فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال پنجاهم شماره 4 (شهریور 1398)
  • سال پنجاهم شماره 4 (شهریور 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مهدی مظاهری*، الهام کرمی صفحات 763-776
    پارامترهای مختلفی وجود دارد که برای تعیین ضریب پراکندگی در رودخانه ها مهم است، به عنوان مثال پارامترهای هیدرودینامیکی و هندسه رودخانه. بنابراین تعیین دقیق این ضریب کار دشواری است. فرمول های تجربی مختلفی برای تخمین ضریب پراکندگی در رودخانه ها وجود دارد. این فرمول ها عمدتا در دامنه شرایطی که اعتبار آن ها اعلام شده است، دقیق هستند. دانستن شرایطی که تحت آن ضریب پراکندگی در رودخانه ها تاثیر زیادی دارد، بسیار حائز اهمیت است. بنابراین در این شرایط باید آن را با دقت بیش تری تعیین کرد. هدف اصلی از این مطالعه ارائه یک روش جدید برای تعیین موقعیت هایی است که در آن، ضریب پراکندگی تاثیر معنی داری بر حمل و نقل مواد آلاینده دارد. روش پیشنهادی مبتنی بر روش شبیه سازی مونت کارلو است. این روش با استفاده از چندین مورد فرضی و همچنین یک مورد واقعی، صحت سنجی و اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می دهد که الگوی زمانی منبع آلودگی، عامل اصلی در تاثیر ضریب پراکندگی در حمل و نقل مواد آلاینده است. یافته اصلی تحقیق این است که گاهی اوقات می توان ضریب پراکندگی را با خطاهای بزرگ در نظر گرفت و هیچ تغییر مهمی در نتایج شبیه سازی حمل و نقل مواد آلاینده رخ ندهد.
    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، آنالیز عدم قطعیت، معادله جابه جایی-پراکندگی
  • اصغر عزیزیان*، هادی رمضانی صفحات 777-791
    تخمین صحیح بارش  در شبیه سازی سیلاب، پایش خشکسالی و مدیریت منابع آب امری ضروری و مهم بشمار می آید. در حال حاضر بخش های عمده ای از جهان، فاقد ایستگاه های اندازه گیری بارش زمینی هستند و حتی در صورت وجود از نظر زمانی و مکانی دارای پوشش مناسبی نیستند و همین مساله مطالعات منابع آب را با چالشی اساسی روبرو می نماید. یکی از مهم ترین منابع بارشی موجود، پایگاه های بارشی مدل مبنا می باشد که با تلفیق فن آوری های ماهواره ای، مدلهای سطح زمین (LSMs) و مدل های عمومی گردش جو (GCMs) داده های شبکه بندی شده با توان تفکیک مکانی و زمانی بالا را برای تمامی نقاط دنیا ارائه می نماید. این گزینه می تواند کمبود اطلاعات ایستگاه های زمینی را به ویژه در مناطقی که از این حیث با کمبود مواجه هستند تا حدود زیادی برطرف سازد. در پژوهش حاضر به ارزیابی عملکرد یکی از مهم ترین پایگاه های بارشی  مدل مبنا به نام پایگاه ECMWF در گام های زمانی روزانه و ماهانه در سطح حوضه آبریز سفیدرود (در بازه زمانی 2000 تا 2008) پرداخته شده است. همچنین برای ارزیابی هرچه بهتر پایگاه مذکور از داده های بارش مبتنی بر سنجش از دور TRMM نیز استفاده گردید. نتایج حاصل از ارزیابی عملکرد پایگاه بارش ECMWF در سطح این حوضه در دو مقیاس زمانی روزانه و ماهانه حاکی از آن است که این منبع دارای همبستگی بالایی با ایستگاه های زمینی به ویژه در بخش های جنوبی، مرکزی و غربی حوضه است. به عنوان مثال در هر دو گام زمانی روزانه و ماهانه، همبستگی بین متوسط داده های بارشی این منبع با داده های بارش زمینی به ترتیب در حدود 0/83 و 0/94 برآورد گردید در حالیکه در صورت استفاده از پایگاه TRMM مقادیر مذکور به ترتیب معادل 32/0 و 57/0 بدست آمد. برخلاف پایگاه های بارشی بازتحلیل شده، یکی از نقاط ضعف پایگاه های بارشی همچون TRMM، تخمین ضخامت ابر و میزان آب قابل بارش توسط آن، تنها بر اساس تکنیک های مبتنی بر سنجش از دور می باشد. همچنین از نظر آماره های طبقه بندی، پایگاه بارش ECMWF در هر دو گام زمانی روزانه و ماهانه با دارا بودن مقادیر کم شاخص FAR (گزارش های اشتباه)، مقادیر بالای شاخص Accuracy (صحت پیش بینی های درست) و نیز مقدار بالا در تشخیص روزهای بارانی (POD) دارای عملکرد بسیار مناسبی می باشد. از آنجائی که حوضه آبریز سفیدرود با توجه به وسعت زیاد دارای تنوع اقلیمی، توپوگرافیکی و پوشش گیاهی متفاوتی است، نتایج بدست آمده در آن می تواند راهنمای مناسبی برای استفاده در حوضه های مشابه مدنظر قرار گیرد. لذا در حوضه های فاقد آمار که امکان دسترسی به داده های زمینی برای ارزیابی عملکرد پایگاه های بارش مختلف میسر نمی باشد، استفاده از این منبع بارشی ارزشمند می تواند سودمند باشد.
