاه هواشناسی و داده های تشتک تبخیر ایستگاه سقز برای تعیین روش مناسب تخمین EToاستفاده شد. از داده های ماهواره ای سنجنده TM, ETM و لندست هشت با استفاده از نرم افزار های ENVI و GIS در استخراج کلاس های کاربری طی سال های 2013-1992 استفاده گردید. نتایج تحقیق نشان می دهدکه بهترین روش برای این منطقه به عنوان اقلیم سرد و معتدل روش تشعشعی فایو با ضریب تبیین 0/89 و Nash با مقدار 0/86 در ایستگاه بیجار و روش بلانی کریدل با ضریب تبیین 0/94 وNash با مقدار 0/92 در ایستگاه سنندج است. نتایج حاصل از تغییر کاربری اراضی نشان می دهد که کلیه تغییرات مربوط به کاهش مساحت در بخش مرتعی و افزایش مساحت به ترتیب در کاربری اراضی شهری، سطح مساحت آب در رودخانه ها، اراضی باغی و اراضی زراعی بوده است. هم چنین نتایج همبستگی تبخیر و تعرق و کاربری اراضی نشان می دهد که بیشترین همبستگی تبخیر و تعرق گیاه مرجع با مقدار 0/95 در اراضی زراعی وکمترین آن با مقدار 0/38 در مساحت سطح آب های سطحی می باشد.

    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق گیاه مرجع، کاربری اراضی، سقز، همبستگی
  • محمدحسین جهانگیر*، سحر بابایی، اقبال نوروزی صفحات 190-202

    در بین رویدادهای شدید، خشکسالی بصورت تدریجی اتفاق می افتد و درمدت زمان طولانی تری اثرات خود را برجا میگذارد. درمیان روش های نظارت بر خشکسالی، نالبانتیس روش SDI را بر پایه تجزیه و تحلیل ویژگی های خشکسالی براساس حجم رودخانه تجمعی ارایه کرد. ازمزایای این روش سادگی آن است. این روش برای آنالیز ویژگی های خشکسالی کشورهای زیادی مانند ایالات متحده آمریکا، هند، ایران، عراق و یونان بکارگرفته شده است. میانگین متوسط بارش سالانه در استان کرمانشاه 437 میلی متر است که درسالهای اخیر بدلیل تغییرات آب و هوایی و افزایش دما، بارش در طول فصل مرطوب افزایش و در فصل خشک کاهش یافته است. تفاوت در حجم رودخانه بین فصل مرطوب و خشک منجر به وقوع خشکسالی شده است. هدف از این تحقیق بررسی تداوم و شدت خشکسالی هیدرولوژیکی با استفاده از شاخص خشکسالی جریان رود خانه ایی (SDI) بر مبنای دوره های 3، 6، 12، 18، و24ماهه در استان کرمانشاه است. برای دستیابی به این هدف از داده های دبی روزانه 10 ایستگاه هیدرومتری برای یک دوره 31 ساله (2011-1981) استفاده شد. نتیجه شاخص جریان رودخانه ایی نشان داد که در ایستگاه های توتشامی، شاه گذر، آران غرب، دوآب، پل چهر، خرس آباد، دوآب مرک و قورباغستان، ترسالی از سال 1363 شروع شده و تا سال 1377 ادامه داشته است. و همینطور شروع خشکسالی در ایستگاه های توتشامی، آران غرب، پلچهر، خرس آباد، دوآب مرک و قورباغستان از سال 1377و تا سالهای اخیر(1390) ادامه دار بوده است.

    کلیدواژگان: استان کرمانشاه، تغییرات آب و هوایی، خشکسالی جریان رودخانه ای، خشک سالی هیدرولوژیکی، شاخص SDI
  • محمدرضا زنگنه اینالو، بیژن قهرمان*، علیرضا فریدحسینی صفحات 203-216

    مدل های بارش- رواناب یکی از روش های تخمین رواناب و ابزاری مناسب برای مطالعه فرایندهای هیدرولوژیکی و ارزیابی منابع آبی می باشند. هدف از پژوهش حاضر ارزیابی استفاده از تصاویر ماهواره ای TRMM در برآورد مقادیر بارش ایستگاهی و رواناب در حوضه آبریز رودخانه شاپور در استان فارس می باشد. بدین منظور از اطلاعات رخدادهای بارش ساعتی، روزانه و ماهانه ایستگاه های باران سنجی حوضه طی سال های 95-1390 استفاده و به مقایسه نتایج آنها با مقادیر داده های ماهواره ای TRMM و مقادیر اصلاح شده آن پرداخته شد. در ادامه با واسنجی مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS، به ارزیابی استفاده از مقادیر بارش ایستگاهی و مقادیر برآوردی ماهواره ای در برآورد رواناب حوضه پرداخته شد. مطابق نتایج بدست آمده نتایج برآورد بارش از مدل های TRMM و TRMM اصلاح شده در رخدادهای بارش ساعتی و روزانه نسبت به مقیاس ماهانه دقت کمتری دارند و نتایج برآورد بارش از مدل TRMM اصلاح شده در مدل ماهانه دارای ضریب تبیین بیش از 0/86 در ایستگاه های مورد بررسی می باشد. نتایج شبیه سازی بارش-رواناب از مدل واسنجی شده نیز نشان داد بهترین نتیجه رواناب تخمینی از داده های بارش ایستگاهی حاصل گردید که مقدار RMSE آن حدود 11/94متر مکعب بر ثانیه بدست آمد.

