فهرست مطالب

آبیاری و زهکشی ایران - سال سیزدهم شماره 2 (خرداد و تیر 1398)
  • سال سیزدهم شماره 2 (خرداد و تیر 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/04/22
  • تعداد عناوین: 24
|
  • دل آرام هوشمند، کاظم اسماعیلی*، علیرضا فرید حسینی، سید حسین ثنایی نژاد، داور خلیلی صفحات 243-258
    این مطالعه با هدف ارزیابی اثرات بالقوه ی تغییر اقلیم بر منابع آبی حوضه ی آبریز سد سلمان فارسی با استفاده از ابزار ارزیابی آب و خاک(SWAT)  انجام شد. داده های اقلیمی از سه مدل گردش عمومی GCM تحت دو سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 در دوره ی زمانی آینده (2050-2020(بعد از واسنجی مدل SWAT به آن وارد و تغییرات رواناب، آب آبی، جریان آب سبز و ذخیره ی آب سبز شبیه سازی شد و سپس با دوره ی پایه ی (2008-1978) مورد مقایسه قرار گرفت. کارآیی مدل در شبیه سازی پاسخ هیدرولوژیکی حوضه توسط معیار های ارزیابی عملکرد مدل در ایستگاه آب سنجی تنگ کارزین به عنوان خروجی حوضه، در دوره ی واسنجی (مقادیر NSE و R2 به ترتیب برابر 77/0 و 80/0) و صحت سنجی (مقادیر NSE و R2 به ترتیب برابر 57/0 و 67/0) تایید می شود. نتایج پیش بینی مدل های اقلیمی حاکی از افزایش تکرار بارش های شدیدتر و کاهش وقایع بارش با شدت کم در دوره ی آینده نسبت به گذشته و همچنین افزایش دمای حداقل و حداکثر در حوضه می باشد. این تغییرات منجر به افزایش سالانه ی رواناب و آب آبی ناشی از افزایش وقایع حدی و پتانسیل سیل خیزی حوضه و همچنین افزایش جریان آب سبز ناشی از افزایش دما و بارش در دوره ی آینده می شود. یافته های این تحقیق می تواند برای مدیران و سیاستگذاران منابع آب جهت ارائه ی برنامه ها و راهکارهای مدیریتی در مواجه با تغییرات اقلیمی مفید باشد.
    کلیدواژگان: آب آبی، آب سبز، شبیه سازی هیدرولوژیکی، مدل گردش عمومی جو، مدل SWAT
  • امین علیزاده*، مجید فروزش، حسین انصاری صفحات 259-270
    تامین آب شرب و بهداشتی شهر مشهد در آینده با چالش ها و تهدیدهای جدی روبه رو است. در حال حاضر جمعیت این شهر بیش از 3 میلیون نفر و جمعیت زائر آن بالغ بر 25 میلیون نفر در سال برآورد شده است. پیش‎بینی می شود، جمعیت شهر مشهد و به تبع آن شهر نشینی در محدوده ی این شهر همچنان افزایش یابد. همچنین با توجه اینکه شهر مشهد به همراه شهرهای گلبهار، چناران و قوچان در محدوده مطالعاتی مشهد قرار دارند، به دلایل مختلفی همچون توسعه افسار گسیخته این شهرها، محدوده ی مطالعاتی مشهد در دراز مدت دچار کمیابی فیزیکی آب می گردد. لذا به منظور تامین پایداری آب و در نهایت مدیریت پایدار آب، تخمین تقاضای آب در دراز مدت اهمیت خواهد یافت. به همین منظور در این تحقیق ابتدا مولفه های موثر بر تقاضای آب شهر مشهد شناسایی شده سپس بر اساس روش استون- گری، مطلوبترین تابع تقاضای آب شهری استخراج شده است. همچنین لازم به ذکر است که، جهت بررسی عدم قطعیت های اقتصادی و اجتماعی در مدل مذکور، از نتایج تحقیقات گذشته و کسب نظر خبرگان استفاده شده است؛ سپس با کمک مدل رگرسیون خطی فازی، عدم قطعیت های موثر بر مولفه های مزبور تعیین شده است. در نهایت تابع تقاضای آب خانگی شهر مشهد برای سال های 1389 تا 1396 کالیبره و برای برآورد تقاضای آب از 1397 تا 1449 (2070 میلادی) مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، تابع تقاضای آب شهر مشهد به شدت تحت تاثیر، فاصله زمانی دو صورت حساب و ترکیب خانوار است. بنابراین می توان جهت مدیریت تقاضا این دو فاکتور مورد توجه ویژه قرار گیرد. در انتها دقت مدل بر اساس معیار  معادل 921/0 بدست آمده است که بیانگر عملکرد مناسب این مدل در پیش بینی میزان تقاضای آب بخش خانگی است.
    کلیدواژگان: تقاضای آب، شهر مشهد، استون-گری، رگرسیون خطی فازی
  • علی شهیدی*، عباس خاشعی سیوکی، یوسف رمضانی، محمد ناظری تهرودی صفحات 296-308
    طراحی سامانه های پایش کیفی و کمی منابع آب همواره به عنوان یکی از موضوعات پیچیده در زمینه منابع آب و محیط زیست مطرح بوده است. طراحی این سامانه ها برای دستیابی به اطلاعات پایه کمی و کیفی صورت می گیرد، در حالی که فرآیند طراحی خود نیازمند این اطلاعات پایه است. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق حوضه آبریز دریاچه ارومیه واقع در شمال غرب کشور می باشد. آنتروپی در لغت به معنای بی نظمی است. در این تحقیق از تئوری آنتروپی جهت پایش شبکه باران سنجی در دوره آماری 2011-1984 استفاده شده است. هم چنین جهت بررسی روند تغییرات پارامترهای مورد بررسی از آزمون من - کندال اصلاح شده استفاده گردید. نتایج حاصل از بررسی روند تغییرات مقادیر بارش سالانه حوضه دریاچه ارومیه نشان داد که تغییرات مقادیر بارش در این حوضه در طی دوره آماری مورد بررسی در مقیاس سالانه کاهشی بوده است. جهت بررسی و پایش شبکه باران سنجی با استفاده از تئوری بی نظمی از روش رگرسیون بردار پشتیبان جهت تخمین مقادیر بارش استفاده شد.  نتایج بررسی  مقادیر شاخص آنتروپی در سطح آبخوان نشان داد که تنها 4/1 درصد سطح حوضه مورد بررسی دچار کمبود شدید اطلاعات می باشد که احداث ایستگاه جدید در این منطقه را طلب می کند. اما از آنجایی که بیش از 90 درصد سطح حوضه از نظر انتقال اطلاعات در شرایط مازاد و نسبتا مازاد قرار دارد، لذا منطقه مورد مطالعه از پایش نسبتا خوبی برخوردار می باشد.  به طور کلی نتایج بیانگر بالا بودن دقت روش بهینه شده رگرسیون بردار پشتیبان در برآورد مقادیر بارش سالانه ایستگاه های باران سنجی موجود در حوضه دریاچه ارومیه بود. نتایج رتبه بندی ایستگاه های موجود در منطقه مورد مطالعه نشان داد که ایستگاه های ژارآباد، باداملو و اوربان رتبه های 1 تا 3 را دریافت کردند که نشان دهنده انتقال و دریافت اطلاعات بیشتر نسبت به سایر ایستگاه ها است.
    کلیدواژگان: آنتروپی شانون، انتقال اطلاعات، بی نظمی، دریاچه ارومیه
  • امین سالم نیا*، منوچهر فتحی مقدم صفحات 309-318
    جریان آب خروجی از روی سدها دارای انرژی بسیار زیادی می باشد که در صورت عدم اتلاف این انرژی، جریان آب عبوری می تواند خسارات جبران ناپذیری را به سد و سازه های پایین دست آن ایجاد نماید. یکی از راه های اتلاف این انرژی اضافی خروج آب به صورت جت های ریزشی به حوضچه های استغراق می باشد. جت های آب ریزشی تا فاصله ای خاص دارای هسته ای متراکم از ذرات آب می باشد که بخش عمده ای از فشار وارده به بستر و دیواره حوضچه ناشی از وجود همین هسته متراکم می باشد. اما پس از طی مسافتی در هوا هسته جت رفته رفته به دلیل نفوذ هوا از حاشیه جت و تلاطم کوچک شده و در نهایت شکسته شده و از بین می رود. در این تحقیق به بررسی اندازه طول شکست جت و پارامترهای موثر بر آن پرداخته شده است. با متوسط گیری از نتایج آزمایشات در قطرهای مختلف و ارتفاع ریزش های متفاوت می توان نشان داد که نسبت ارتفاع ریزش به طول شکست جت با افزایش متوسط 32 درصدی عدد فرود آزمایش اول به دوم، به طور میانگین 37 درصد کاهش، با افزایش میانگین 23 درصدی از عدد فرود آزمایش دوم به سوم، در حدود 15 درصد کاهش و در نهایت با افزایش 17 درصدی از عدد فرود آزمایش سوم به چهارم این نسبت 6 درصد افزایش می یابد. پس می توان نتیجه گرفت روند تغییرات طول شکست جت در برابر افزایش دبی(عدد فرود) ثابت نبوده و بعد از رسیدن به یک نقطه کمینه روندی افزایشی پیدا می کند. به علاوه مطابق با تجزیه تحلیل آماری مشخص گردید ضریب گسترش آشفتگی با طول شکست جت در سطح احتمال 01/0 معنی دار است.
    کلیدواژگان: : ارتفاع ریزش، جت قائم، طول شکست جت
  • عباس خاشعی سیوکی*، علی شهیدی، مصطفی یعقوب زاده، مهدی دستورانی صفحات 319-328
    بیوچار از جمله مواد آلی است که به دلیل دارا بودن خاصیت پایداری بالا، در سالهای اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. این پژوهش با هدف بررسی اثر بر هم کنش تنش آبی و سطوح مختلف کاربرد بیوچار بر خصوصیات رشد و عملکرد گیاه دارویی زنیان((Trachyspermum ammi در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی و بصورت اسپلیت پلات با تیمار آبیاری در دو سطح (I1 و I2: بترتیب آبیاری با تامین 100 درصد و 50 درصد نیاز آبی) تیمار بیوچار در سه سطح (C1 و C2 و C3: بترتیب استفاده از بیوچار در سطوح 2، 5 و 10 گرم به ازای هر کیلوگرم خاک) با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند انجام گردید. تحت اثر بر هم کنش بیوچار و تنش آبی، بترتیب بیشترین و کمترین مقادیر ارتفاع بوته 548/0 و 454/0 متر، وزن تر و خشک، وزن صد دانه برحسب گرم 38/11، 77/7، 02/3، در مقابل 9/8، 06/6 و 5/2  گرم، وزن کل دانه ها بر حسب کیلوگرم 08/0 در مقابل 057/0 و عملکرد دانه 44/1602 و 22/1148 کیلوگرم بر هکتار و کارآیی مصرف آب 226/0 و 220/0 کیلوگرم بر مترمکعب حاصل شد. کاربرد بیوچار در سطح 45 تن در هکتار و علی الخصوص تحت اثر آبیاری کامل گیاه می تواند منجر به حداکثر میزان عملکرد و خصوصیات رشد زنیان شود.