    کلیدواژگان: داده های باز تحلیل شده، ECMWF، تخمین بارش، سنجش از دور، حوضه آبریز سفیدرود
  • سعیده مرزوان، محمد حسین محمدی*، فرید شکاری صفحات 793-806
    در این تحقیق اثر پتانسیل ماتریک و اسمزی برابر به طور جداگانه و هم زمان، بر روی تغییرات جذب آب و عملکرد گیاه ذرت مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور نوع پتانسیل (اسمزی، ماتریک و توام) و سطوح پتانسیلی (0/46-، 12/1-، 1/19- و 3/63- بار) در 4 تکرار به صورت کشت گلخانه ای انجام شد. کاهش سطوح پتانسیل از 0/46- تا 3/63- بار سبب کاهش 36/6درصدی جذب آب در تیمار پتانسیل اسمزی گردید. کاهش سطوح پتانسیلی به ترتیب سبب کاهش 40 و 6/36 درصدی جرم خشک ریشه در تیمار پتانسیل اسمزی و توام و افزایش 26 درصدی در تیمار پتانسیل ماتریک شد. در بین تیمارها و سطوح پتانسیلی مورد بررسی بیشترین راندمان مصرف آب با مقدار 1/12 گرم بر لیتر در سطح 12/1- بار تیمار توام مشاهده گردید. نتایج نشان داد که تحت سطوح یکسان پتانسیل اسمزی و ماتریک، تنش شوری با کاهش بیشتر جذب آب صدمه بیشتری بر رشد گیاه وارد می کند. این در حالی است که در تیمار توام در سطوح بالای پتانسیلی (0/46- تا 1/12- بار) استفاده از سیستم آبیاری بخشی با بهبود نسبی وضعیت رشد ریشه (در بخش پتانسیل اسمزی)، سبب افزایش راندمان مصرف آب خواهد شد. با کاهش سطح پتانسیل در سطح 63/3- بار در تیمار توام با وجود مکش برابر در دو سمت ریشه، گیاه آب کمتری را نسبت به زمانی که کل دو نیمه ریشه تحت شوری معادل این سطح پتانسیل قرار می گیرد، دریافت می کند. حداقل برای شوری های کم، مقادیر پتانسیل اسمزی و ماتریک قابل جمع نیستند و یا به عبارت دیگر مجموع آن ها نمی تواند مبین شرایط واقعی حاکم بر محیط ریشه باشد. نتایج چنین مطالعاتی می تواند در مدیریت دقیق کمیت و کیفیت آب آبیاری تحت تنش همزمان شوری و خشکی در مناطق خشک و نیمه خشک مورد استفاده قرار بگیرد.
    کلیدواژگان: تقسیم ریشه، تنش شوری، تنش خشکی، جذب آب، سیستم آبیاری بخشی ریشه
  • میثم عابدین پور*، ابراهیم روحانی صفحات 807-817
    به منظور بررسی تاثیر میدان مغناطیسی و سطوح مختلف شوری آب آبیاری بر عملکرد و کارآیی مصرف آب زیره سبز، آزمایشی بصورت فاکتوریل در قالب بلوک های کاملا تصادفی و با سه تکرار در سال زراعی95-1394در مرکز آموزش عالی کاشمر انجام شد. در این آزمایش تیمار اصلی سطوح مختلف شوری آب شامل: (S1) 0/5 دسی زیمنس بر متر به عنوان شاهد،(S2)  6 دسی زیمنس بر متر، (S3) 8 دسی زیمنس بر متر و (S4) 10 دسی زیمنس بر متر و تیمار فرعی میدان مغناطیسی (M1) و بدون مغناطیس (M2) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که آبیاری با آب مغناطیس باعث افزایش عملکرد زیره در مقایسه با تیمارهای بدون استفاده از آب مغناطیسی شد، به طوری که حداکثر عملکرد دانه زیره سبز در تیمار (S1M1) به میزان 1085 کیلوگرم در هکتار و حداقل عملکرد در تیمار (S4M2) به میزان 530 کیلوگرم حاصل گردید. همچنین حداقل مقدار عملکرد بیولوژیک در تیمار  (S4M2)به میزان 1295 و حداکثر آن در تیمار (S1M1) به میزان 2215 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. میزان کاهش عملکرد در شوری های آب آبیاری 6، 8 و 10 دسی زیمنس بر متر و در شرایط آب مغناطیس به ترتیب 7/8، 14/7و 32 درصد و در شرایط آب غیر مغناطیس به ترتیب 6، 15/7و 44/5درصد نسبت به شاهد حاصل گردید. به علاوه،  متوسط مقدار کارآیی مصرف آب تیمارهای  آب شور 0/5، 6، 8 و 10 دسی زیمنس بر متر و مغناطیس شده به ترتیب 8/8، 6/5، 10/3و 17/4درصد بیشتر از تیمارهای شور مشابه ولی غیر مغناطیس شده بود. بنابراین آب مغناطیس شده می تواند باعث افزایش عملکرد زیره سبز در شرایط استفاده از آب شور به عنوان منبع آب آبیاری گردد.