    کلیدواژگان: شبیه سازی رواناب، ماهواره TRMM، مدل HEC-HMS، واسنجی
  • رضا ثمالی*، ام البنین بذرافشان، مهدی بی نیاز، حمید مسلمی صفحات 217-231

    بررسی فرآیندهای آب و هوایی، ابزار مناسبی در اختیار برنامه ریزان در بخش های مختلف قرار می دهد تا با در نظر گرفتن این بررسی ها، سیاست های آینده را در جهت بهینه نمودن صرف هزینه ها و امکانات بهره وری حداکثر طرح ریزی کنند. رخداد بارش با فرآیندهای پیچیده جوی از جمله پدیده ی النینو نوسان های جنوبی (ENSO) در پیوند می باشد که این پدیده در پیوند بنیادین با نوسان های دمای سطح آب در پهنه ی استوایی اقیانوس آرام می باشد. هدف از این تحقیق بررسی ارتباط بارش در فصول مرطوب سال (شش ماهه سرد سال) با پدیده ی النینو نوسانات جنوبی (ENSO) در حوضه ی خلیج فارس و دریای عمان می باشد. پس از بررسی های لازم تعداد 12 ایستگاه سینوپتیک با طول دوره ی آماری مناسب انتخاب و آزمون همگنی (آزمون ران تست) و کفایت داده ها (آزمون هارست) بر روی مقادیر بارش انجام پذیرفت. جهت بررسی اثر انسو از شاخص نوسانات جنوبی (SOI) بهره برده شد. فاز سرد و گرم با استفاده از شاخص SOI تعیین شد. همچنین شدیدترین ترسالی ها و خشکسالی ها مشخص شد و دوره هایی که ترسالی ها و خشکسالی ها با فاز گرم (النینو) و فاز سرد (لانینا) به وقوع پیوسته نیز مشخص گردید. نتایج نشان داد که ترسالی ها در فاز گرم و خشکسالی ها با فاز سرد به وقوع پیوستند به طوری که همزمان با وقوع سال های خشک مقدار بارش در ایستگاه های مورد مطالعه پایین تر از نرمال بوده استو مقدار عددی شاخص SOI نیز پایین تر از نرمال بوده است. مقدار عددی شاخص SOI در سال های وقوع خشکسالی در مقادیر منفی سیر کرده است. در حالی که همزمان با وقوع سال های مرطوب مقدار بارش دریافتی ایستگاه های مورد مطالعه بیش تر از میانگین بارش سالانه دوره ی مورد مطالعه بوده و مقدار عددی شاخص SOI نیز مقادیر مثبت را نشان می دهد و بیانگر مقادیر بالاتر از نرمال می باشد. جهت بررسی همبستگی بین بارش و شاخص SOI از آزمون همبستگی پیرسون استفاده شد. همبستگی در مقیاس ماهانه، فصلی، سالانه و پنجره ی متحرک انجام شد. نتایج نشان داد که در مقیاس ماهانه سیگنال بالاترین همبستگی را با ایستگاه کنارک و در مقیاس فصلی با ایستگاه های بندرعباس، بندرلنگه، جاسک، کیش، کنارک، بوشهر و بوشهر ساحلی و در مقیاس سالانه با ایستگاه های آبادان و بوشهر ساحلی در سطح معنی داری 99 درصد دارد. همچنین از همبستگی پنجره ی متحرک می توان نتیجه گرفت که سیگنال بیش ترین اثر خود را بر ایستگاه های بوشهر، بوشهر ساحلی، بندرعباس، کیش، کنارک در فصل پاییز و زمستان می گذارد.

    کلیدواژگان: انسو، ترسالی، جنوب ایران، شاخص SOI، خشک سالی
  • جواد حسین زاد*، آمنه سرباز، محمدعلی قربانی صفحات 232-242

    منابع آب های زیرزمینی از مهمترین منابع تولیدی در فعالیت های کشاورزی محسوب می شود. برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی و بروز شرایط نامساعد آب و هوایی و تداوم آن، چالش های مهمی را در مدیریت منابع آب به وجود آورده است. بر این اساس تجدیدنظر در مدیریت منابع آب امری ضروری است. دشت شبستر از مناطق مهم کشاورزی استان آذربایجان شرقی محسوب می شود که با برداشت بی رویه آب و بحران منابع آبی مواجه شده است. با توجه به اینکه بارندگی مهمترین عامل در تغذیه منابع آب های زیرزمینی می باشد، لذا در مطالعه حاضر سعی شده است که با استفاده از الگوی برنامه ریزی پویا تاثیر شاخص های بارندگی روی حجم و مصرف آب زیرزمینی و الگوی کشت دشت شبستر در افق زمانی 10 ساله بررسی شود. نتایج نشان داد که شاخص بارش استاندارد 48 ماهه (SPI48) با شاخص منبع آب زیرزمینی (GRI) و ارتفاع سفره آب زیرزمینی همبستگی بالایی داشته و تعیین ارتفاع پمپاژ آب براساس شاخص SPI48 موجب بهبود بیلان آبخوان می گردد. سطح زیرکشت محصولات گندم، جو و انگور در شرایط خشکسالی افزایش یافته و سطح زیرکشت محصولات پرآب مانند گوجه فرنگی و یونجه کاهش می یابد. کاهش استخراج و مصرف آب با بکارگیری تکنولوژی های آبیاری آب اندوز و اعمال قیمت های مناسب برای محصولات کم آب از راهکار های اساسی ترمیم سفره آب های زیرزمینی در منطقه شبستر می باشد.