    کلیدواژگان: بیرجند، گیاه دارویی، اجغون
  • مجید حمودی، عباس ملکی*، علی شینی دشتگل صفحات 329-337
    ازمیان روش های آبیاری سطحی، آبیاری جویچه ای متداول ترین و سازگارترین روش برای توسعه کشاورزی مکانیزه محسوب می شود. در این روش آبیاری عموما شیب طولی جویچه ها یکنواخت و ثابت است و برای افزایش راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع آب و کاهش رواناب و نفوذ عمقی روش هایی همچون آبیاری موجی و کاهش دبی به کار می رود که همگی نیازمند به کار بردن تجهیزات خاص در دوره بهره برداری است.  به منظور بررسی اثرمتقابل شیب طولی و دبی ورودی در بافت خاک رسی سیلتی بر راندمان و یکنواختی توزیع آب آبیاری جویچه ای نیشکر، آزمایشی به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در تابستان سال 1396 در کشت و صنعت سلمان فارسی اجرا گردید. فاکتور اصلی شیب طولی در سه سطح 6/0، 4/0 و 2/0 در هزار (S0.2, S0.4, S0.6) و فاکتور فرعی دبی ورودی در سه سطح 5/2، 2 و 5/1 لیتر بر ثانیه (Q1.5,Q2,Q2.5) بود. نتایج نشان داد که اثرمتقابل دو فاکتور، در شاخص زمان پیشروی آب معنی دار شد و تیمار (Q2.5) در سطح سه شیب طولی حائز رتبه برتر است. در شاخص راندمان کاربرد آب اثرمتقابل معنی دار نشده است. در شاخص یکنواختی توزیع آب، اثر متقابل در دو فاکتور معنی دار شد. با افزایش دبی ورودی به (Q2.5) لیتر بر ثانیه در سه سطح شیب بالاترین یکنواختی توزیع آب به طور متوسط به میزان 87 درصد بدست آمد، ولی در دیگر تیمارها، یکنواختی توزیع آب از حد قابل قبول بالاتر است. در تیمار فاکتور اصلی شیب طولی (S0.6) و فاکتور فرعی دبی ورودی (Q1.5)، راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع آب به ترتیب 85 و 82 درصد به دست آمد که شیب طولی و دبی ورودی مذکور بدلیل دارا بودن راندمان و یکنواختی توزیع آب مطلوب در سیستم آبیاری جویچه ای اراضی نیشکر جنوب اهواز، قابل توصیه می باشند.
    کلیدواژگان: دبی ورودی، راندمان، شیب طولی، نیشکر و یکنواختی توزیع
  • عزتاللهعرب خزائلی*، علی حشمت پور، مرتضی سیدیان، جواد چزگی صفحات 338-353
    در این پژوهش با تلفیق سامانه اطلاعات جغرافیایی و سامانه پشتیبانی تصمیم گیری، مناسب ترین مناطق برای احداث سد زیرزمینی شناسایی شد. این سیستم پشتیبانی برای حوزه آبخیز کجبید-بالاقلی از شهر گرمه استان خراسان شمالی در سه مرحله مورد استفاده قرار گرفت. در مرحله اول با حذف معیارهای نامناسب شامل آبراهه های رده 1 و 2، شیب بالای 6 درصد، زمین شناسی شامل پادگان های آبرفتی کهن، کاربری اراضی شامل مناطق مسکونی، گسل، قنات، چاه و چشمه مناطق دارای پتانسیل برای احداث سد زیرزمینی مشخص گردید.
     در مرحله دوم 10 محور مناسب بر اساس بیشترین سطح مخزن انتخاب شد. در مرحله سوم برای ارزیابی و اولویت بندی این 10 محور، از فرایند تحلیل سلسله مراتبی استفاده شد. برای این منظور از چهار معیار اصلی که عبارت است از وضعیت آب شامل کمیت با وزن 8/0 و کیفیت با وزن 2/0، خصوصیات مخزن شامل نفوذپذیری با وزن 53/0 و شیب با وزن 24/0 و عمق با وزن 12/0 و سطح با وزن 10/0، مشخصات محور شامل عمق با وزن 75/0 و طول با وزن 17/0 و تکیه گاه با وزن 07/0، عوامل اقتصادی-اجتماعی شامل نیاز آبی با وزن 8/0 و دسترسی با وزن 2/0 استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بهترین محورها در بستر آبرفتی نهشته های رودخانه ای بخش خروجی حوزه آبخیز است.
    کلیدواژگان: جریان زیرسطحی، سامانه اطلاعات جغرافیایی، سد زیرزمینی، فرایند سلسله مراتبی، گرمه
  • نگار شهوری، صادق خلیلیان*، سید حبیباللهموسوی، سید ابوالقاسم مرتضوی صفحات 354-366
    این پژوهش آثار ناشی از تغییر اقلیم بر دما، بارندگی و رواناب در دوره های آتی با کمک مدل آماری LARS-WG و مدل مفهومی هیدرولوژیکی SWAT تحت سناریوهای اقلیمی A1B، A2 و B1 مورد ارزیابی قرار می دهد. ابتدا به منظور تولید داده های هواشناسی دوره آتی در حوضه مطالعاتی مدل LARS-WG مورد واسنجی قرار گرفت و ضریب تغییرات دمای حداقل، دمای حداکثر و بارش برای دوره های آتی به عنوان وردی های مدل SWAT شبیه سازی شد. نتایج مدل LARS-WG نشان داد که دمای حداقل و حداکثر در دوره های آتی افزایش خواهد یافت و نه تنها در مقدار بارش بلکه در الگوی بارش نیز تغییراتی رخ خواهد داد. سپس شبیه سازی رواناب به صورت ماهانه و به وسیله مدل SWAT انجام شد. برای واسنجی و اعتبارسنجی از نرم افزار SWAT-CUP و الگوریتم SUFI-2 استفاده شد. ضریب نش- ساتکلیف  و ضریب تعیین  برای دوره واسنجی 58/0 و 65/0 و دوره اعتبارسنجی 49/0 و 5/0 به دست آمد. سپس با معرفی میانگین نتایج ریزمقیاس شده به مدل SWAT تغییرات رواناب خروجی از حوضه در طی دوره های 2011-2030، 2046-2065 و 2080-2099 شبیه سازی گردید. نتایج نشان داد که رواناب در دوره 2011-2030 تحت هر سه سناریو در فصول بهار و تابستان افزایش خواهد یافت و در فصول پاییز و زمستان کاهش می یابد. همچنین میزان رواناب در دوره های 2046-2065 و 2080-2099 در فصول پاییز و زمستان افزایش و در فصول بهار و تابستان کاهش خواهد یافت. این جابجایی فصلی در رواناب ناشی از اثرات تغییر اقلیم به شکل افزایش دما، تغییر الگوی بارش و... می باشد.
    کلیدواژگان: : تغییر اقلیم، مدل LARS-WG، رواناب، مدل SWAT
  • الهام شمس ناطری، رامین فضل اولی*، علیرضا عمادی صفحات 367-377
    در سیستم های تغذیه مصنوعی مساله انسداد خلل و فرج خاک بستر حوضچه های تغذیه، بحرانی ترین موضوع در زمینه کارایی سیستم های تغذیه مصنوعی می باشد. آزمایش های صحرایی در محل طرح تغذیه مصنوعی شهریار، به منظور اندازه گیری تغییرات سرعت نفوذ در حوضچه های تغذیه، در 5 حوضچه تغذیه در بستر رودخانه کرج، به روش استوانه مضاعف، انجام گردید. نتایج نشان داد که میانگین نفوذ پذیری در نمونه های شاهد 5/29 و 2/30 سانتی متر بر ساعت بوده و داخل عرصه ی تغذیه مصنوعی، نفوذپذیری از 7/5 تا 6/18 سانتی متر بر ساعت متغیر می باشد. از سوی دیگر نتایج نشان داد که حوضچه 1 از نظر نفوذپذیری در رتبه متوسط قرار دارد که عملا نسبت به حالت شاهد از رده خارج شده است. پس از برداشت در حالت های 10، 20 و 30 سانتی متری مشخص گردید پس از برداشت 20 سانتی متری از رسوبات، تغییر محسوسی در نفوذپذیری حوضچه ها رخ داده است، بنابراین پیشنهاد می شود رسوبات تمامی حوضچه ها به اندازه 20 سانتی متر برداشت شود تا راندمان طرح افزایش یابد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد اثر ساده عمق، مکان و حوضچه بر میزان نفوذپذیری سطحی، در سطح یک درصد و اثر متقابل سطوح مکان و حوضچه بر نفوذپذیری در سطح پنج درصد معنی دار می باشد
    کلیدواژگان: استوانه مضاعف، تورکینست، حوضچه های تغذیه، گرفتگی
  • هادی سیاسر*، تورج هنر صفحات 378-388
    تبخیر- تعرق به عنوان یکی از اجزا مهم چرخه هیدرولوژیک نقش بسیار بزرگی در برنامه ریزی ومدیریت منابع آبی در مناطق خشک ونیمه خشک ایفا می کند. اندازه گیری دقیق تبخیر- تعرق نیازمند ابزاری گران قیمت می باشد که امکان استفاده از آن ها در همه نقاط وجود ندارد. از این رو محققان همواره به دنبال روابط و روش های کاربردی، کم هزینه و با دقت مناسب برای برآورد صحیح  مقدار این پارامتر بوده اند. روش های متعددی برای برآورد صحیح تبخیر تعرق در سراسر دنیا توسعه داده شده است. از جمله این روش ها می توان به معادلات تجربی و روش های داده محور از جمله شبکه های عصبی -مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان و مدل های درختی اشاره نمود. لذا هدف از این پژوهش بررسی دقت و قابلیت مدل های ماشین بردار پشتیبان ، درخت تصمیم نوع چاید وجنگل تصادفی در تخمین تبخیر-تعرق مرجع می باشد. داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل دمای حداکثر، دمای حداقل، دمای میانگین، رطوبت حداکثر، رطوبت حداقل، رطوبت میانگین، بارش، ساعات آفتابی، سرعت باد وتبخیراز تشت از ایستگاه هواشناسی دشت سیستان بین سالهای 2018-2009 می باشند. در این پژوهش، ابتدا با استفاده از داده های هواشناسی و  مدل فائو پنمن مانتیث مقادیر تبخیر تعرق محاسبه و سپس با ارائه سناریوهای ترکیبی مختلف از پارامترهای هواشناسی به عنوان ورودی مدل های مورد مطالعه (ماشین بردار پشتیبان ، درخت تصمیم نوع چاید وجنگل تصادفی) در مقیاس زمانی روزانه سعی در برآوردی دقیق تر از تبخیر-تعرق مرجع به عنوان خروجی مدل ها شده است. در این تحقیق به منظور مقایسه مدل های مختلف ازشاخص های آماری ضریب همبستگی (R) و قدرمطلق خطا(MAE) استفاده شده است. بررسی نتایج نشان دادند که از میان مدل های ماشین بردار پشتیبان، چاید وجنگل تصادفی، مدل جنگل تصادفی با الگوی M7 بیشترین دقت را با ضریب همبستگی(R=0.983) و کمترین میانگین قدرمطلق خطا(MAE=0.798) دارد. بنابراین این پژوهش مدل جنگل تصادفی را برای برآورد تبخیر وتعرق در منطقه دشت سیستان توصیه می کند.