    کلیدواژگان: تنش شوری، زیره سبز، کاشمر، میدان مغناطیسی
  • بیژن آزاد*، سید فخرالدین افضلی صفحات 819-835
    خاک مراتع ذخیره‏گاه مهم جهانی کربن بوده و هرگونه تغییر در این ذخیره‏گاه تاثیر زیادی بر انتشار دی‏اکسیدکربن به اتمسفر و گرمایش جهانی دارد. ظرفیت این ذخیره ‏گاه به وسیله روابط متقابل پیچیده‏ بین عوامل متنوعی مانند اقلیم، خصوصیات خاک، نوع  پوشش گیاهی و اقدامات مدیریتی کنترل می‏شود. مدل‏ های کربن برای فهمیدن اثر این فاکتورها بر کربن خاک در بلندمدت نقش مهمی دارند. مدل‏های کربن باید به طور صحیح در منطقه اعتبارسنجی شده، سپس می‏توانند برای شبیه ‏سازی و پیش ‏بینی کربن خاک استفاده شوند. هدف اصلی این مطالعه ارزیابی کارایی مدل‏های RothC و Century برای مراتع نیمه‏ خشک باجگاه استان فارس به عنوان پراستفاده ‏ترین مدل‏ها در مطالعات کربن خاک بود. ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین مطلق خطا (MAE)، تفاوت میانگین (MD)، ضریب تبیین (R2)، r (ضریب همبستگی) و آزمون t_student بین مقادیر شبیه ‏سازی شده و اندازه ‏گیری شده برای ارزیابی کارایی مدل‏ های RothC و Century استفاده شد. نتایج نشان داد هرچند مدل Century کربن آلی خاک را به مقدار ناچیزی کمتر از مدل RothC شبیه‏ سازی نموده اما بر مبنای آنالیزهای آماری هر دو مدل نتایج رضایت بخشی ارائه دادند و مقادیر شبیه‏ سازی شده به خوبی با مقایر اندازه‏ گیری شده هم خوانی داشتند. همچنین نتایج شبیه‏ سازی‏ ها به وسیله مدل‏های Century و RothC نشان داد در طی سال‏ های 1366 هجری شمسی (1987 میلادی) تا 1429 هجری شمسی (2050 میلادی) ذخایر کربن خاک به ترتیب به میزان 7/92 و 12/92درصد افزایش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: ترسیب کربن خاک، گرمایش‏ جهانی، مدل کربن، مراتع نیمه‏ خشک، ذخیره ‏گاه کربن خاک
  • رسول میرخانی، فاطمه مسکینی * صفحات 836-846
    برآورد بسیاری از شاخص های کیفیت فیزیکی خاک مستلزم تعیین رطوبت خاک در نقطه ظرفیت مزرعه ای (FC) است. لذا هدف این پژوهش، ارزیابی اثر مکش های مختلف معادل رطوبت ظرفیت مزرعه ای بر مقدار شاخص های مختلف کیفیت فیزیکی خاک و سپس ارزیابی کیفیت فیزیکی خاک های مورد مطالعه برمبنای شاخص های محاسبه شده بود. در این پژوهش از 35 نمونه خاک از اراضی کشاورزی استان البرز استفاده و شاخص های S دکستر، ظرفیت هوا، آب قابل استفاده گیاه و ظرفیت مزرعه ای نسبی محاسبه گردید. نتایج نشان داد که براساس شاخص S دکستر، تنها 20 درصد از نمونه های خاک در گروه کیفیت فیزیکی ضعیف (0/035 > S) قرار گرفتند و سایر نمونه های خاک از کیفیت فیزیکی خوب یا بهتری برخوردار بودند (80 درصد). درحالی که نتایج سایر شاخص ها نشان داد که با فرض رطوبت FC در مکش های 100، 330 سانتی متر و مکش محاسبه شده براساس مفهوم شدت زهکشی ناچیز، به ترتیب 12، 44 و 70 درصد از نمونه های خاک از لحاظ تهویه، قابلیت دسترسی آب خاک و فعالیت میکروبی، کیفیت فیزیکی مناسبی داشتند. بین میانگین رطوبت FC در مکش معادل 330 سانتی متر و روش پیشنهادی براساس شدت زهکشی ناچیز اختلاف معنی داری مشاهده نشد. بنابراین، می توان از شاخص های کیفیت فیزیکی خاک بر مبنای رطوبت FC در مکش 330 سانتی متر برای ارزیابی کیفیت فیزیکی در خاک های مورد مطالعه استفاده نمود. نتایج نشان داد که علی رغم توانایی خوب شاخص S دکستر، استفاده از سایر شاخص های کیفیت فیزیکی خاک موجب ارزیابی جامع تری از محدودیت های فیزیکی خاک بر رشد گیاه می گردد اما تعیین شاخص های کیفیت فیزیکی خاک مستلزم برآورد صحیحی از مقدار رطوبت ظرفیت مزرعه ای خاک می باشد.
    کلیدواژگان: آب قابل استفاده گیاه، شاخص S دکستر، شاخص ظرفیت مزرعه ای نسبی، شاخص ظرفیت هوا
  • مسعود داوری*، زیبا ذالوایی، محمد علی محمودی صفحات 847-862
    منحنی مشخصه رطوبتی خاک (SMCC) یکی از مهم ترین ویژگی های هیدرولیکی خاک در مدل سازی جریان آب و املاح در ناحیه غیر اشباع بوده که اندازه گیری مستقیم آن دشوار، زمان بر و پرهزینه است. بنابراین هدف از این پژوهش، ارزیابی عملکرد برخی از مدل های فرکتالی تخمین SMCC همچون Tyler and Wheatcraft (1990)، Rieu and Sposito (1991)، Perfect (1999) وBird et al. (2000) و مقایسه آن با برخی از مدل های تجربی همچون Brooks and Corey (1964)، Campbell (1974) و van Genuchten (1980) می باشد. بدین منظور، 54 نمونه خاک از اراضی زراعی واقع در دشت قروه-دهگلان به صورت تصادفی جمع آوری شده و برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن ها در آزمایشگاه تعیین گردید. سپس این مدل های فرکتالی و تجربی تخمین SMCC، به روش حداقل مربعات خطا و با استفاده از جعبه ابزار Solver در نرم افزار EXCEL، بر داده های اندازه گیری شده پتانسیل ماتریک و رطوبت حجمی برازش داده شدند. برای ارزیابی کارایی این مدل ها از آماره های ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و معیار آکائیک (AIC) استفاده شد. نتایج نشان داد همه ی مدل های مورد مطالعه در تخمین SMCC دارای عملکردی مطلوب می باشند (دارای R2 ی بین 0/75 تا 0/99). با توجه به مقادیر R2 بیشتر و RMSE و آماره AIC کمتر، به ترتیب مدل های Bird et al. (2000) و  van Genuchten (1980) به عنوان مناسب ترین مدل ها در تخمین منحنی مشخصه رطوبتی خاک های منطقه مورد مطالعه پیشنهاد شدند. نتایج همچنین نشان داد مدل Rieu and Sposito (1991) در برآورد SMCC دارای ضعیف ترین عملکرد می باشد. هر چند باید در نظر داشت که میانگین R2 و RMSE آن نیز به ترتیب بیشتر از 75/0 و کمتر از cm3/cm3 0/071 است.