    کلیدواژگان: استحصال آب زیرزمینی، شاخص بارش استاندارد، فعالیت های کشاوزی، منابع آب زیرزمینی، مدل برنامه ریزی پویا
|
  • Aida Hashemi Nasab, Hossein Ansari *, Seyyed Hassan Sanai Nezhad Pages 1-9

    The purpose of this study is to use a semi-distributed VIC model to estimate monthly runoff, actual evapotranspiration and soil moisture in the Neyshabour basin for the period of 1985 to 2014. Results of sensitivity analysis showed that in the mechanism of simulating runoff, the VIC model is more sensitive to infiltration capacity parameter and second soil layer. First, the VIC model was calibrated using a simulated runoff data comparison with the basin outlet for the years 1995-1993. The results indicate the high performance of the model in simulating the flow of the basin outlet. So that the values of R2 and NSE were 0.85 and 0.99, respectively. Also, the VIC model was verified with runoff data of Hossein Abad Jangal station and simulated evapotranspiration with SWAT and SEBAL algorithm. Values of R2 and NSE for runoff were 0.8 and 0.9. The results indicate that the simulated VIC model is more compatible with SWAT model data, and the values of R2 and NSE are 0.76 and 0.7, respectively. According to the obtained results, the VIC model can be used to simulate the variables required in water resources and meteorological studies.

    Keywords: Fuzzy model, Infiltration capacity shape, Neyshabour basin, VIC model
  • Bijan Kamaei Abbasi, Saeid Reza Kamaei Abbasi *, Mohammad Heidarnejad Pages 10-20

    The piano key weir is a developed version of nonlinear weirs with a very high discharge capacity. Due to the increase in effective length and consequently the increase in drainage efficiency of these weirs, they can be used in dam spillways or water regulation structures. This study aimed at the investigation of two-cycle piano key weir with a triangular nose. Several experiments have been conducted to determine the effect of geometric parameters of the input-to-output key widths (Wi/Wo( and the ratio of the weir’s length to the length of downstream slope (B/Bi) on the discharge coefficient. The results of this study showed that with increasing hydraulic load, the discharge coefficient was first increased and then reduced, and by increasing the input-to-output width ratios from 0.8 to 1.25, the discharge coefficient of piano key weir increased up to 26 percent. Using triangular nose has a positive effect on the discharge coefficient. In addition, the comparison with the results of other researchers showed that have the relationship developed in this study has less error than other relationships.

    Keywords: Flow discharge coefficient, Hydraulic model, : Piano Key Weir, Ratio of input key width to output key
  • Mohammad Esmaeil Asadi *, Parisa Shahinrokhsar Ahmadi Pages 21-33

    Fertigation is the application of fertilizers, soil amendments, or other water soluble products through an irrigation system. Fertigation can be applied for different kind of crops and horticultural plants as well as different types of irrigation systems, including surface and pressurized irrigation systems. Irrigated land in Golestan province is about 200000 hectares that most of them do not use fertigation system. So a research project has been done on the effectiveness of these systems on corn crop in two successive years 2007 and 2008. The experiment was laid out in a randomized complete design where each treatment was replicated three times. Two treatments were 200kg ha -1(N200) and 300 kg ha-1(N300) of pure nitrogen. Amount of considered urea fertilizers were applied through split application twice in two sprinkler and furrow irrigation systems separetly. Crop was SC704 sweet corn that is planted 75 to 20 cm intervals in July after wheat harvesting in the Gorgan agricultural station. During two years of testing, 8 and 7 times irrigation were applied respectively in which two of them accompanied by fertigation. Amount of irrigation water in the first year were 527 and 313 mm for furrow and sprinkler systems respectively and in the second year were 474 and 299 mm. Average grain yield that can be canned in the first year and N200 treatment were 3375 and 4072.3 kg ha-1 and in the second year, were 2637.3 and 4165.3 kg ha-1 for furrow and sprinkler systems respectively. Average grain yield that can be canned at treatment N300 in the first year were equal to 3124.3 and 2930.3 kg ha-1 and in the second year were 2647 and 3278.3 kg ha-1, for furrow and sprinkler systems respectively. The results showed that irrigation method had significant effect at 1% level on yield and yield components. The maximum values of grain yield 4165.3 kg ha-1 from N200 treatment in 2008, cob yield of 8795.6 kg ha-1 from N200 treatment in 200, biomass of 33184.6 kg ha-1 from N200 in 2007 and total dry matter of 7598.3 kg ha-1 from N200 in 2007 has been obtained from sprinkler irrigation that shows the effectiveness of sprinkler fertigation through ventory injector. Different nitrogen fertilizer rates had a significant effect on grain yield and total dry matter at 5% level and maximum grain yield and total dry matter production were obtained in N200 treatment. Different nitrogen fertilizer rates had no significant effect on cob and biomass. In general two years results indicate the effectiveness of fertilizer use efficiency in sprinkler fertigation.