    کلیدواژگان: مدل چاید، مدل ماشین بردار پشتیبان خطی، فائو پنمن-مانتیث، مدل جنگل تصادفی
  • یونس شخمگر، عبدالله درزی نفتچالی*، سید یوسف موسوی طغانی صفحات 389-399
    نظام فشرده بوم شناختی کشت برنج (SRI)، یکی از روش‏های مدیریت مزرعه است که ضمن کاهش مصرف نهاده ها اعم از بذر، آب آبیاری، کودها و سموم شیمیایی، باعث افزایش عملکرد می‏شود. با توجه به اهمیت اقتصادی برنج، این پژوهش با هدف ارزیابی تاثیر شیوه‏های آبیاری و سن بوته بر عملکرد و اجزای عملکرد برنج در نظام‏های رایج و بوم شناختی در قالب طرح کرت‏های خردشده با دو مدیریت آبیاری در سه سطح (A1: غرقاب، A2: اشباع و A3: کم آبیاری) و سن بوته در دو سطح (B1: 39 روز، B2: 46 روز) با سه تکرار مورد آزمایش قرار گرفت. تیمارهای ترکیبی A1B2 و A3B1 به ‏ترتیب مربوط به روند رایج و نماینده شیوه بوم شناختی و سایر تیمارها به عنوان حد واسط مورد مقایسه قرار گرقتند. میانگین تعداد پنجه در هر کپه در نظام غرقاب (85/37) بیشتر از سایر تیمارها (اشباع: 73/30 و کم آبیاری: 28/27) بود. کمترین مقدار عملکرد بیولوژیک در تیمار کم‏آبیاری (6/12764 کیلوگرم در هکتار) و بیشترین مقدار آن در نظام غرقاب (15313 کیلوگرم در هکتار) مشاهده گردید. مقایسه میانگین تعداد پنجه در هر کپه مشخص نمود که کمترین و بیشترین تعداد پنجه در هر کپه به ترتیب مربوط به سن 46 روز (44/31) و سن 39 روز (48/32) بود. میزان آب مصرفی در تیمار کم آبیاری حدود 42 درصد کمتر از تیمار غرقاب و بهره وری آب آن 63/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. بر اساس نتایج، جهت افزایش تولید برنج و صرفه جویی در مصرف آب، استفاده از تیمارهای بوم شناختی (کم آبیاری و سن 39 روز) توصیه می شود.
    کلیدواژگان: آبیاری غرقابی، شالیزار، کشاورزی پایدار، کم آبیاری
  • حسین ریاحی مدوار*، فاطمه سروش صفحات 400-416
    هدر رفت خاک از جمله پارامترهای مهم در طراحی و بهربرداری بهینه در سیستمهای آبیاری جویچه ای است. طراحی آبیاری جویچه ای اغلب براساس مفاهیم هیدولیکی انجام می شود و به دلیل فقدان معادلات مناسب، تخمین مقدار هدررفت خاک زراعی، شستشوی مواد غذایی و کودی امکان برآورد و کمی سازی ندارد. از طرف دیگر اندازه گیری آن نیز پرهزینه، دشوار و زمان بر می باشد. هدف از تحقیق حاضر استفاده از قابلیتهای محاسبات هوشمند در استخراج معادلات فرسایش خاک در آبیاری جویچه ای به روش بهینه سازی پارتو و برنامه ریزی بیان چندژنی است. بدین منظور یک پایگاه اطلاعاتی از اندازه گیری های صحرایی مقدار فرسایش خاک در آبیاری جویچه ای گردآوری شدو برنامه ریزی بیان چندژنی توامان با بهینه سازی پارتو و پیش پردازشگر حداکثر عدم تشابه بین الگوهای آموزش و آزمایش، برای استخراج معادلات بهینه استفاده شده است.  تعداد 14 مدل با ترکیب ورودی های مختلف توسعه یافت و بهترین رابطه در این زمینه ارائه گردید. ارزیابی نتایج شبیه سازی های صورت گرفته براساس معیارهای آماری R, RMSE, MAE, RAE, NSE بیانگر دقت مطلوب روش پیشنهادی در شناسائی متغیرهای موثر و استخراج فرم صریح معادلات فرسایش خاک در آبیاری جویچه ای است و قابلیت کاربرد در مباحث طراحی و بهره برداری آبیاری جویچه ای را دارد.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی بیان چندژنی، بهینه سازی پارتو، فرسایش خاک، آبیاری جویچه ای، الگوریتم SSMD
  • محمدرضا امداد*، آرش تافته صفحات 417-425
    رشد گیاهان زراعی فرآیند پیچیده ایی است و عوامل متعددی را در بر می گیرد. با توجه به اینکه اعمال سناریو های مختلف آبیاری در شرایط میدانی زمان بر و پر هزینه می باشد. این تحقیق در دو سال زراعی 1393 تا 1395 در منطقه حمیدیه خوزستان انجام شد که از نتایج بدست آمده در سال اول بمنظور واسنجی و از نتایج سال دوم زراعی برای اعتبار سنجی مدل استفاده گردید. نتایج نشان داد که با در نظرگیری دور آبیاری متعارف گندم در منطقه(4 تا 5 نوبت آبیاری) و عمق کاربرد آب آبیاری 100 تا 120 میلی متر، امکان افزایش عملکرد دانه گندم به میزان 30 درصد و کاهش حجم مصرف آب به مقدار حدود 46 درصد نسبت به شرایط معمول زارع وجود دارد. کارایی مصرف آب گندم در شرایط معمول منطقه حدود 32/0کیلوگرم دانه بر متر مکعب آب مصرفی بوده که با اعمال مدیریت آبیاری بر اساس عمق آب کاربردی مصرفی در بازه 100 تا 120 میلی متر به مقدار 78/0کیلوگرم دانه بر متر مکعب قابل افزایش می باشد. اعتبارسنجی مدل آکواکراپ نشان داد که مدل آکواکراپ در شبیه سازی عملکرد و کارایی مصرف آب بترتیب با خطای 5 و 13 درصد از کارایی و دقت مناسبی بمنظور شبیه سازی عملکرد برخوردار می باشد.
    کلیدواژگان: آبیاری نواری، حمیدیه، عمق آب کاربردی، گندم
  • حمید کیانمهر، سعیدرضا خداشناس* صفحات 426-436
    امروزه، استفاده از کانال‏های بتنی پیش‏ساخته (کانالت) به دلیل تمرکز در ساخت، امکان کنترل کیفی و کمی‏ در مراحل مختلف ساخت و نیز سرعت زیاد تولید و بهره‏برداری مورد توجه خاص قرار گرفته است. علی‏رغم گذشت سه دهه از قدمت تولید و نصب کانالت‏ در ایران، برای طراحی تیپ‏های مختلف آن از آیین‏نامه‏های قدیمی استفاده می‏شود. در این تحقیق، ابتدا با توجه به نحوه اجرا و بهره‏برداری از کانالت‏ها، تعریفی برای مقطع بهینه این سیستم ارائه گردید. سپس، مشخص شد که مقطع نیم‏بیضی با نسبت قطر کوچک به بزرگ برابر 436/0، مقطع بهینه کانالت می‏باشد. مقایسه مقطع بهینه کانالت و مقطع نیم‏دایره نشان‏دهنده ارجحیت کانالت در کاهش تبخیر به میزان 34 درصد نسبت به مقطع نیم‏دایره، در قبال افزایش 13 درصدی بتن مصرفی، می باشد که این امر به ویژه در مناطق با تبخیر زیاد آب از اولویت بیشتری برخوردار است. همچنین، با تعیین مشخصات هندسی کانال با مقطع نیم‏بیضی ناکامل (دارای عمق آزاد)، معادلات صریحی برای تعیین عمق بحرانی و نرمال در کانال با مقاطع نیم‏ بیضی ارائه شده است. معادلات پیشنهادی، علاوه بر سادگی و درستی، دارای حداکثر خطای نسبی کمتر از 4/1 درصد می باشند
    کلیدواژگان: عمق بحرانی، عمق نرمال، کانالت، کانال‏های بتنی پیش‏ساخته، مقطع بهینه، نیم ‏بیضی
  • سیدمهدی ثاقبیان*، کیومرث روشنگر صفحات 437-449
    شناخت مشخصات جریان در کانال های روباز با بستر فرسایش پذیر دارای شکل بستر اهمیت زیادی در مدیریت رودخانه ها و همچنین طراحی و بهره برداری از سازه های هیدرولیکی دارد. تلماسه ها یکی از اشکال مهم بستر بوده و تاثیر بسزایی بر خصوصیات آشفتگی و مقاومت جریان دارند. تاکنون تحقیقات متعددی در مورد مقاومت هیدرولیکی در کانال های روباز با فرم بستر انجام گردیده است، اما به دلیل تاثیر پارامترهای مختلف بر ضریب زبری جریان تخمین دقیق این پارامتر مشکل می باشد. در تحقیق کنونی با استفاده از داده های مربوط به آزمایش های انجام شده در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه تبریز با دو دانه بندی مختلف و با دو عرض کانال متفاوت، مقاومت جریان کلی و ناشی از شکل بستر بررسی شد. همچنین با ترکیب داده های به دست آمده از این تحقیق با داده های آزمایشگاهی محققین دیگر، با استفاده از روش هوشمند رگرسیون فرایند گاوسی (GPR) مدل های مختلفی تعریف گردید و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از انجام آزمایشات نشان داد که در بررسی تاثیر پارامترهای هیدرولیکی بر روی مقاومت جریان، همبستگی بین عدد رینولدز و مقاومت جریان به صورت نسبی بهتر از سایر پارامترهای هیدرولیکی است. همچنین نتایج حاصل از تحلیل مدل ها عملکرد مطلوب روش GPR را در پیش بینی ضریب زبری به اثبات رساند و مشاهده شد که هر دو مشخصات جریان و ذرات رسوبی در تخمین ضریب زبری تاثیرگذار می باشند. نتایج آنالیز حساسیت مدل برتر نیز نشان داد که عدد رینولدز بیشترین تاثیر را در پیش بینی ضریب زبری دارد.