    کلیدواژگان: دشت قروه -دهگلان، کیفیت برازش، مدل فرکتالی، منحنی مشخصه رطوبتی خاک
  • شهرام امیدواری*، صمد عبدی، منوچهر کلهر صفحات 863-872
    به منظور بررسی اثر سطوح مختلف آب و کود بر کارایی مصرف آب، عملکرد و درصد پروتئین دانه گندم، آزمایشی به مدت دو سال زراعی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی بروجرد اجرا شد. آزمایش با استفاده از طرح کرت‎های دوبار خرد شده در 3 تکرار انجام شد. پلات اصلی شامل سطوح آب مصرفی (6000 I2= و 5000 I1= و 4000 I0= متر مکعب  در هکتار) و  پلات فرعی سطوح کودی شامل F1=NPK+ME، ME 3/1 +F2=NPK و ME 7/0 +  F3=NPK ، منظور از «ME » مصرف عناصر کم مصرف شامل آهن ، روی ، منگنز ، مس و بور و پلات های فرعی-فرعی شامل ارقام مرودشت، M -75-7 و M -75-10 بودند. میانگین دو ساله تیمارهای مورد بررسی نشان داد که بالاترین عملکرد دانه از مصرف سطح کودی F1 و سطح آبی I1 (5000 مترمکعب آب) برای رقم M-75-10 به دست آمد. بیشترین کارایی مصرف آب از کاربرد تیمار کودی F2 و سطح آب مصرفی I0 مربوط به رقم مرودشت بوده و بیشترین پروتئین دانه از کاربرد سطح آبی I0 و سطح کودی F0 برای رقم M -75-7  به دست آمد.
    کلیدواژگان: کارایی مصرف آب، لرستان، درصد پروتئین
  • افشین خورسند*، وحید رضاوردی نژاد، حسین عسگرزاده، ابوالفضل مجنونی، امیر رحیمی، سینا بشارت، علی اشرف صدرالدینی صفحات 873-884
    دماسنج مادون قرمز از ابزارهای مناسب جهت تعیین زمان آبیاری است که می توان از آن در مزارع یا باغ هایی با بافت خاک مختلف استفاده نمود. به منظور برنامه ریزی آبیاری ذرت دانه ای (SC704) در شرایط اقلیمی منطقه ارومیه با استفاده از اختلاف دمای پوشش سبز گیاه و هوا تحقیقی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه تحت آبیاری قطره ای در فصل زراعی 1396 صورت گرفت. در این تحقیق اثر تیمارهای مختلف آب آبیاری مورد بررسی قرار گرفت. طرح آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه سطح آبیاری I1، I2 و I3 به ترتیب 50، 75 و 100 درصد نیاز آبی در سه تکرار اجرا گردید. بر اساس نتایج، مقادیر متوسط شاخص تنش آبی گیاه (CWSI) طی دوره رشد ذرت برای تیمارهای I1، I2 و I3 به ترتیب برابر 0/53، 0/44 و 0/28 محاسبه شد. نتایج نشان داد که با کاهش نیاز آبی، شاخص CWSI افزایش می یابد. حد آستانه شاخص تنش آبی (0/28) تیمار I3 که بدون تنش بود اساس برنامه ریزی آبیاری قرار گرفت. سپس روابطی برای تعیین زمان آبیاری ذرت دانه ای با استفاده از شاخص CWSI در اقلیم ارومیه برای ماه های تیر، مرداد و شهریور به ترتیب به صورت ،  و  ارائه گردید.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی آبیاری، دمای پوشش سبز، دمای هوا، کم آبیاری، مادون قرمز
  • رسول دانش فراز*، مهدی ماجدی، رضا میرزایی صفحات 885-896
    از حوضچه های واگرا اغلب در پایین دست سازه هایی چون سرریز ها، دریچه ها و تندآب ها برای افزایش استهلاک انرژی در پرش هیدرولیکی استفاده می شود. افزایش طول پرش، کاهش نسبت اعماق مزدوج پرش و نامتقارنی جریان ازجمله ویژگی های پرش در حوضچه های با بازشدگی ناگهانی می باشد. زبری بستر کانال یکی از روش هایی است که می تواند عمق ثانویه و طول پرش را کاهش دهد. از این رو در این مطالعه تاثیر بستر شنی با قطر متوسط 1/9 سانتی متر بر مشخصات پرش گسسته مورد بررسی قرار گرفت. تمامی آزمایش ها به ترتیب در نسبت‎های بازشدگی مقطع 0/67، 0/5 و 0/33 و کانال منشوری، محدوده ی عدد فرود 4 تا 12 انجام شد. نتایج نشان داد که حوضچه های آرامش واگرای ناگهانی با بستر زبر در تمامی نسبت های بازشدگی، عمق مزدوج پرش را در مقایسه با واگرای با بستر صاف به صورت متوسط 12 تا 16 درصد کاهش می دهد. همچنین متوسط کاهش طول پرش برای تمامی نسبت های بازشدگی در حوضچه واگرای با بستر زبر، به صورت میانگین 20 درصد بدست آمد.