    Keywords: Evaluation, Golestan, Nitrogen, Pressurized Irrigation, Surface Irrigation
  • Bahareh Saadat Hamraz, Ali Shahidi *, Abbas Khashei Pages 34-44
    Due to the importance of groundwater resources in arid and semi arid regions, the qualitative assessment of these resources is so important. Pressurized irrigation as a suitable method for increasing irrigation efficiency and reducing water consumption, requires water quality analysis. Despite many activities of researchers in the preparation of groundwater quality maps by using geostatistical methods, most of these studies have focused on the use of conventional kriging techniques that are not suitable for the preparation of vulnerable zones of contamination, In this study spatial variations of aquifer quality parameters and especially suitable areas for pressurized irrigation were investigated by using indicator Kriging method. For this purpose groundwater quality data from 27 wells in Birjand aquifer were studied during 2016. Qualitative parameters were evaluated including pH (acidity), EC (electrical conductivity), SAR (sodium absorption ratio), Na, NaCl, Cl and ClCO and HCO3, respectively. The allowed thresholds for use of these parameters were considered in pressurized irrigation with the proposed FAO limitaion. On the other hand, due to the importance of LangelierSaturation Index in sedimentation of drip irrigation system, this index was also evaluated for aquifer wells and unsuitable areas for pressurized irrigation in the aquifer were determined using the geostatistical indicator kriging method and ArcGIS software.The results indicate suitable irrigation region are located in the eastern and central parts of the plain.
    Keywords: Geostatistical, Drip irrigation, Groundwater, Qualitative parameters, LangelierSaturation Index
  • Mohammad Javad Nahvinia *, Javad Mozffari, Behnam Moaveni, Abdolmajid Liaghat, Masoud Parsinejad Pages 45-57

    In this study, Neural Network Technique is used to predict advance time using inflow rate, n coefficient, slope, length of furrow, infiltration curve number, initial soil moisture and bulk density by ANN and PCA Technique. Field measurements on furrows of different length and slopes in Mashhad, Dezful, Orumia, Birjand and Karaj having various soil Textures were used in this study. In the Training phase 144 advance time measured data were initially used and then 96 other field measurements were used for cross validation (48) and evaluation (48) phase. The enter parameters determined by using the sensitivity analysis Network and Principle Component Analysis (PCA) technique The obtained results showed Neural Network Technique is well capable of estimating advance Time with high accuracy. The best results (R2= 0.995) obtained from models that used of Principle Component Analysis as enter parameters. The models that used of initial soils moisture content (R2= 0.848) have higher accuracy in comparison to models that used of infiltration curve number (R2= 0.417) and Coefficient of Manning formula (R2= 0.492).

    Keywords: Advance time, ANN, Furrow Irrigation, PCA
  • Abolfazl Nasseri * Pages 58-68

    Marand plain is one of the most important regions for agricultural production in East Azarbaijan province, Iran. In this plain groundwater resources were applied to compensate more than 80% the water requirements of agricultural productions. Continuous consumption of groundwater caused a significant decline since 1982. Therefore, optimal and sustainable utilization of groundwater resources is a management necessity in Marand plain. Consequently, modeling and predicting the exploitation process could be accomplished by the appropriate techniques. This study was conducted with the aim of analyzing the groundwater level variations in Marand plain with time series models. Because of the ability of time series techniques to model and predict the behavior of temporal variation in water engineering phenomenon. Moreover, the groundwater level decline was modeled for 45-year with 14 methods of time series analysis in this study. An Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA) model was recognized as the most appropriate pattern. Modeling, testing and prediction were as follows: 25- year of the data for modeling (from 1982 to 2006), 10- year of data for the test (from 2006 to 2017) and future 10 years (from 2017 to 2027) were used for predicting ground water changes. Results showed that the average decline of groundwater from 1982 up to now was 17 m. For optimal management of groundwater application, different saving scenarios including 0, 5, 10, 15, 20, 25 and 30 percent savings starting from 2018 were considered. In the tenth year, about 67 ×106 m3 of groundwater will be saved with savings of only 10% from year of 2018. The land leveling, crop with low water requirements, deficit irrigation and irrigation scheduling could be applied to save groundwater in the north of Urmia Lake.