    کلیدواژگان: بسترهای فرسایش پذیر، داده های آزمایشگاهی، شکل بستر، مقاومت جریان، GPR
  • الهه ذرتی پور، امیر سلطانی محمدی سلطانی محمدی*، ناصر عالمزاده انصاری صفحات 450-461
    به منظور بررسی اثر کم آبیاری و شوری آب آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره وری مصرف آب کاهوبرگی رقم Red Salad Bowl تحقیقی در سال 1396 در دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز انجام گرفت. این تحقیق به صورت یک طرح کاملا تصادفی در قالب فاکتوریل و در سه تکرار انجام شد که شامل سه تیمار آبیاری 100، 80 و60 درصد نیاز آبی گیاه(I1، I2 و I3) و چهار تیمار شوری 5/0، 2، 5/3 و5 دسی زیمنس بر متر (S1، S2، S3 و S4) بود. نتایج نشان داد که اثر میزان آب آبیاری بر تمام پارامترهای مورد بررسی گیاه غیر از قطر ساقه و بهره وری مصرف آب در سطح احتمال پنج درصد معنی‎دار بود. بیشترین(148 گرم در بوته) میزان عملکرد مربوط به تیمار  بود. اثر شوری آب آبیاری فقط بر سطح برگ، طول بوته، طول ساقه و بهره‎وری مصرف آب در سطح پنج درصد معنی‎دار شد و بیشترین(127 گرم در بوته) میزان عملکرد مربوط به تیمار   بود. اثر متقابل آبیاری و شوری بر هیچ‎کدام از صفات مورد بررسی به جز طول ساقه معنی‎دار نبود. با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق، رقم مورد مطالعه قابلیت تحمل شوری نسبت به رقم های معمول کاهو را دارد.
    کلیدواژگان: بهره وری مصرف آب، شوری، عملکرد، کم آبیاری
  • زهره فرجی*، عباس کاویانی صفحات 462-474
    با توجه به مشکلاتی نظیر خطای انسانی، مسائل مالی، عدم دسترسی به تمام مناطق مورد نظر و مشکلات جوی که در ثبت داده های هواشناسی وجود دارد، نیاز به مدل هایی که به وسیله تکنیک سنجش از دور مشکلات ذکر شده را حل کنند و داده های به هنگام و دقیق در اختیار کاربران قرار دهند غیرقابل انکار است. مدل سطح زمین GLDAS یک منبع اطلاعاتی مهم برای تحقیقات چرخه ی آب در جهان است. مدل GLDAS-2 شامل دو نسخه می باشد. نسخه اول مدل  GLDAS-2.0 است که محدوده زمانی سال های 1948 تا 2010 را پوشش می دهد. نسخه دوم مدل GLDAS-2.1 می باشد که از سال 2000 تا کنون را با 2 ماه تاخیر پوشش می دهد. در پژوهش حاضر دو مدل GLDAS-2.0 و  GLDAS-2.1مورد بررسی قرار گرفته اند. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی داده های دمای هوا و دمای خاک و همچنین اجزای بیلان آب شامل پارامترهای بارش، رواناب و تبخیر از سطح آب های آزاد حاصل از نسخه های 0/2 و 1/2 مدل GLDAS-2 انجام شد. به منظور بررسی پارامترهای فوق از اطلاعات 6 ایستگاه سینوپتیک و هیدرومتری پراکنده در سطح استان قزوین استفاده شد. نتایج حاکی از آن بود که در ایستگاه قزوین، داده های دمای هوا و دمای خاک، بارش و تبخیر از سطح آب های آزاد حاصل از مدل GLDAS به ترتیب با ضریب تبیین بالای 9/0، 7/0 و 8/0 و همچنین داده های حجم سالانه رواناب حاصل از مدل GLDAS در ایستگاه های باراجین و باغ کلایه به ترتیب با ضریب تبیین 49/0 و 55/0 همبستگی مناسبی با داده های مشاهداتی دارند. نتایج نشان داد که در حال حاضر داده های دما، رواناب، تبخیر از سطح آب های آزاد و بارش (به جز ایستگاه آوج) حاصل از مدل GLDAS-2.0 دقت بالاتری نسبت به داده های مدل GLDAS-2.1 دارند. با توجه به اینکه دقت مدل GLDAS در منطقه کوهستانی آوج کمتر از سایر مناطق می باشد لذا ممکن است دلیل آن اقلیم منطقه و ارتفاع از سطح دریای (9/2034 متر) بیشتر آن نسبت به سایر مناطق باشد. در نهایت با توجه به دقت کم داده های رواناب حاصل از مدل GLDAS، استفاده از آن به منظور برآورد حجم رواناب سیلاب، پیشنهاد نمی شود.
    کلیدواژگان: بارش، تبخیر از سطح آب های آزاد، دما، رواناب، مدل سطح زمین (GLDAS)
  • حبیبه عباسی، لیلا ملکانی* صفحات 475-485
    تفکیک تاثیر هر یک از عوامل اقلیمی و عوامل بشری در فرآیندهای هیدرولوژیکی در مدیریت منابع آب بسیار مهم می باشد. در این مطالعه، آنالیز روند و آنالیز تغییرات کوتاه مدت رواناب سالانه حوضه سجاسرود واقع در استان زنجان به ترتیب با روش های رگرسیون خطی و آزمون پتیت در دوره آماری 1987 تا 2012 انجام شد. نتایج حاصل نشان داد که سری زمانی رواناب در حوضه سجاسرود روند کاهشی داشته و نقطه شکست سری زمانی رواناب سال 1998 می باشد. بر این اساس، سری زمانی رواناب به بازه زمانی پایه و بازه زمانی ارزیابی تقسیم گردید. جهت شبیه سازی فرآیند هیدرولوژیکی از ابزار ارزیابی آب و خاک (SWAT) استفاده شد. واسنجی مدل SWAT برای رواناب ماهانه انجام گردید. مقادیر پارامترهای NSE، PBIAS و RSR در دوره زمانی واسنجی 7/0، 3/7 و 55/0 محاسبه گردید. در دوره صحت سنجی نیز مقادیر پارامترهای NSE، PBIAS و RSR به ترتیب 65/0، 4/9- و 58/0 تخمین زده شد. بررسی نتایج نشان داد که عملکرد مدلSWAT در شبیه سازی جریان در دوره واسنجی و صحت سنجی خوب می باشد. همچنین نتایج مطالعه در حوضه سجاسرود نشان داد که سهم عوامل اقلیمی و عوامل انسانی در کاهش رواناب حوضه به ترتیب 33% و 67% می باشد. رویکرد ارائه شده به مدیران کمک می کند تا سیاست هایی را اتخاذ نمایند که می تواند شرایط رودخانه و اکوسیستم منطقه را بهبود ببخشد.
    کلیدواژگان: عوامل اقلیمی، عوامل انسانی، رواناب، آزمون پتیت، مدل SWAT
  • کامی کابوسی*، اکبر نودهی، محمد شامیاتی صفحات 486-499
    با هدف بررسی برهمکنش شوری آب آبیاری (در چهار سطح 15/1، 4، 7 و 10 دسی زیمنس بر متر)، کود آلی ورمی کمپوست (در دو سطح صفر و 10 تن بر هکتار) و رقم (در چهار سطح RGS، هایولا 4815، 308 و 401) بر رشد، عملکرد و اجزاء عملکرد کلزا، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در منطقه گرگان انجام شد. اختلاف معنی دار رقم ها از نظر تعداد روز تا گلدهی به صورت RGS˂401˂308˂4815 بود. برهمکنش سه گانه شوری، ورمی کمپوست و رقم بر صفت تعداد روز تا رسیدگی معنی دار بود. در عین حال، کاهش معنی دار این صفت تحت تاثیر ورمی کمپوست (به میزان 2/2 روز) و شوری (به میزان 9/1 روز) مشاهده شد. کاربرد ورمی کمپوست به افزایش معنی دار (2/52 درصد) تعداد شاخه فرعی منجر شد ولی این افزایش در رقم هایولا 401 بیشتر بود. ورمی کمپوست منجر به کاهش معنی دار وزن هزار دانه و طول غلاف رقم های مورد بررسی، به ترتیب بجز در رقم های هایولا 4815 و 401 که افزایش معنی داری داشتند، شد. افزایش معنی داری قطر ساقه، تعداد دانه در غلاف، تعداد غلاف در بوته، عملکرد دانه (از 5/1358 به 1/2067 کیلوگرم بر هکتار) و عملکرد بیولوژیکی (از 2/3603 به 3/5318 کیلوگرم بر هکتار) به ترتیب به میزان 40، 23، 70، 52 ، 48 درصد تحت تاثیر ورمی کمپوست مشاهده شد. در بین ارقام مورد بررسی رقم های هایولا 308 و RGS به ترتیب با تولید 4/1855 و 8/1572 کیلوگرم بر هکتار بیشترین و کمترین عملکرد دانه را داشتند. توانایی بیشتر رقم هایولا 308 در تولید دانه در غلاف و غلاف در بوته و رقم 401 در تولید دانه در غلاف و وزن هزار دانه منجر به برتری معنی دار عملکرد دانه آنها نسبت به رقم های هایولا 4815 و RGS شد. افزایش شوری در شرایط عدم کاربرد ورمی کمپوست منجر به افزایش وزن هزار دانه و کاهش عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیکی شد ولی در شرایط کاربرد ورمی کمپوست این اثر معکوس بود.
    کلیدواژگان: تنش شوری، کود آلی، هایولا، RGS
  • یزدان خدارحمی*، سعید برومند نسب، امیر سلطانی محمدی، عبدعلی ناصری صفحات 500-511
    امروزه با توجه به مصرف بی رویه کودهای شیمیایی در زمین های زراعی و تخریب خاک و محیط زیست تحت مصرف همین کودها، اهمیت استفاده از کودهای آلی و مواد پلیمری همچون هیدروچار و سوپرجاذب را برجسته می سازد. بدین منظور تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف هیدروچار اصلاح شده باگاس نیشکر و سوپرجاذب نوع A200 به عنوان مواد سازگار با محیط زیست بر برخی از خصوصیات خاک با مدل آماری طرح فاکتوریل و در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با چهار تکرار و به مدت چهار ماه در سال 97-96 در دانشکده  مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا شد. سطوح استفاده از هیدروچار و سوپر جاذب شامل سه سطح 0، 2 و 5 گرم در هر کیلو گرم خاک (0، 2/0 و 5/0 درصد وزنی) بود. نتایج نشان داد که سطح دو و پنج گرم هیدروچار بر کیلو گرم خاک به ترتیب سبب افزایش 2/5 و 4/9 درصدی تخلخل کل، 9 و 9/17 درصدی رطوبت ظرفیت زراعی، 43/0 و 2/1 درصدی رطوبت نقطه پژمردگی، 8/9 و 18 درصدی کربن آلی، 4 و 15 درصدی فسفر قابل جذب، 6 و 18 درصدی ازت، 5/5 و 16 درصدی هدایت الکتریکی و کاهش 7/4 و 3/7 درصدی جرم مخصوص ظاهری، 38/0 و 77/0 درصدی جرم مخصوص حقیقی، 39/0 و 1 درصدی اسیدیته خاک نسبت به شاهد شد. سطح دو و پنج گرم سوپر جاذب بر کیلو گرم خاک نیز به ترتیب سبب افزایش10 و 6/18 درصدی رطوبت ظرفیت زراعی، 8 و 11 درصدی رطوبت نقطه پژمردگی، 52/0 و 92/0 درصدی اسیدیته، 4 و 13 درصدی هدایت الکتریکی، 7/2 و 9/9 درصدی تخلخل کل و کاهش 2 و 7/5 درصدی جرم مخصوص ظاهری خاک شد و تاثیر معنی دار بر میزان کربن آلی، فسفر قابل جذب، ازت و جرم مخصوص حقیقی خاک نداشت. به طور کلی نتایج بیانگر برتری تیمار هیدروچار نسبت به تیمار سوپر جاذب بر بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک با بافت لوم می باشند.