    کلیدواژگان: بازشدگی ناگهانی، بستر زبر، پرش هیدرولیکی، استهلاک انرژی، نسبت اعماق
  • امید رجا*، مسعود پارسی نژاد، تیمور سهرابی، خالد احمدآلی صفحات 897-909
    در اکثر کشورها بخش کشاورزی عمده ترین مصرف کننده منابع آب (سطحی و زیرزمینی) است. روند بهره برداری از منابع آب در جهت تبیین پایداری و تداوم بهره برداری در هر منطقه بالاخص در مناطق خشک و نیمه خشک که با کمبود و رقابت شدید استفاده از منابع آب در بخش های مختلف مواجه است ضروری است. این مطالعه با هدف بررسی وضعیت منابع آب در محدوده مرودشت-خرامه (تحت پوشش دو شبکه آبیاری مدرن درودزن و سنتی کربال) واقع در استان فارس در دوره آماری 95-1385 بر اساس شاخص‏های تحلیل پایداری متناسب با حجم آب تخصیص یافته در مقایسه با میزان برداشت مازاد از منابع آب زیرزمینی و همچنین ارتباط بین بارش و میزان متغیر‏ نوسانات سطح ایستابی صورت گرفته است. برای این منظور با استفاده از آمار هواشناسی ایستگاه های درودزن و تخت جمشید و نیز ایستگاه های هیدرومتری خیرآباد، پل خان و ضرغام آباد و اطلاعات شبکه های آبیاری مذکور، منابع آب قابل دسترس سطحی و زیرزمینی برآورد گردید و با توجه به متوسط افت سطح ایستابی، تغییرات حجم آبخوان ها، میزان برداشت مازاد آب در دو محدوده تحت پوشش شبکه های آبیاری درودزن و کربال محاسبه شد. مقدار ضریب رواناب در دشت، ارتفاعات و کل محدوده به ترتیب 6/9، 14/1و 9/9 درصد محاسبه شد. متوسط میزان برداشت مازاد در محدوده تحت پوشش دو شبکه مدرن درودزن و کربال 96/33و 16/2میلیون مترمکعب در سال است که این مقدار با توجه به میزان منابع آب قابل دسترس به ترتیب معادل 8/2% و 5/2% است. میانگین شاخص بارش-تبخیر-تعرق استانداردشده SPEI 12 ماهه برای ایستگاه های درودزن و تخت جمشید به ترتیب 0/33- و 0/43- محاسبه شد و نشان دهنده ی این واقعیت است که در بازه ی زمانی مورد نظر، منطقه تحت تاثیر خشکسالی خفیف بوده است و این با روند افت سطح ایستابی در محدوده مطابقت خوبی دارد. نتیجه حاصل از رگرسیون خطی بین متغیر مستقل بارش و متغیر وابسته متوسط تغییرات سطح ایستابی نشان دهنده وجود یک رابطه خطی افزایشی معنی دار () با  برابر 59/0 و RMSE برابر 99/0 بود. این نتیجه برای متغیر مستقل مقدار بارش با متغیر وابسته حجم آب تخصیص داده شده، نشان دهنده یک رابطه خطی افزایشی ()، با  برابر 0/29 و RMSE برابر 245/6 بود. شاخص های تحلیل پایداری منابع آب از قبیل فالکن مارک (FI)، سازمان ملل (UN) و شاخص تنش آبی (WSI) برای منطقه محاسبه گردید. مقادیر شاخص های تحلیل پایداری منابع آب از قبیل فالکن مارک (FI)، سازمان ملل (UN) و شاخص تنش آبی (WSI) به ترتیب 1983 مترمکعب به ازای هر نفر، 210 درصد و 93/2 محاسبه گردید. با مقایسه مقادیر این شاخص ها ملاحظه می شود که بر اساس شاخص FI، منطقه در محدوده نزدیک به تنش قرار دارد. شاخص های UN و WSI نشان دهنده ی این واقعیت است که محدوده مورد مطالعه در کلاس بحران شدید و بهره برداری بیش از حد از منابع آب قرار دارد و الگوی بهره برداری از منابع آب باید در جهت حذف برداشت مازاد و پایداری منابع آب مدیریت شود.
    کلیدواژگان: رواناب، افت سطح ایستابی، درصد برداشت مازاد، آب قابل دسترس، پایداری منابع آب
  • مریم محمدی، کورش قادری*، محمد مهدی احمدی صفحات 911-920
    با توجه به محدودیت کمی منابع آب قابل استفاده، گام اول در مدیریت این منابع حفظ کیفیت آن ها می باشد. حفظ کیفیت منابع آب نیاز به فهم صحیح رفتار کیفی منبع آبی مورد نظر و مدل سازی صحیح آن دارد. مدل QUAL2Kw ازجمله مدل های عددی است که قابلیت مدل سازی مسائل کیفی آب را دارد. با این وجود این مدل قبل از کالیبره شدن و اعتبارسنجی برای یک رودخانه معین قابل استفاده نیست. در این تحقیق کالیبراسیون مدل QUAL2Kw با استفاده از الگوریتم چرخه آب (WCA) انجام شد. برای این منظور داده های کیفی رودخانه یامونا در هند، از جمله متغیرهای کیفی CBODs، CBODf، ON، NH4 و NO3مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج کالیبراسیون حاصل از دو الگوریتم GA و WCA مقایسه شدند. مقدار R2 برای همه متغیرها به طور متوسط 0/97 بود. دامنه تغییرات RMSE برای WCA و GA به ترتیب برابر 0/32 تا 4/2 و 0/4 تا 8/2 است. به طور کلی می توان نتیجه گرفت الگوریتم WCA نسبت به GA در کالیبراسیون مدل QUAL2Kw از عملکرد و دقت مطلوب تری برخوردار است و می توان از آن برای کالیبراسیون مدل استفاده کرد.