    Keywords: Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA) model, Groundwater, Groundwater modeling, Marand plain aquifer
  • Maryam Babaee, Ali Shahnazari *, Mahmud Mashaal, Behzad Azadegan Pages 69-77

    Considering the drought crisis and high consumption of water in paddy fields, it is useful to present strategies in order to increase irrigation efficiencies. However, one of the methods to increase productivity in the agricultural development of cropping and ratoon culture that has an important role in the economy of rural households. Therefore, it is necessary to determine the amount of water needed for the second cultivation of rice and the cultivation of ratoon for water resources planning. This study was conducted in Mazandaran province, Sari. The local Tarom early varieties during two crop seasons in 1395 and 1396 years of regional ratoon also was conducted in 1396. To measure the input and output flows, triangular overflow was applied to the treatments and three lysimeters were used to determine the water requirement of the fields. Water use efficiency and water productivity were investigated in each treatment season. The results showed that the highest consumption efficiency was measured at 61% in ratoon cultivation. The water use efficiency in ratoon cultivation increased by 39% compared with the second cultivation of 1395 and 42% compared to the second cultivation of 1396. Water productivity in the second cultivation of 1395 and 1396 and ratoon cultivation in 1396 was 51%, 33% and 40%, respectively. Therefore, in areas with enough rainfall during the second cultivation and cultivation of ratoon, second cultivation of rice and rattan culture can be recommended.

    Keywords: Khazarabad, Local, Tarom, Lysimeter, Weir
  • Kiyoumars Roushangar *, Samira Akhgar Pages 78-88

    In the stepped spillway, the steps, by providing an artificial roughening bed, dissipate the flow of energy more than other types of spillways, which reduce the time and cost of constriction the dam and have been able to attract the designer's attention to these types of spillways. But what is important in this type of spillway, increasing the effectiveness of steps in the rate of energy dissipation. For this reason, the present study intends to consider the addition of wedge-shaped elements on the steps and its impact on the variation of the Darcy roughness, the height of the downstream water flow and, as a result, energy depletion on the stepped spillway. In this regard, first, several shapes of wedge elements are simulated with different layouts and arrangement using Flow-3D software and then by comparing the results, the proper model from aspect the most energy dissipation has been studied in the laboratory. Experiments were performed on 5 physical models, with changes in wedge layout and discharge rate, and the results were compared with simple stepped spillway. Numerical and experimental results show that the addition of wedge elements on the steps increases the Darcy roughness coefficient and reduces the height of water in the downstream of the spillway and as a result, the energy depletion increases significantly. By reducing the distance between the wedge elements, energy depreciation increases more significantly. Also, there are relationships between the Darcy roughness (f) and the ratio of the critical depth to the step roughness of the stairs (yc / k), that the high accuracy of these relationships (R2 = 0.9-0.98) indicate a significant dependence of the Darcy roughness (f) to the step roughness (k).

    Keywords: Artificial roughening bed, Flow Energy, Flow-3D Stepped spillway, Wedge arrangement
  • Alireza Moghaddam *, Hossein Rezaei, Ali Naghi Ziaei, Kurosh Behzadian Pages 89-100

    A hydraulic model of water distribution network is successful and reliable if it can simulate real condition by high accuracy. In this paper introduces a new web-based system which called optimal management system of water distribution networks with the goal of calibration of water distribution network based on simple modified particle swarm optimization (SMPSO) in a simple and user friendly way for the experts of the water and wastewater companies. The calibration process in this web-based system is aimed to minimize Mean Absolute Percentage Error criterion (MAPE) between simulated and observed pressures with the Hazen- Williams roughness coefficients as the decision variables. To achieve this purpose, firstly the SMPSO method is investigated to calibrate a benchmark network which the results showed MAPE average has reduced to 0.425, 2.857 and 0.306 percent in the maximum, minimum and fire demand conditions respectively and has increased 0.186 percent just in the normal condition. It is verify that the SMPSO algorithm performs better than the GA. Then the system is used to calculate a real case water network in the normal, maximum, minimum and different demand conditions during the 24 hours which in these condition MAPE values have decreased 5.82,6.20,5.21 and 5.95 respectively, when compared with calibration obtained by consulting company.

    Keywords: Calibration, Optimal management system, Simple modified particle swarm optimization, Water distribution networks
  • Ramin Mansouri *, Mohsen Mohammadizadeh Pages 101-114

    Since water distribution networks have very high execution costs, it is essential to discuss the optimal design of these types of networks. In this research, Central Force Optimization (CFO) was used to optimize Ismail Abad irrigation water distribution network. This network that is pressurized network and includes 19 pipes and nodes 18. Optimization of the network has been evaluated by developing an optimization model based on CFO algorithm in MATLAB and the dynamic connection with EPANET software for network hydraulic calculation. Central force algorithm for conditions of probes 42, 15% mutation rate, the number of iteration equal to 1,000 (Nt = 1000) and initial acceleration probe is zero showed the best performance. The optimal solution for Ismael Abad irrigation water distribution network show that CFO (737,924 $) is %1.55 more than the absolute optimum (Shahinezhad, 1390) that determined by the MILP method.