    کلیدواژگان: ماده آلی، سوپر جاذب A200. هیدروچار اصلاح شده. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک
  • علی متولی*، صالح یاسور، میلاد تیموری عمران، سید رضا موسوی سیدی صفحات 512-527
    بخش کشاورزی بزرگترین مصرف کننده آب در جهان بوده و نقش این ماده حیاتی در ایجاد یا عدم ایجاد مخاطرات زیست محیطی انکارناپذیر است. در این مطالعه به منظور ارزیابی شاخص های زیست محیطی مرتبط با مصرف آب (پتانسیل آسیب بر سلامتی بشر، کیفیت اکوسیستم، منابع زیست محیطی و شاخص تخریب منابع آبی) و تخلیه منابع (فسیلی، فسفات، پتاس و آب) در سیستم های مختلف کشت برنج (سه سناریو مختلف، سناریو اول:کشت اول-کشت رتون، سناریو دوم: کشت اول-کشت دوباره برنج و سناریو سوم: کشت کلزا-کشت برنج) و دو سیستم کشت (مکانیزه و مرسوم) بر اساس ارزیابی چرخه حیات5 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از شاخص های زیست محیطی بر اثر مصرف آب نشان داد که بالاترین آسیب به سلامتی بشر، کیفیت اکوسیستم و منابع زیست محیطی به روش فیشر و همکاران به میزان 001052/0 (DALY)، 853/1630 (PDF*m2yr) و 54/10262 (MJ urplus)، شاخص تخریب آب شیرین در روش برگر به میزان 122/1382 (m3) و آسیب به سلامتی انسان به صورت پخشی و حاشیه ای به میزان 176743/0 و 65772/0(DALY) در سناریو دوم- کشت دوم (سامانه مرسوم) بدست آمد. همچنین بالاترین تخریب منابع فسیلی در سناریو دوم-کشت دوم (سامانه کشت مکانیزه) به میزان 061/3 و تخریب منابع پتاسیم و آبی در سناریو دوم-کشت دوم (سامانه کشت مرسوم) به ترتیب به میزان 04/0 و 31/0 و  تخریب منابع فسفات در سناریو اول و دوم-کشت اول (سامانه کشت مرسوم) به میزان 6/0 بدست آمد. نتایج کلی شاخص های زیست محیطی نشان داد که کشت برنج در سناریو دوم-کشت دوم و در سناریو سوم (بعد از برداشت کلزا) آثار مخرب زیست محیطی بالایی از منظر ردپای آب و تخلیه منابع دارد.
    کلیدواژگان: پارامترهای زیست محیطی، ردپای آب، تخلیه منابع، کشت برنج
  • علی قدمی فیروزآبادی*، جواد باغانی صفحات 528-539
    خشکسالی های اخیر و کاهش بوجود آمده در منابع آب زیرزمینی و سطحی کشور لزوم تغییر روش های آبیاری سطحی به شیوه های نوین آبیاری را، راهکاری مفید در شرایط کنونی به منظور افزایش بهره وری آب مطرح نموده است. لذا این پژوهش با 4 آرایش کاشت و 2 فاصله نوار آبیاری قطره ای (60 و 75 سانتی متر) در مقیاس مزرعه ای (طول 75 متر) و یک تیمار آبیاری شیاری مرسوم (تیمار شاهد) در ایستگاه اکباتان مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی، و منابع طبیعی همدان در سال های زراعی 96-1395 و 97-1396 انجام شد. مقدار نیاز آبی براساس میانگین آمار 10 ساله داده های هواشناسی ایستگاه فرودگاه همدان و با استفاده از فرمول پنمن مانتیس محاسبه شد. دور آبیاری قطره ای و سطحی به ترتیب 6 و 12 روز در نظر گرفته شد. میانگین دو ساله حجم آب مصرفی در دو سیستم آبیاری قطره ای و نشتی به ترتیب 4026 و 6028 متر مکعب در هکتار تعیین شد. متوسط بهره وری مصرف آب در تیمارهای آبیاری قطره ای (تیپ) 73/1 کیلوگرم بر متر مکعب محاسبه شد. نتایج نشان داد که آبیاری قطره ای نواری باعث کاهش 33 درصدی در آب مصرفی و افزایش 73 درصدی بهره وری مصرف آب نسبت به روش آبیاری جویچه ای شده است. بیشترین و کمترین میانگین دوساله عملکرد دانه و بهره وری مصرف آب به ترتیب مربوط به دو تیمار T1 (تعداد 4 ردیف کاشت به فاصله 15 سانتی متر در دو طرف نوار، با فاصله نوارهای 75سانتی متر) و نشتی به میزان 7443 و 5996 کیلوگرم در هکتار و 89/1 و 1 کیلوگرم بر متر مکعب شد که تفاوت معنی داری در سطح احتمال یک درصد داشتند. لذا با توجه به شرایط بحرانی آب در کشور و در صورت استفاده از آبیاری قطره ای نواری (تیپ) در زراعت گندم، فاصله نوار تیپ 75 سانتیمتر با تعداد 4 ردیف کشت با فاصله 15 سانتیمتر از یکدیگر در اطراف هر نوار که بیشترین عملکرد و بهره وری مصرف آب را به خود اختصاص داده است توصیه می شود.
    کلیدواژگان: آب مصرفی، پنمن مانتیث، نیاز آبی
  • محمدعلی اسعدی، حامد نجفی علمدارلو* صفحات 540-551
    هدف این مطالعه، بررسی اثرات سیاست های مختلف کاهش مصرف آب (افزایش قیمت آب، سهمیه بندی و تلفیق این دو سیاست) بر اساس معیارهای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی در راستای پایداری کشاورزی دشت قروه می باشد. هرکدام از این سیاست ها در سه سطوح 10، 20 و 30 درصد و برای شبیه سازی الگوی کشت اراضی منطقه موردمطالعه از الگوی برنامه ریزی ریاضی اثباتی (PMP) استفاده شد. سپس به منظور محاسبه وزن شاخص های اصلی و زیرشاخص های آنها از روش AHP استفاده شد و در مرحله نهایی با استفاده از رهیافت TOPSIS سناریوهای اعمال شده رتبه بندی و بهترین سناریو انتخاب گردید. نتایج تحقیق نشان داد که سناریوهای موردبررسی، موجب کاهش کل سطح زیرکشت مزرعه، سود ناخالص و کاهش مصرف آب مصرفی شده است. همچنین نتایج نشان داد که سناریوی افزایش قیمت آب برای حفظ و پایداری منابع آب منطقه نسبت به سناریوهای دیگر چندان تاثیرگذار نیست و تنها هزینه کشاورزان را افزایش داده است، اما سیاست سهمیه بندی و تلفیقی به عنوان یک سیاست موثر توصیه می شود. همچنین نتایج حاصل از وزن دهی شاخص های اقتصادی (7/36)، اجتماعی (2/23) و زیست محیطی (1/40) نشان داد که شاخص زیست محیطی دارای بیشترین اهمیت می باشند. از طرفی دیگر نتایج حاصل از رتبه بندی نشان داد که سناریوی S7 (افزایش 10 درصد قیمت آب توام با کاهش 10 درصد آب قابل دسترس) به عنوان سناریوی برتر و بهترین وضعیت پایداری در کشاورزی معرفی گردید.
    کلیدواژگان: : قیمت گذاری آب، سهیمه بندی آب، برنامه ریزی ریاضی اثباتی، تحلیل سلسه مراتبی
  • یونس مظلوم علی آبادی، علی رضا واعظی*، جعفر نیکبخت صفحات 552-564
    با مدیریت مناسب خاک می توان نقش منفی شرایط آب و هوایی سخت را در عملکرد محصول کاهش داد. به همین منظور در این پژوهش اثر مالچ کاه و کلش گندم بر عملکرد گندم در شرایط متفاوت آب و هوایی مورد بررسی قرار گرفت. این پژوهش به مدت دو سال در چهار سطح مالچ کاه و کلش گندم (صفر، 33 ، 66 و 100 درصد پوشش سطح زمین به ترتیب برابر با صفر، 2، 4 و 6 تن در هکتار) در کشتزار دیم در کرت های به ابعاد دو متر در پنج متر از سال 1395 تا 1397 اجرا شد. شرایط آب و هوایی با کمک دو شاخص بارش استاندارد (SPI) و شناسایی خشک سالی (RDI) در سری های زمانی سال آبی (اول مهر تا آخر شهریور ماه) و دوره رشد گیاه گندم (اول آبان تا آخر خرداد ماه) طی دوره آزمایش و دوره بلند مدت (1335-1395) تعیین شد. آنالیز تجزیه شاخص های SPI و RDI نشان داد طی دوره رشد گیاه گندم شرایط خشک سالی بسیار شدید و نرمال به ترتیب برای سال های اول و دوم اتفاق افتاد. در هر دو سال، مصرف کاه و کلش گندم موجب افزایش عملکرد محصول شد (001/0p<). تیمار 100 درصد مصرف کاه و کلش در سال اول حدود 5/3 و در سال دوم حدود 2 برابر عملکرد دانه گندم را نسبت به تیمار شاهد افزایش داد. نتایج نشان داد، استفاده از کاه و کلش گندم به عنوان یک راهکار مناسب اثرات قابل توجهی بر کاهش کم آبی به خصوص در شرایط خشک سالی بسیار شدید دارد.
    کلیدواژگان: تبخیر-تعرق، کاه و کلش گندم، رطوبت خاک، عملکرد محصول
|
  • Delaram Houshmand, Kazem Esmaili *, Alireza Faridhosseini, Seyyed Hossein Sanaei Nejad, Davar Khalili Pages 243-258
    This research aims to assess the potential impacts of climate change on water resource in the headwater basin of Salman Farsi dam in Fars province using Soil and Water Assessment Tool (SWAT). Climate projections from three Global Circulation Models (GCMs) under two Representative Concentration Pathways (RCP2.6 and RCP8.5) during future period (2020-2050) were incorporated into the calibrated SWAT model and changes in simulated runoff, blue water, green water flow, and green water storage were compared to the baseline period (1978-2008). SWAT model efficiency in simulating hydrological response of the basin was confirmed by performance evaluation indices in Tang-e-Karzin hydrometric station which is located at the outlet of basin in the calibration (NSE=0.77, R2=0.80) and validation (NSE=0.57, R2=0.67) periods. The GCMs projections indicate increasing the frequency of severe precipitation events and reducing precipitation events with low intensity in the future as compared to the baseline period, and also increasing the minimum and maximum temperature in the basin. These changes lead to an annual increase in runoff and blue water due to increase in extreme events and flood producing potential of the basin, as well as an annual increase in green water flow due to increase in temperature and precipitation over future.The findings of this research can be helpful for water resource managers and policymakers to provide management plans and strategies to encountering climate change.