    کلیدواژگان: کیفیت آب های سطحی، کالیبراسیون، مدل QUAL2Kw، الگوریتم WCA
  • امیر فتوت، اکرم حلاج نیا، الهام محبی* صفحات 921-933
    آلودگی خاک از معضلات مهم جوامع امروزی بوده که یکی از آلاینده های جدی در این زمینه نیکل می باشد. گیاه پالایی از جمله روش های پیشنهادی است که با انباشت آلاینده در گیاهان، خروج آن ها را از خاک های آلوده امکان پذیر می سازد. در مورد آلاینده های فلزات سنگین استفاده از عوامل کلات کننده در خاک می تواند کارآیی این روش را افزایش دهد. هدف این مطالعه بررسی گیاه پالایی نیکل از خاک به وسیله گیاه ذرت و آفتابگردان در حضور دو سطح اسید سیتریک (CA) (5 و 10 میلی مول بر کیلو گرم خاک)، دو سطح نیتریلو تری استیک اسید (NTA) (2/5 و 5 میلی مول بر کیلوگرم خاک) و دو سطح آنیون پلی اکریل آمید (APAM) (0/07 و 0/14/0 گرم بر کیلو گرم خاک) و تیمار شاهد بدون اعمال کلات، می باشد. این آزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در خاک آلوده شده به نیکل (200 میلی گرم بر کیلو گرم خاک از منبع نیترات نیکل) در شرایط گلخانه انجام گرفت. نتایج نشان داد که موثرترین کلات در افزایش عملکرد ذرت (ارتفاع، وزن تر، وزن خشک اندام هوایی و وزن خشک ریشه) تیمار NTA با غلظت 5 میلی مول بر کیلوگرم خاک بوده و بیشترین میزان افزایش عملکرد آفتابگردان نسبت به تیمار شاهد با اعمال کلات CA به دست آمد. NTA در غلظت زیاد بیشترین تاثیر را در افزایش فراهمی نیکل، جذب نیکل در اندام هوایی و جذب کل در هردو گیاه نسبت به دو تیمار CA و APAM داشت. بنابراین استفاده از گیاه ذرت و کاربرد NTA در غلظت زیاد توانست باعث تجمع بیشتر نیکل، افزایش فاکتور انتقال و پالایش در گیاه شود.
    کلیدواژگان: گیاه پالایی، فلزات سنگین، کلات، فاکتور انتقال، فاکتور پالایش
  • سعید سنائی، مهدی شرفا*، عبدالمجید لیاقت، محسن فرح بخش، فرهاد دهقانی صفحات 935-949
    اختلال در بیلان چرخه نیتروژن بر روند کلی توسعه پایدار تاثیر منفی داشته و استفاده از مواد اصلاحی برای کاهش این ‏مخاطرات ضروری می‏باشد. به منظور بررسی اثر چند ماده اصلاحی و شوری آب آبیاری بر بیلان جرمی نیترات، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل سه سطح ماده اصلاحی (صفر، 5/7 گرم بقایای پسته در کیلوگرم خاک و 7/5 گرم بیوچار در کیلوگرم خاک) و چهار سطح شوری آب آبیاری 0/5(آب شهر)، 5/5، 8 و 10/5دسی زیمنس بر متر بود. به تمام ستون ها دو نهال پسته منتقل و سپس در سه مرحله و در هر مرحله 25 میلی گرم بر کیلوگرم نیتروژن از منبع نیترات پتاسیم به آن ها اضافه شد. پس از اضافه کردن نیتروژن، در زمان‏های مختلف، اندازه گیری نیترات صورت گرفت. نتایج نشان داد که بقایای خام پسته و بیوچار آن، خروج نیترات از خاک را به ترتیب 9 و 52 درصد نسبت به شاهد افزایش دادند. غلظت نیترات با خروج حدود 60 درصد زهاب (حدود 7 ساعت بعد)، به کمترین مقدار رسیده، سپس تا خروج کامل ثابت باقی ما ند.
    کلیدواژگان: آبشویی نیترات، ستون کادمیم، فرآیند گرماکافت، نیترات خاک
  • حسین سلطانی، نازیلا کاردان*، حسین اسحقی، محمدرضا امامی صفحات 951-963
    خاک های ریزدانه با درصد بالای کانی های رسی به علت نفوذ پذیری پایین در پوشش مدفن های بهداشتی و هسته سدهای خاکی استفاده می شوند. یکی از عوامل مهم موثر بر رفتار این خاک ها، شیمی آب منفذی است، به طوری که تغییر در غلظت سیال و نوع کاتیون های آن، می تواند موجب تغییر خواص مهندسی خاک ها گردد. در تحقیق حاضر، اثر شوری آب بر ویژگی های خمیری، تراکم، مقاومت برشی و فشار آب حفره ای خاک های ریزدانه بررسی شده است. بدین منظور، آزمایش های حدود اتربرگ، تراکم و سه محوری زهکشی نشده بر روی مصالح ریزدانه مورد استفاده در هسته سدهای خاکی ملکیان و شهید مدنی با سیال های منفذی مختلف انجام گرفته است. آب های استفاده شده شامل آب مقطر، آب شور هر پروژه، و محلول های آب شور با غلظت های 0/2، 0/4 و 0/8 مولار نمک طعام بودند. نتایج نشان داد که با افزایش شوری آب، حد روانی، حد خمیری و نشانه خمیری اندکی کاهش می یابد، لیکن این تغییرات چندان قابل ملاحظه نمی باشند. نتایج آزمایش های سه محوری نشان داد که با افزایش شوری آب، مقاومت برشی نمونه های خاک همواره افزایش نمی یابد. حداکثر افزایش در مقاومت برشی خاک های ملکیان و مدنی با محلول 0/2مولار بدست آمد، که به عنوان نقطه بهینه ذکر می شود. در هر دو خاک با افزایش شوری آب، فشار آب حفره ای اضافی کاهش یافته و روند مشخصی بر مدول تغییرشکل خاک ها ندارد. چسبندگی در هر دو خاک تا 0/4 مولار کاهش یافته و بعد از آن با بیشتر شدن شوری زیاد شده است. شوری آب در محدوده 0/2 الی0/4مولار، زاویه اصطکاک داخلی خاک ها را افزایش داده و بعد از آن اثر مثبتی بر روی این پارامتر ندارد.