    Keywords: Central Force Optimization, Mutation Rate, Optimization Model, Probe, Water Networks
  • Ali Ataee *, Mehdi Akbari, Mohammadreza Neyshabouri, Dawood Zarehagi Pages 115-128

    In this study, soil water and salinity distribution in surface drip irrigation (DI) and subsurface drip irrigation (SDI) systems with saline water were investigated. Plant measurements were used to obtain water stress response function parameters that are needed for HYDRUS-2D modeling. The hm50 and EC50 parameters that are the 50% reduction of water extraction due to pressure head and salinity, were calculated 8925 cm and 29.7 dS/m, respectively. HYDRUS successfully simulates soil water and salinity distribution in pistachio trees root zone. The results showed that in the immediate vicinity of the emitter, the soil salinity varies in a relatively low range and salt accumulation was observed far from the emitters. Also HYDRUS calculates daily transpiration and root water uptake that they were significantly correlated with stomatal conductance and sap flow. Plant measurements and HYDRUS results show that roots water uptake in SDI significantly was more than DI. Therefore, using SDI, by decreasing surface evaporation and conducting appropriate water and salt distribution in root zone reduce water and salinity stress. Furthermore, results revealed that soil moisture reduction after five days from irrigation, lead to limitation in root water uptake. so, it is necessary to decrease irrigation period from that applied in the field.

    Keywords: HYDRUS, Root water uptake, Transpiration, Water Stress Response Function
  • Fatemeh Mojerloo, Ramin Fazloula *, Ali Reza Emadi Pages 129-141

    Climate change and global warming are one of the most important issues in the world in the current era and are spreading all over the globe and its harmful effects on water resources are not overlooked; Therefore, forecasting the climate change of an area will play an important role in the planning and management of water resources. The purpose of this study is to evaluate the effects of this phenomenon on the discharge of Tajan watershed in the upcoming period. For this purpose, in the first step, the simulation of temperature and precipitation parameters was performed using the CANESM2 atmospheric model under the new RCP2.6 and RCP8.5 release scenarios and microscopic atmospheric model outputs with SDSM model. Then simulation of daily discharge of the basin was carried out in the future period with the IHACRES rainfall–runoff model. Non-parametric Mann-Whitney test was used to check the performance and error of SDSM downscaling model, which illustrates the model's performance in the downscaling of temperature and precipitation at the studied stations. In general, the results of the model showed that the average annual temperature of the basin in the upcoming period (2020-2049) compared to the base period of this research (1976-2005) will increase under two scenarios RCP 2.6 and RCP 8.5, 1.14 and 1.57 and amount of precipitation will decrease under the same two scenarios, 59.72 and 70.98 mm, respectively. In the final step, the results of IHACRES calibration and validation were examined. In the final step, the results of the IHACRES calibration and validation were checked. During these two stages, the Nash-Sutcliff efficiency coefficient (0.45 and 0.40) was obtained, which indicates the acceptable accuracy of the model in the simulation of the discharge. According to the results of this research, it was predicted that discharge under two scenarios RCP 2.6 and RCP 8.5 will decrease 19.8 and 21.7% respectively in the upcoming period compared to the base period.

    Keywords: CANESM2 model, Rainfall–Runoff Model, RCP Scenarios, Statistical Downscaling
  • Farhad Ebrahimian, Mohammad Javad Monem *, Majid Delavar Pages 142-152

    Water resources limitation and population growth that requires increased food production, indicates the necessity of promoting water productivity in irrigation networks. Productivity improvement methods in irrigation networks consists of supply and demand oriented methods. In this research considering limitation of supply oriented practices, the emphasis is on demand oriented methods especially under water shortage condition. For this purpose, water distribution management in irrigation networks (including 4 scenarios) are considered. This research has been done on a secondary eastern canal of Gotvand irrigation network in Khuzestan province. Hydraulic flow in this network is simulated with the ICSS hydrodynamic model. The crop production has been simulated with the AquaCrop model. Depending on the management goal i.e. saving water, food production and improving water productivity, the scenarios can have different priorities. If the main goal is to improve water productivity, the first and fourth scenarios are the most suitable strategy with 13.8% and 12.96% improvement in productivity compared to the current situation.

    Keywords: AquaCrop Delivery, Distribution, Productivity, Water shortage
  • Reza Hassanzadeh *, Mohaddese Hosseininia Pages 153-164

    This paper investigates the effectiveness of Kriging and Inverse Desistance Weighting (IDW) methods and Hotspot analysis in evaluation of groundwater quality in Kerman Plain, Iran. In order to conduct this study the information regarding the concentration level of electrical conductivity (EC), total dissolved salts (TDS) and sodium adsorption ratio (SAR) of 60 exploiting wells in the study area were obtained. The positional accuracy and correctness of this information were confirmed. Then, interpolation maps were produced for EC, TDS and SAR parameters using the raw data and the output of hotspot analysis (Z-Score) with the application of IDW and Kriging methods. This result demonstrates preferability of Kriging in regard to IDW using the output of Hotspot analysis (Z-Score), as the experts don’t interfere with the range and number and produced maps are based on geostatistical analysis. Furthermore, the resulted maps indicated sharp boundaries of very high and very low concentration of each parameter and the calculated area for EC (1411, 1063 km2), TDS (1874, 1470 km2) and SAR (321, 396 km2) are very close to reality. Accordingly, applying the output of hotspot analysis in combination with other interpolation methods can assist researchers in determining the extent of very high and very low concentration of a parameter and in calculating the area of the affected region.