    Keywords: Blue water, General Circulation Model, Green Water, Hydrological simulation, SWAT
  • Amin Alizadeh *, Majid Forouzesh, Hossein Ansari Pages 259-270
    Supplying the tap water in Mashhad city is going to face serious challenges and threats in the future. The population of this city is more than 3 million and its pilgrim is estimated at 25 million per year. Urbanization in Mashhad city and around it is growing. The range of this study is including Mashhad city along with Golbahar, Chenaran, and Ghuchan. The excessive development of these cities leads Mashhad city to physical water scarcity in long term. For this purpose, the effective factors on water demand in Mashhad city have been identified. For this purpose the most desirable urban water demand function has been extracted, by using the Stone Gary method. It is worth mentioning that in order to investigate economic and social uncertainties in the model, the results of previous researches and the opinion of experts have been used; then, the effective uncertainties on the elements are determined by using the fuzzy linear regression model. Finally, urban water demand function of the Mashhad city for 2010-2017 is calibrated and used to estimate water demand from 2018 to 2070. The results show that the demand function of Mashhad city is strongly influenced by the time between receipt of the bill and the household composition. So these two factors can be considered for demand management. At the end, the model accuracy is based on the R^2 that is equivalent to 0.921 which indicates the proper performance of this model in predicting urban water demand.
    Keywords: water demand, the city of Mashhad, Aston-Gray, fuzzy linear regression
  • Ali Shahidi *, Abbas Khasheisiuki, Yusof Ramazani, Mohammad Nazeri, Tahrudi Pages 296-308
    Designing of water quantity and quality monitoring system has been raised as one of the most complex issues in the field of water resources and the environment. Designing of these systems used to achieve qualitative and quantitative information, while their design process requires basic information. The study area in this research is Urmia Lake basin that located in the North West of Iran. Entropy literally means disorder. In this study used entropy theory to rain gaging monitoring in period of 1984-2011. Also The modified Mann - Kendal test was used to study the trend of the studied parameters The results of the study of the trend of precipitation values of Urmia Lake basin at annual scale showed that rainfall changes in this basin have been decreasing in the annual scale. In order to study and monitoring the rain gauge network using Entropy theory, two methods of support vector regression and kriging were used to estimate precipitation values. Results indicated that the accuracy of the regression model was higher than the Kriging model. The results of the evaluation of the entropy index at the aquifer showed that only 1.4% of the studied basin had a severe shortage of information that required the construction of a new station in the area. However, since more than 90 percent of the basin area is in terms of data transmission in excess and relatively excessive condition, the study area is relatively good at its monitoring. In general, the results indicated that the accuracy of the optimized method of support vector regression was used to estimate the annual rainfall in the Urmia Lake basin. The results of the stations' ranking in the study area showed that the stations of Jharabad, Badamlou and Orban received ratings ranging from 1 to 3, which indicates the transfer and reception of more information than other stations.
    Keywords: Irregularities, Shannon Entropy, Transfoinformation, Urmia Lake
  • Amin Salemnia *, Manouchehr Fathi Moghdam Pages 309-318
    The flow from the dam is a tremendous amount of energy in the absence of energy dissipation, the flow through the irreversible damage to structures downstream of the dam. A one way of dissipating the excess energy is falling jet in the plunge pool. Flow jets in special distance have a dense core which formed of water particles. Much of the pressure on the bed and pool wall is caused by that dense core. After passing some distance, air Intrusion from border and flow turbulence causes to shrinking core and finally it will be vanished. This study examines the failure of the jet length and the parameters affecting it are discussed. Percent from the second to the third experiment the Froude number, approximately 15 % decrease and finally tests the third quarter increased 17 percent compared to 6 percent of the Froude number increases. So we can conclude that the changes failed to increase the jet flow (Froude number) is not constant after reaching a minimum point of the process increases. Further statistical analysis was determined according to the coefficient of expansion Jets in turmoil with the failure probability 0.1 is significant.
    Keywords: Fall Height, Vertical Jet, Break up Length
  • Abbas Khashei Siuki *, Ali Shahidi, Mostafa Yaghoubzadeh, Mehdi Dastorani Pages 319-328
    Biochar is a kind of organic materials which has high stable properties, in recent years attracts the attention of researchers. This research was conducted with the aim of investigating the effect of interaction of water stress and various biochar levels on growth and yield characteristics of medicinal plant was done in a completely randomized block design as split plot with irrigation treatment at two levels (I1 and I2: Irrigation respectively. By providing 100% and 50% water requirement), biochar treatment were used at three levels (C1, C2 and C3: biochar use at levels of 2, 5 and 10 gr per kg of soil) with three replications at the research farm of the Faculty of Agriculture, University of Birjand. Under the interaction influence of biochar and water stress, respectively, the highest and lowest plant height was 0.548 and 0.445, fresh and dry weight, 100 seed weight, 11.38, 7.77, 3.2, Versus 8.9, 6.06, 2.5 gr and the total grain weight, was 0.88 kg versus 0.057 kg, and the grain yield was 602.41 and 1148.2 kg / ha, and the water use efficiency was 0.286 and 220.0 kg / m3 An biochar application at a level of 45 tons per hectare, and especially under the influence of complete plant irrigation, can lead to maximum yield and growth characteristics of the plant.
    Keywords: Birjand, medecian Herb, Ajqon
  • Majid Hamoodi, Abbas Maleki *, Ali Sheini Dashtgol Pages 329-337
    Among the surface irrigation methods, furrow irrigation is the most common and adapted method to mechanization for agricultural system. In this irrigation method longitudinal slope of furrow is uniform and constant. To increase application efficiency, more uniformity of water distribution and reducing runoff and deep percolation, techniques such as wave irrigation and reduced discharge is applied that all need special equipment. In order to investigate the interaction of longitudinal slope and input flow in clay-silt soil texture on the efficiency and uniformity of water distribution in sugarcane furrow irrigation, a split plot experiment was conducted in a randomized complete block design with four replications in summer of 2017 in Salman Farsi agro-industry. The main factor of longitudinal slope was in three levels 0.2, 0.4 and 0.6 (S0.2, S0.4, S0.6) per thousand, and sub factor of input flow in levels 1.5, 2 and 2.5 (Q1.5, Q2, Q2.5) liters per second. The results showed that the interaction of two factors in the index of water advancement time was significant and (Q2.5) treatments was the highest rank in the 3-slope level. Interaction effect in the index of water efficiency was not significant. For the Index of uniformity of water distribution, interaction of two factors was significant. With increasing input flow to Q2.5 (liters/s) at three levels of slope, the highest uniformity of water distribution was obtained 87%, but in other treatments the uniformity of water distribution was higher than acceptable level. At slope (S0.6) and input flow (Q1.5) treatments, the application efficiency and uniformity of water distribution were 85% and 82%, respectively. So S0.6 longitudinal slope and input flow are recommended because of optimal efficiency and uniformity of water distribution in furrow irrigation of sugarcane fields of Ahwaz.
    Keywords: Input flow, efficiency, Longitudinal Slope, sugarcane, uniformity of distribution
  • Ezatolah Arabkhazaeli *, Ali Heshmatpour, Morteza Seyedian, Javad Chazgi Pages 338-353
    In this research, by integrating the GIS and the decision support system, the most suitable areas for underground dam construction were identified. This support system in three stages was used for Kajbid-Balaqly watershed in Garm, North Khorasan Province. In the first stage, the areas with potential for underground dam construction were identified by removing inappropriate criteria including class 1 and 2 waterways, slopes above 6%, geology including (Qt1), land use including residential areas, faults, qanats, wells and fountains. In the second step, 10 axes were chosen based on the highest level of the reservoir. In the third step, the process of AHP was used to evaluate and prioritize these 10 axes. For this purpose, four main criteria, namely water status including quantity with weight of 0.8 and quality with weight of 0.2, reservoir characteristics including permeability with weight of 0.53 and slope with weight of 0.24, depth with weight of 0.12 and surface with weight of 0.10, axial characteristics including depth with weight of 0.75 and length with weight of 0.17 and support with weight of 0.07, socio-economic factors including water requirements with weight of 0.8 and access with weight of 0.2 were used. The results showed that the best axis for underground dam construction is alluvial deposits river bed of the basin's output.
    Keywords: Analytical Hierarchy Process (AHP), Garmeh, Geographical Information System (GIS), Underground Dam, Underground Flow
  • Negar Shahvari, Sadegh Khalilian *, Habibollah Mosavi, Abolghasem Mortazavi Pages 354-366
    This study evaluates the effects of climate change on temperature,rainfall,runoff in future periods by LARS-WG statistical model,SWAT hydrological model under A1B,A2,B1 climate scenarios. First,in order to produce future meteorological data,the LARS-WG model was calibrated,the coefficient of variation of minimum temperature,maximum temperature,precipitation for future periods was simulated as SWAT model vertices. The results of the LARS-WG model showed that minimum,maximum temperature will increase in future periods,there will be changes not only in rainfall but also in the rainfall pattern. Then runoff simulation was performed on a monthly basis by the SWAT model. The SWAT-CUP software,the SUFI-2 algorithm were used for calibration,validation. NS,R2coefficient for calibration period were 0.58,0.65,and for validation period were 0.49,0.5. Then,by introducing the average of the results of the SWAT model,the runoff changes from the basin were simulated during the periods 2011-2030,2046-2065,2080-2080. The results showed that runoff in the period of 2011-2030 will increase under all three scenarios in the spring,summer seasons,decrease in autumn,winter seasons. Also,runoff in periods of 2065-2070,2080-2080 will be increased under all three scenarios in autumn,winter,will decrease in spring,summer. This seasonal displacement in runoff is due to the effects of climate change in the form of temperature rise,melting snow,changing rainfall patterns,and so on.
    Keywords: Climate change, LARS-WG model, runoff, SWAT model
  • Elham Shams Nateri, Ramin Fazloula *, Alireza Emadi Pages 367-377
    In artificial recharge systems, the problem of clogging in the bed of artificial recharge basins is the most critical issue in the field of the efficiency of artificial recharge systems. Field experiments are carried out at Shahriyar artificial recharge project, in order to measure the variation of infiltration rate in basins. Field experiments were carried out in 5 ponds in the Karaj River bed, using a double ring method. The results showed that the average of infiltration in the control samples is 29.5 and 30.2 cm/h and within the artificial recharge field, the permeability varies from 18.6 to 5.7 cm/hr. The results showed that the pond 1 is in the middle position for permeability, which is practically out of control. After removing in 10, 20 and 30 cm states, after removing 20 centimeters of sediments, there was a significant change in the permeability of all basins. Therefore, it is suggested that the 20cm of sediments of all basins to be removed to increase the efficiency of the plan. The results of analysis of variance showed that simple effect of depth, location and basin on level of surface permeability at 1% level and interaction of surface and basin levels on permeability at 5% significance level.