    کلیدواژگان: خاک های ریزدانه، حدود اتربرگ، آزمایش سه محوری، مقاومت برشی، شوری آب
  • علی یزدان پناهی، خالد احمدآلی*، سلمان زارع، محمد جعفری صفحات 965-975
    آب مهم ترین عامل محدودکننده توسعه و رشد بسیاری از گیاهان، در مناطق خشک و بیابانی است. افزودن مواد اصلاحی به خاک برای بهبود ویژگی های فیزیکی خاک و افزایش کارایی مصرف آب، یکی از مهم ترین راه های مقابله با کمبود آب بشمار می رود. در این مطالعه به منظور بررسی اثر افزودن بیوچارهای طبیعی و بیوچار کمپوست زباله شهری بر ویژگی های فیزیکی خاک (وزن مخصوص ظهری، وزن مخصوص حقیقی، رطوبت ظرفیت زراعی، رطوبت نقطه پژمردگی، آب قابل دسترس، هدایت هیدرولیکی اشباع و دور آبیاری)، که مهمترین تاثیر را در مدیریت آبیاری دارند، آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه انجام گرفت. فاکتورهای در نظر گرفته شده شامل فاکتور بیوچار طبیعی در چهار سطح (0، 1، 3 و 5 درصد)، بیوچار کمپوست زباله شهری در چهار سطح (0، 1، 3 و 5 درصد) و فاکتور گونه گیاهی در یک سطح (گونه گیاهی اسکنبیل) (جمعا 16 بستر خاک) بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس و مقایسه میانگین ویژگی های فیزیکی خاک نشان داد که افزودن بیوچارها به خاک تاثیر افزایشی معناداری بر ظرفیت زراعی، آب قابل دسترس و دور آبیاری و تاثیر کاهشی معنی داری بر هدایت هیدرولیکی اشباع، وزن مخصوص ظاهری و حقیقی داشت. به طوری که با افزودن بیوچارها به خاک ظرفیت زراعی، نقطه پژمردگی دائم، آب قابل دسترس و دور آبیاری هر کدام به ترتیب میانگین افزایشی 17/2، 16/8، 17/4 و 3/2 درصدی و هدایت هیدرولیکی، وزن مخصوص ظاهری و حقیقی هر کدام به ترتیب میانگین کاهشی 39/4، 4/4 و 11/7درصدی نسبت به تیمار شاهد داشتند. از بین تیمارهای مورد مطالعه، تیمار 13 (خاک + 5 % بیوچار طبیعی + 5 % بیوچار زباله شهری) نسبت به تیمار شاهد بیشترین تاثیر را بر پارامترهای ذکر شده داشت.
    کلیدواژگان: بایوچار طبیعی، خصوصیات فیزیکی خاک، بایوچار کمپوست زباله
  • یعقوب محمودی، مجید دلاور*، سمیه ایمانی، امیر محمودی صفحات 977-990
    هدف اصلی در این تحقیق، بهینه سازی نوع و موقعیت مکانی بهترین اقدامات مدیریتی (BMPs) برای کاهش بار مواد مغذی ورودی به دریاچه زریبار به منظور بهبود شرایط دریاچه می باشد. در این راستا از رویکرد شبیه سازی-بهینه سازی (S-O) حاصل از تلفیق مدل SWAT به منظور شبیه سازی بار مواد مغذی ورودی به دریاچه و مدل بهینه سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک چند هدفه (NSGA-II) برای تعیین الگوی مکانی BMPها، استفاده شد. الگوی بهینه اقدامات مدیریتی با توجه به اهداف سه گانه حداکثرسازی سود خالص بخش کشاورزی، حداقل سازی بار نیتروژن و حداقل سازی بار فسفر ورودی به دریاچه تعیین شد. در این تحقیق طیف متنوعی از BMPها بررسی شد و در نهایت به بهینه سازی الگوی مکانی اقداماتی مدیریتی از قبیل مدیریت انواع کود، مدیریت آبیاری و تعیین نوع شخم زنی مناسب پرداخته شد. نتایج حاصل از مدل نشان داد که با اعمال اقدامات مدیریتی منتخب با الگوی مکانی بهینه مجموع بار کل فسفر و نیتروژن در خروجی حوضه به ترتیب 8/2 و 1/22درصد کاهش می یابند و به سبب آن غلظت نیترات دریاچه به شدت کاهش پیدا خواهد کرد و درآمد خالص بخش کشاورزی با کاهش 4/16درصدی روبه رو خواهد شد. نتایج نشان می دهد با اعمال اقدامات مدیریتی منتخب با الگوی مکانی بهینه می توان وضعیت کیفی دریاچه را بهبود بخشید.
    کلیدواژگان: آلاینده های غیر نقطه ای، مدل SWAT، شبیه سازی، NSGA-II
  • فاطمه سروش*، حسین ریاحی صفحات 991-1007
    پارامترهای نفوذ مورد استفاده در مدل های شبیه ساز آبیاری سطحی به طور مستقیم قابل اندازه گیری نیستند و تعیین آن ها مشکل بوده و با عدم قطعیت همراه است. بنابراین باید پس از واسنجی پارامترهای مدل، عدم قطعیت ناشی از وجود خطا در مدل را بررسی نموده و راهکارهایی برای کاهش و کنترل عدم قطعیت نتایج ارائه گردد. به همین دلیل در این مطالعه از رویکرد شبیه سازی مونت کارلو استفاده شده است. امروزه فرآیند شبیه سازی مونت کارلو به عنوان روشی برای تعیین یکپارچه و هم زمان انواع مختلف عدم قطعیت با توابع هدف گوناگون استفاده می شود. به این منظور این تحقیق با هدف تحلیل عدم قطعیت نتایج شبیه سازی هیدروگراف رواناب خروجی و منحنی پیشروی مدل سازی شده توسط نرم افزار WinSRFR در آبیاری جویچه ای، با توسعه رویکرد تحلیل پسین ضرایب نفوذ و شبیه سازی 1000 نمونه مونت کارلو انجام شد. نتایج نشان دهنده عدم قطعیت بالا (پهنای باند اطمینان بزرگتر از 4) در گزینش اولیه پارامترهای نفوذ آبیاری جویچه ای است. برای جداسازی شبیه سازی های کارآمد و غیرکارآمد شاخص نش-ساتکلیف مورد استفاده قرار گرفت و آستانه قابل پذیرش شاخص تعیین شد. با اعمال معیار شبیه سازی های کارآمد شناسایی شدند و برای تحلیل عدم قطعیت هدفمند در مدل مورد استفاده قرار گرفتند. تحلیل عدم قطعیت مدل بر مبنای کران های عدم قطعیت 5% و 95% خطای شبیه سازی های کارآمد انجام شد. در این حالت پهنای باند عدم قطعیت (d-factor) دو متغیر پاسخ کمتر از یک بود که نشان دهنده لزوم توجه دقیق در فرآیند واسنجی مدل برای کاهش عدم قطعیت خروجی ها است. نتایج تحلیل عدم قطعیت نشان داد که با کاربرد روش مونت کارلو، عدم قطعیت پارامترهای مدل به طور قابل توجهی کاهش یافت و استفاده از این روش در مدل سازی و مدیریت سیستم های آبیاری جویچه ای توصیه می شود.