    Keywords: Assessing Quality of Groundwater, Hotspot Analysis, IDW, Kerman Plain Kriging
  • Hassan Ebrahimi Rad, Hossein Babazadeh, Ebrahim Amiri *, Hossein Sedghi Pages 165-176

    The objective of this study was the evaluation of the Ceres-Rice and ORYZA2000 models under different water-managements and planting densities of Rice, in order to determine difference between potential and actual yield and invest its reasons. An experiment was conducted in a randomized complete block design (RCBD) with three replications in Kooshal-Lahijan located in north of Iran during cropping seasons of 2014 and 2015. There were irrigation treatments in this research including: I1 = Full irrigation, I2 = Saturation, I3 = Irrigation with 8 days alternative before anthesis, I4 = Irrigation with 8 days alternative after anthesis, I5= Irrigation with 8 days alternative whole growth season) and there were density including, D1=15×15, D2=20×20, D3=25×25cm. Evaluation simulated and measured yield and biomass by adjusted coefficient of correlation and by absolute and normalized root mean square errors (RMSE). ORYZA2000 model was more accurate in simulation of grain yield (RMSE= 533 and RMSEn= 14%). Observed and predicted of I3D2 showed good agreement in both calibration and evaluation steps. The average amount of water-based components of irrigation, evapotranspiration, transpiration and total evapotranspiration and deep penetration (WPI, WPI + R, WPET, WPT and WPETQ) simulated by the ORYZA2000 and Ceres-Rice models, were 1.09, 0.90, 1.00, 1.59 and 0.79 kg/m3 respectively.

    Keywords: Crop Model, Irrigation Management, Planting Density, Rice, Water productivity
  • Somayeh Soltani, Gerdefaramarzi *, Najmeh Daneshvar, Marvast, Samaneh Pourmohammadi Pages 177-189

    The phenomenon of evapotranspiration causes water and moisture losses from water, soil and vegetation levels. Due to the small amount of atmospheric precipitation and water resource constraints in Iran, it is important to calculate it through a suitable method. The present research attempts to evaluate the Reference crop evapotranspiration (ETo) and investigate its relationship with land use. Also long-term land use changes was considered its effects on evapotranspiration changes in the Saqqez catchment. In this study, the long-term mean values of temperature, humidity, sunshine and wind speed data at seven meteorological stations and evaporation pan data of Saqez station were used to determine the appropriate ETo estimation method. TM, ETM and Landsat 8 satellite data and ENVI and GIS techniques were used to extract land use classes during the years 1992-2013. The results of the research indicate that the best method for this region as the cold and moderate climate was FAO radiation and Blaney-Criddle with R2 = 0.89 and Nash –Sutcliffe = 0.86 and R2 = 0.94 and Nash –Sutcliffe = 0.92 in Bijar and Sanandaj station respectively. The results of land use changes indicate that the main changes in land use related to the reduction of area in the rangelands and the increase of area in urban areas, water coverage, agricultural land and garden lands. Also, the results of correlation between evapotranspiration and land use indicate that the highest correlation (0.96) was obtained on agricultural lands and the least correlation (0.38) was observed in the surface area of the rivers.

    Keywords: Correlation, Land use, Reference crop Evapotranspiration, Saqqez
  • Mohammad Hossein Jahangir *, Sahar Babaei, Eghbal Norozi Pages 190-202

    In the midst of extreme events, the drought is occurring gradually and taking its effects during the longer time. Among the drought monitoring methods, Nalbanti proposed SDI method based on the analysis of drought characteristics based upon the volume of the cumulative river. Being easy is of this method’s advantages. This method has been used to analyze the drought characteristics of many countries such as the United States, India, Iran, Iraq, and Greece. The mean of average annual precipitation is 437 mm in Kermanshah province which has been increased in recent years during the humid season and has been decreased during the dry season, for climate changes and temperature increase. The difference in river volume between the humid and dry seasons has led to the drought. This research aims to investigate the continuity and severity of hydrological drought via using Streamflow Drought Index (SDI) based on the 3, 6, 12, 18 and 24-month periods in this province. Daily Dubai data was used from 10 hydrometric stations for a 31-year period (1981-2011) in order to achieve this goal. The result of the river flow index showed that wet years began in 1363 and continued until 1998 at the stations of Totshami, Shah Gozar, Arangharb, Doab, Polchehr, Khers Abad, DuabMerk, and Ghorbaghestan. And the drought began since 1998 at the stations of Totashi, Arangharb, Plochehr, Khers Abad, DuabMerk and Ghorbaghistan and continued till the recent years (2011).