    Keywords: Double Ring, Turkey Nest, Recharge Ponds, Clogging
  • Hadi Siasar *, Tooraj Honar Pages 378-388
    Evapotranspiration as an important component of the hydrological cycle plays a very important role in the planning and management of water resources in dry and hyper dry areas. Accurate estimation of evapotranspiration requires a costly tool which can not be used anywhere. Hence, researchers are always looking for applied relationships and practices that are low-cost and accurate for the correct estimation of the value of this parameter. Several methods have been developed for the accurate estimation of evapotranspiration throughout the world. Among of these methods can be pointed out empirical equations, Artificial Neural Network, support vector machin, and tree models. Therefore, the purpose of this study was to investigate the accuracy and the capability of linear supporting vector machine models, the decision tree of the type of chiad and the random forest model in the estimation of reference evapotranspiration.The data used in this study include maximum temperature, minimum temperature, average temperature, maximum moisture content, minimum humidity, average humidity, precipitation, sunny hours, wind speed, and a shift from the meteorological station of Sistan Plain between2009-2018. In this study, using meteorological data and the FAO Penman-Monteith model, the values of evapotranspiration were calculated and then by providing different combination scenarios of the meteorological parameters as inputs of the studied models on a daily basis, an attempt was made to find a more accurate estimate of the refrence evapotranspiration as the output of the models. In this research, correlation coefficient (R) and Mean Absolute amount of Error (MAE) were used to compare different model. The results showed among the support model carriers, the random knife, the random forest model with M7 patterns has the highest accuracy with the correlation coefficient (R = 0.983) and the lowest mean error magnitude (MAE = 0.798). Therefore, this research recommends a random forest model for estimating evapotranspiration in the area of Sistan plain.
    Keywords: Chid model, linear support vector model, FAO Penman-Monteith, random forest model
  • Yunes Shokhmegar, Abdollah Darzi, Naftchali *, Seyyed Yusof Mousavi Toghani Pages 389-399
    The System of Rice Intensification (SRI) is one of the farm management methods that reduces inputs such as seeds, irrigation water, fertilizers and chemical pesticides while increases yield. Considering the economic importance of rice, this research was carried out in a split plot design with two irrigation managements at three levels (A1: flooding, A2: saturated and A3: low irrigation) and plant age at two levels (B1: 39 days, B2: 46 days) in three replications to evaluate the effects of irrigation methods and seedling ages on yield and yield components of rice under conventional and ecological systems. Combined treatments including A1B2 and A3B1 were the conventional and the ecological methods, respectively, and the other treatments were compared as intermediate. The average number of tiller per hill in flood irrigation treatment (37.85) was higher compared to other treatments (30.73 and 27.28 for saturated irrigation and deficit irrigation, respectively). It was observed that the highest biological yield (15313 Kg ha-1) was recorded under flooding irrigation treatment and the lowest value (12764.6 Kg ha-1) was realted to deficit irrigation. Mean comparison of the tiller number showed that the highest (32.48) and the lowest (31.44) tiller number per hill were related to 39 and 46 days plant age, respectively. Water consumed under deficit irrigation was about 42 percent lower than that of flooding irrigation treatment and its water productivity was 0.63 Kg ha-1. Based on the results, in order to increase rice production and water saving, it is recommended to use ecological systems (deficit irrigation and plant age of 39 days).
    Keywords: Flooding irrigation, Paddy field, Sustainable agriculture, Deficit irrigation
  • Hossien Riahi Madvar *, Fatemeh Soroush Pages 400-416
    Soil loss is one of most important parameters in design and operation of furrow irrigation systems. Design of furrow irrigation systems is often done based on hydraulic concepts. Because of the loss of predictive equations for soil loss, fertilizer runoff, these losses cannot be estimated quantitatively. On the other hand its measuring is expensive, time consuming and difficult. The main aim of this study is to using the ability of intolerance calculation in derivation of soil loss equations for furrow irrigation by using multi Genetic Programming based on Pareto Optimal solution (POMGGP). So, a database of field measurements of soil erosion in furrow irrigation is collected and multi Genetic Programming in combined with Pareto Optimal solution and preprocessing of maximum dissimilarity for train and test sets is used. Fourteen different models for soil loss are developed and the best equation is derived. The results based on statistical indices of R, RMSE, MAE, RAE and NSE has shown that the POMGGP has the ability in finding optimum equation and parameters for furrow irrigation soil loss estimation and can be used in design and operation of furrow irrigation systems.
    Keywords: multi Genetic Programming, Pareto optimal solution, soil erosion, furrow irrigation, SMMD algorithm
  • Mohammad Reza Emdad *, Arash Tafteh Pages 417-425
    The growth of agronomic plants has a complex process and involves several factors. In field condition, considering the different irrigation scenarios are time-consuming and costly so, the use of models after calibration and validation makes it possible to simulate yield and water use efficiency with acceptable accuracy. This research was carried out in Hamidyeh- Khouzestan region in two years from 2014 to 2016. The results of first year were used for calibration and the results of the second year were used for validation the model. The results showed that with considering the conventional irrigation intervals in the area (4 to 5 irrigation intervals for wheat cultivation) and the depth of application of irrigation water varying from 100 to 120 millimeters, it is possible to increase wheat grain yield by 30 percent and reduce water consumption by about 46 percent than farmer's usual conditions. The water use efficiency of wheat in conventional condition in that region is about 0.32 kg of grain yield per cubic meter of water consumption. This value can be increased by applying irrigation management based on the depth of applied water consumption in the range of 100-120 mm in the amount of 0.78 kg of grain yield per cubic meter. Validation of the AquaCrop model showed that the AquaCrop model in wheat grain yield and water use efficiency simulation, respectively, had a 5 and 13 percent error. Therefore, it can be concluded that this model has the proper performance and accuracy for simulation wheat yield and water use efficiency.
    Keywords: Surface irrigation, Hamidieh, Water application depth, Whea
  • Hamid Kianmehr, Saeed Reza Khodashenas * Pages 426-436
    Nowadays, the use of precast concrete channels (canalette) has been considered due to its focus on manufacturing, possibility of high quality and quantity control in different stages of construction, as well as high speed of their production and operation. Despite three decades of production archaism and canalette installation in Iran, old regulations are used for design of different types. In this study, initially, with regard to the implementation and operation of canalettes, some definitions were developed for optimal section of this system. Then, it was determined that semi-elliptical cross-section with a ratio of small to large diameter of 0.436 is optimal section of the canalette. A comparison between optimal section of canalette and semi-circular cross-section represented canalette priority to reduce evaporation up to 34% compared to the semi-circular cross-section against an increase of 13 percent in consumed concrete. This is of higher priority especially in areas with high evaporation of water. Also, by determining the geometric characteristics of the channel with incomplete half- ellipse section (with free board), the explicit equations were presented for determining the critical and normal depths in a channel with half-ellipse section. The proposed equations exhibit both simplicity and high accuracy, having maximum relative error of less than 1.4%.
    Keywords: Canalette, Critical, normal depths, Optimal section, Precast concrete channels, Semi elliptical
  • SEYEDMAHDI SAGHEBIAN *, K Roushangar Pages 437-449
    Understanding the flow and turbulence characteristics in movable open channels with bedforms is of substantial importance for the management of rivers as well as design and operation of hydraulic structures. Dunes are one of the most important bedforms and have significant impact on the characteristics of turbulence. So far numerous studies have been down about hydraulic resistance in open channels with bedforms, however, due to the impact of various parameters on the roughness coefficient, the exact estimation of this parameter is difficult. In this research, using the data of experiments carried out at the Hydraulic Laboratory of University of Tabriz with two different gradation and two channel widths, flow resistance due to bedform was studied. Also, by combining these data with laboratory data from other researchers, using Gaussian Process Regression (GPR) different models were defined and investigated. The obtained results from the experiments showed that in investigating the effect of hydraulic parameters on flow resistance, Reynolds number showed a better correlation with flow resistance in comparison with other hydraulic parameters. Also, the obtained results from the developed models proved desired capability of GPR method in predicting roughness coefficient and it was observed that both flow and sediment particles characteristics are effective in estimating roughness coefficient. The results of the superior model sensitivity analysis showed that the Reynolds number has the most significant impact in predicting the roughness coefficient.
    Keywords: Bedform, Experimental Data, Flow resistance, GPR, Movable beds
  • Elahe Zoratipour, Amir Soltani Mohamadi *, Naser Alemzadeh Ansari Pages 450-461
    The aim of this research was to investigate effect of deficit irrigation and salinity of irrigation water on yield, yield components and water productivity of lettuce (Red Salad Bowl) in greenhouse conditions, in 2017 in Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz. The experiment was conducted in a completely randomized design with factorial arrangement with three replications, with water of irrigation at three levels (I1:100%, I2:80% and I3:60%) and salinity of irrigation water at four levels (S1:0.5, S2:2 , S3:3.5 and S4:5 dSm-1). The results showed that, The effect of irrigation water on all of the studied parameters was significantly different than stem diameter at 5% probability level. Also, its effect on water productivity was not significant. The highest fresh weight was 148 g per plant, related to I1 . Irrigation water salinity effect was significant only on leaf area, plant length, stem length and water productivity at 5% level. The highest fresh weight was related to S4 , which was 127 g per plant. The interaction effect of irrigation and salinity stress was not significant on any of the parameters except stem length. The results showed that this cultivar has the ability to tolerate of salinity.
    Keywords: Water productivity, Salinity, Yield, Deficit irrigation
  • Zohreh Faraji *, Abbas Kaviani Pages 462-474
    Due to problems such as human error, financial problems, lack of access to all areas of interest and atmospheric problems in recorded meteorological data, need to access to remote sensing models mentioned problems to solve and give users high accurate data is undeniable. The Global Land Data Assimilation System (GLDAS) is an important data source for global water cycle research. Using ground-based measurements GLDAS-2 has two components: one forced entirely with the Princeton meteorological forcing data (GLDAS-2.0), and the other forced with a combination of model and observation based forcing datasets (GLDAS-2.1). In this research, GLDAS-2 model and two components of it have been studied. This paper aims at evaluating data, air temperature, soil temperature, rainfall, runoff and evaporation potential of two components of GLDAS-2 by data of synoptic stations and hydrometric observations were carried out. The results showed that in Qazvin station, air temperature and soil temperature, precipitation and evaporation potential of the model GLDAS with a coefficient of 0.9, 0.7 and 0.8 as well as total annual volume of runoff data of GLDAS model in Barajin stations and Bagh Kalaye station with a coefficient of determination 0.49 and 0.55 have a good correlation with the observed data. The results show that the current temperature data, runoff, evaporation potential and precipitation (except Avaj station) of GLDAS-2.0 model have more accurate than the GLDAS-2.1 model. Given that the accuracy of the model GLDAS in the mountainous region of Avaj is lower than other areas so it may be because it is the local climate and altitude (2034.9) more than other areas. Finally, due to the low accuracy of runoff data from the GLDAS model, using it in estimating the amount of flood runoff is not recommended.
    Keywords: Land surface model (GLDAS), Potential evaporation, Precipitation, Runoff, Temperature
  • Habibeh Abbasi, Leila Malekani * Pages 475-485
    Quantifying the impact of climate change and human activities on hydrological processes is of great importance for regional water-resource management. In this study, trend analysis and analysis of the short-term variations in annual streamflow in the Sajasrood Watershed (SW) during the period 1987–2012 were conducted using linear regression and the Pettitt test. The time series for streamflow in SW exhibits declining trends. The results show that its break point is 1998, so that the streamflow can be divided into the baseline period and the evaluation period. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was employed to simulate the hydrological processes. SWAT was first calibrated at monthly time step. The NSE, PBIAS, and RSR for the calibration period (1988-1992) were 0.7, 7.3, and 0.55, respectively. The NSE, PBIAS, and RSR for the validation period (1993-1995) were 0.65, -9.4, and 0.58, respectively. The results suggest that SWAT performance was good during calibration and validation periods. The results show that the contribution rates of climate change and human activities to runoff are 33% and 67% during 1999-2012. The proposed framework can help policy makers to regulate the policies accordingly so that the river may restore to a better level and ecosystem may get improved.ر
    Keywords: climate change, human activities, streamflow, Pettitt test, SWAT
  • Kami Kaboosi *, Akbar Nodehi, Mohammad Shamyati Pages 486-499
    In order to investigate the interaction of irrigation water salinity (four levels including 1.15, 4.0, 7.0 and 10.0 dS.m-1) and vermicompost organic fertilizer (two levels including zero and 10 Tons.ha-1) and cultivar (including Hyola 4815, 308 and 401 and RGS) on growth, yield and yield components of canola, an experiment was designed as factorial based on complete randomized blocks with three replications in Gorgan region. Significant difference between four cultivars in term of days to flowering was in order of RGS˃401˃308˃4815. The interaction of salinity, vermicompost and cultivar on the days to maturity was significant. However, the significant reduction of this trait was observed by vermicompost (2.2 days) and salinity (1.9 days). Application of vermicompost increased the number of secondary branches by 52.2% averagely; however, this increase was higher in Hyola 401 cultivar. Vermicompost resulted reducion in the 1000-seeds weight and silique length of the studied cultivars, except for the Hyola 4815 and Hyola 401 which increased significantly. There was observed increasing stem diameter, seeds per silique, silique per plant, seed yield (from 1358.5 to 2067.1 Kg.ha-1) and biological yield (from 3603.2 to 5318.3 Kg.ha-1) under the influence of vermicompost by 40, 23, 70, 52, and 48%, respectively. Among the studied cultivars, Hyola 308 and RGS cultivers had the highest and lowest seed yield, with 1855.4 and 1572.8 Kg.ha-1, respectively. The higher ability of Hyola 308 in production of seed number per silique and siliques number per plant and Hyola 401 in seed number per silique and 1000-seeds weight resulted in their seed yield was significantly higher than Hyola 4815 and RGS. The interaction of vermicompost and salinity showed that increased salinity in the absence of vermicompost resulted in a significant increase in 1000-seeds weight and insignificant reduction in seed yield and biological yield but in vermicompost application condition, these effects were reverse.
    Keywords: Hyola, Organic Fertilizer, RGS, Salinity Stress
  • Yazdan Khodarahmi *, Saeed Boroomand Nasab, Amir Soltani Mohammadi, Abdali Nasseri Abd Pages 500-511
    Resently, with regard to the excessive use of chemical fertilizers in agricultural land and the degradation of soil and the environment, the use of these fertilizers highlights the importance of using organic fertilizers and polymer materials such as hydrochloric and superabsorbent. The purpose of this study was to investigate the effect of different levels of modified hydrochar, cane sugar and superabsorbent type A200 as environmentally Compatible materials on some soil characteristics using a factorial design and a completely randomized block design with four replications for four Month was conducted at Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran. The levels of hydrchar and superabsorbent use included three levels of 0, 2 and 5 grams per kg of soil (0, 0.2 and 0.5 wt%). The results showed that two and five gram hydrochar per kg of soil increased 5.9% and 9.4%, respectively, total porosity, 9 and 17.9% moisture field capacity, 0.43% and 1.2% moisture content of wilting point , 9.8% and 18% organic carbon, 4% and 15% of absorbable phosphorus, 6% and 18% nitrogen, 5.5% and 16% of electrical conductivity, and 7.7% and 7.7% reduction of bulk density, 0% and 0.77% of the specific gravity, 0.39% and 1% of soil acidity compared to the control. The Level of two and five grams of super absorbent per kilogram of soil also increased 10 and 18.6 percent moisture content of filed capacity, 8 and 11 percent moisture content of wilting point, 0.52 and 0.92 percent, acidity, 4.26 and 13 The percentage of electrical conductivity was 2.7 and 9.9%, respectively, and total porosity decreased by 2 and 5.7%, respectively, and had no significant effect on the amount of organic carbon, absorbed phosphorus, nitrogen and specific mass of soil. In general, the results indicate that hydrochar treatment is superior to superabsorbent treatment on Improvement soil physical and chemical properties of soil with loam texture.
    Keywords: Organic Carbon, Superabsorbent type A200, Modified hydrochar, Physical, Chemical properties Soil
  • Ali Motevali *, Saleh Yasour, Milad Teymori Omran, Seyyed Reza Mousavi Seyedi Pages 512-527
    The agricultural sector is the largest consumer of water in the world and the role of this vital matter in creating or not creating environmental hazards is undeniable. In this study, environmental indicators of water footprint (potential of damage to human health, ecosystem quality, resources and depletion of water resources) and resource depletion (fossil, phosphate, potash and water resources) involved in paddy rice production were evaluated using the LCA method under three different cropping scenarios including rice-ratoon cultivation (RR), rice- secondary rice cultivation (RS) and rice- canola cultivation (RC) and two cultivation systems consisting mechanized and conventional practices. The results of environmental indicators of water use showed that the highest damage to human health, ecosystem quality and resources was obtained by Pfister et al. 0.001052 (DALY), 1630.853 (PDF * m2yr) and 10262.54 (MJ urplus), the index of fresh water degradation in the Berger et al method was 1382.122 (m3), and in Boulay et al method the damage to human health by distribution and margin of 0.176743 and 0.65772 (DALY) in the second scenario - second culture (Conventional system). Also the highest values of depletion of fossil resource value was 3.061 in second scenario- second cultivation (mechanized cultivation) and depletion of potassium and water resources were 0.04 and 0.31 in second scenario- second cultivation (conventional cultivation) and depletion of phosphate resource value was 0.6 in first and second scenario- first cultivation (conventional cultivation). Based on the results, the minimum and maximum resource depletion occurred under the RS and RR scenarios. The overall results indicated that rice cropping under the second scenario- second cultivation and in the third scenario (after canola harvesting) have destructive environmental effects from the point of view of water footprint and depletion of resources.
    Keywords: Environmental parameters, Water footprint, Depletion of resources, Rice cultivation
  • Ali Ghadami Firouzabadi *, Javad Baghani Pages 528-539
    The recent drought and the decrease in the ground and surface water resources of the country have raised a change in the surface irrigation methods to new irrigation methods as a useful strategy, in order to increase the water productivity in the present situation. Therefore, this research was carried out with 4 planting patterns and two Drip irrigation tape intervals (60 and 75 cm) in field scale (length 75 meters) and furrow irrigation treatment (control treatment) at Ekbatan station of Hamedan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center in 2016-2017 and 2017-2018. The irrigation water requirements was calculated based on the average 10-year weather data of the Hamedan Airport Station using the Penman-Mantis formula. Irrigation intervals were considered as 6 and 12 days for drip and surface irrigation method respectively. The two-year average volume of water used in two irrigation systems, drip and furrow irrigation method was 4026 and 6028 (m3.ha-1), respectively. The Average of water productivity in drip irrigation treatments 1.73 kg.m-3 was calculated. The results showed that drip strip irrigation reduced 33 percent in water consumption and increased 73 percent in water productivity compared to furrow irrigation. Maximum and minimum two-year mean grain yield and water productivity were related to two T1 treatments (four rows of 15 cm spacing on both sides of the strip, with strips of 75 cm spacing) and furrow irrigation of 7443 and 5996 kg.ha-1 and 1.89 and 1 kg. m-3 respectively, which had a statistically significant difference p≤0.01. Therefore, According to critical water conditions in the country and if using drip irrigation (tape) in wheat crop, the distance between the strip of 75 cm and the four rows with a distance of 15 cm from each other around each strip that has the highest yield and water productivity, is recommended.
    Keywords: Water consumed, penman Monteith, Irrigation water requirements
  • Mohammad Ali Asaadi, Hamed Najafi Alamdarlo * Pages 540-551
    The purpose of this study was to investigate the effects of different policies (water price increase, quotation and combination of these two policies) on economic, social and environmental criteria in cope with agricultural sustainability in Qorveh plain. Each of these policies was used at three levels of 10, 20 and 30 percent. A PMP model is used to simulate the effects of these scenarios. Then, the AHP method was used to calculating the weight of the indexes and sub-indicators, and in the final stage, using the TOPSIS approach, the scenarios were ranked and the best scenario was selected. The results of the study showed that all scenarios will reduce the total cropping area, gross profit and water consumption. Also, water pricing policy is not effective and only increased the farmers' costs, but the quotation and the combined polices are recommended as effective policies. Also, the environmental index was introduced as the most important decision indicator. Therefore, S7 scenario (10% in water price increase a with 10% water quotation) was identified as the best scenario to obtaining the sustainable goals in agriculture sector.ر
    Keywords: Water pricing Policy, Water quotas, PMP, Analytic hierarchy process
  • Uones Mazllom Aliabadi, Ali Reza Vaezi *, Jafar Nikbakht Pages 552-564
    Negative effects of sever climate conditions can be controlled by suitable soil management. Toward, this study was conducted to determine the role of wheat straw mulch in wheat yield in rainfed land in semi-arid region under different climate conditions. Four wheat straw mulches consist of 0, 33, 66, 100 % of surface cover (About 0, 2, 4 and 6 ton per hectar) were applied in crop plots with a dimension of 2m×5m during two growth year from 2016 to 2018. Climatic condition was assumed by Standardized Precipitation Index (SPI) and Reconnaissance Drought Index (RDI) for the wheat growth period and hydrological year both during a 2-year study period and long period from 1956 to 2016. Significant increases were observed with straw mulch applied in two study growth years (P≤0.001). Wheat grain yields increased about 3.5 and 2 times in 100 % straw mulch level applied (equivalent with 6 tha-1) as compared with counter treatment (0 %) in the first and second year, respectively. This result revealed that the application of straw mulch is a sustainable strategy to decline water deficit especially during extremely dry years in rainfed lands.
    Keywords: Evapotranspiration, Wheat straw, Soil moisture, crop Yield