    Keywords: Climate Changes, Drought Index, Hydrological Drought, Kermanshah Province, SDI Index, Streamflow
  • Mohammadreza Zangeneh, Bijan Ghahraman *, Ali Reza Faridhosseini Pages 203-216

    The Rainfall and runoff models are one of the methods for estimating runoff and are suitable tools for studying hydrological processes and assessing water resources. This study amid toevaluate the accuracy of precipitation and run-off estimation from the TRMM Satellite and it’s modified in Shapour river basin in Fars province. For this purpose, the hourly, daily and monthly rainfall data of stations which located in the Shapour basin during 2011-2016 were used. In continue, the calibrated HEC-HMS model was used to assess using precipitation gauge data and satellite TRMM imagery as input in this model to estimate run-off. According to the results of the modified TRMM and corrected TRMM models have less accurate precision in the hourly and daily scales as compared to monthly scale. The results of rainfall estimation from the modified TRMM model in the monthly time scales have the explanation coefficient (R2) more than 0.86 at the studied stations. The results of rainfall-runoff simulation of the calibrated model also showed that the best result of the estimated runoff from the station's rainfall data was obtained, with an RMSE equal to 11.94 m3/s.

    Keywords: Calibration, HEC-HMS, Runoff Simulation, TRMM Satellite
  • Reza Somali *, Ommol Banin Bazrafshan, Mehdi Biniaz, Hamid Moslemi Pages 217-231

    Studying climatic processes provides plan makers with a suitable tool in different sectors to plan future policies for optimizing cost and maximizing productivity while bearing these studies in mind. Precipitation is associated with complex atmospheric processes including the El Niño–Southern Oscillation (ENSO) that is inextricably linked to the oscillations in the surface water temperature of the Pacific Ocean. The objective of this study was to investigate the relationship between rainfall in wet seasons of the year (cold season for six months) and the El Niño Southern Oscillation (ENSO) in the Persian Gulf and Oman Sea. After conducting adequate investigations, 12 synoptic stations with appropriate statistical period were selected and the homogeneity and adequacy tests of the data collected were carried out on rainfall amounts. The Southern Oscillation Index (SOI) was used to investigate the effect of the El Niño Southern Oscillation. The warm and cold phase was determined using the SOI index. Also, the longest droughts and wet years were identified and the wet and dry years associated with the warm phase (El Niño) and the cold phase (La Niña) was specified as well. The results showed that the wet years occurred in warm phase and droughts occurred during the cold phase so that at the same time as the dry years, rainfall in the stations under investigation was lower than normal, and the numerical value of the SOI index was lower than normal. The numerical value of the SOI index obtained in dry years was negative. While, at the same time as wet years, the amount of rainfall at the stations is more than the average annual precipitation of the investigation period and the numerical value of the SOI index is also positive and indicates higher values than normal.Pearson correlation test was used to investigate the correlation between rainfall and SOI index. The correlation was carried out on a monthly, seasonal, annual, and moving window basis. The results showed that on the monthly basis, the highest correlation was registered at Konarak station, on the seasonal basis, at Bandar Abbas, Bandar-e-Lengeh, Jask, Kish, Konarak, Bushehr and coastal Bushehr stations, and on the annual basis, at Abadan and coastal Bushehr stations at a significant level of 99%. It is also possible to conclude from the correlation of the moving window that the signal has the most effect on Bushehr, coastal Bushehr, Bandar Abbas, Kish, and Konarak stations in autumn and winter.

    Keywords: Drought, Enso, SOI index, South of Iran, Wet year
  • Javad Hosseinzad *, Ameneh Sarbaz, Mohammad Ali Ghorbani Pages 232-242

    Groundwater resources are important production factors in agricultural production. The excessive extraction of groundwater resources and the unfair weather conditions have made the important challenges in water resources management. According to this, reconsideration in management of water resources seems necessary. Shabestar plain is one of the most important areas of agriculture in East-Azerbaijan province that confront with excessive extraction of groundwater and water resources crisis. Given that rainfall is the main factor in nutrition of groundwater resources so, in this study was tried to investigate the effect of rainfall indices on volume and consumption of groundwater and cropping patterns using the dynamic programming model in Shabestar plain in ten-year (from 2001 to 2016) horizon. The results showed that there is strong correlation between 48-Monthly Standardized Precipitation Index (SPI48) and Groundwater Resource Index (GRI) and height of aquifer. Seting water pumping height on SPI48 caused the balance of aquifer gets better. In the current state of extraction, the aquifer's negative balance is about 10.44 million cubic meters per year. With the optimal extraction, the aquifer's negative balance of 8.26 million cubic meters in normal conditions decreases. If optimal water extraction is done according to the weather conditions, In the drought and normal conditions, the negative balance would be about 9 and 6 million cubic meters, respectively. In wet year conditions, the aquifer's balance will be positive and about 10 million cubic meters will be added to the aquifer volume. According to the results, in drought conditions crops cultivation of wheat, barley and grape increased and crops cultivation of tomato and alfalfa decreased. Reduce water extraction and consumption by using water saving irrigation technologies and also applying appropriate prices for low-water crops are the basic strategies for restoration of groundwater table in the Shabestar region.

    Keywords: Agricultural production, Dynamic Programming Model, Extraction of groundwater, Groundwater Resources, Standardized Precipitation Index