    کلیدواژگان: تخمین پارامتر، آبنمود رواناب خروجی، منحنی پیشروی، عدم قطعیت
  • نگار مقیمیان، سید محسن حسینی*، یحیی کوچ، بهروز زارعی صفحات 1009-1021
    تغییرکاربری اراضی یکی از دخالت های مهم بشر در اکوسیستم های طبیعی است که بر روی فرآیندهای اکوسیستم به ویژه خاک اثرگذار است. در پژوهش حاضر، اثر تغییر کاربری اراضی بر پویایی فعالیت های میکروبی و آنزیمی خاک منطقه گردکوه صافک استان مازندران مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور، نمونه برداری خاک به روش سیستماتیک-تصادفی و از دو عمق 5-0 و 10- 5 سانتی متری انجام شد. در مجموع 240 نمونه خاک از شش کاربری (جنگل طبیعی ممرز - انجیلی، جنگل مخروبه ممرز- انجیلی، جنگل کاری توسکا، جنگل کاری سکویا، آیش رها شده و اگروفارستری بارده) در چهار فصل بهار، تابستان، پاییز و زمستان جمع آوری شد. مطابق با نتایج، کاربری های توسکا و جنگل طبیعی بیشترین مقادیر تنفس پایه (0/49 و 0/44 میلی گرم دی اکسید کربن برگرم در یک روز) و برانگیخته (1/40 و 1/40 میلی گرم دی اکسید کربن برگرم در یک روز) و در مقابل، جنگل کاری سکویا و کاربری آیش کمترین مقادیر تنفس پایه (0/21 و 0/24 میلی گرم دی اکسید کربن برگرم در یک روز) و برانگیخته (1/02 و 1/07 میلی گرم دی اکسید کربن برگرم در یک روز) را به خود اختصاص دادند. کاربری های توسکا و جنگل طبیعی بیشترین مقادیر زی توده میکروبی نیتروژن (70/20و 67/38میلی گرم برکیلوگرم)، نیترات (32/92و 30/49میلی گرم برکیلوگرم) و آمونیوم (30/04و 27/95میلی گرم برکیلوگرم) را به خود اختصاص داد. بالاترین میزان فعالیت آنزیم های اوره آز، فسفاتاز، آریل سولفاتاز و اینورتاز به ترتیب در کاربری های توسکا و جنگل طبیعی (145/8، 144/8NH4+-N g−1 2 h−1،2/651، 629/6µgPNP g−1 h−1، 4/142، 4/141µg PNP g−1 h−1 و 217، 214/8µg Glucose g−1 3 h−1) و کمترین میزان فعالیت به ترتیب در کاربری های آیش، مخروبه و سکویا (127/22، 128/86، 128/08µg NH4+-N g−1 2 h−1،273/2، 261/2، 272/8µgPNP g−1 h−1، 107/2، 109/6، 108/8µg PNP g−1 h−1 و 151/4، 155/4، 158/8 µg Glucose g−1 3 h−1) مشاهده شد. با توجه به تغییرپذیری مشخصه های میکروبی و آنزیمی خاک در فصول مختلف سال و عمق های مورد بررسی، بیشترین مقادیر این مشخصه ها به فصول تابستان و بهار و لایه بالایی خاک اختصاص داشته است. با توجه به ارزیابی صورت گرفته در بین کاربری ها، بعد از جنگل طبیعی، در مناطق جنگلی تخریب یافته شمال کشور، استقرار گونه درختی توسکا می تواند به عنوان گونه منتخب در کاربری هایی با شرایط مشابه جهت بهبود کیفیت و سلامت خاک مد نظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تخریب و احیاء رویشگاه، تنفس پایه و برانگیخته، زی توده میکروبی، پویایی فصلی، عمق خاک
  • محمد علی اسعدی، محمد حسن وکیل پور*، سید ابوالقاسم مرتضوی، طاهره نعمتی صفحات 1023-1037
    در بسیاری از دشت های استان همدان توزیع رایگان و پایین بودن آب بهای پرداختی توسط کشاورزان منجر به مصرف بی رویه آن در سطح مزارع شده است که این امر می تواند منجر به تهدید منابع آب موجود و توسعه پایدار کشاورزی منطقه شود. بدون تردید یکی از مهم ترین ابزارهای تخصیص بهینه ی منابع آب، ارزش گذاری اقتصادی این نهاده است که راهبرد توسعه ی بلندمدت کشور نیز بر آن تاکید دارد. در این راستا، هدف پژوهش حاضر، برآورد ارزش اقتصادی آب کشاورزی در مزارع سیب زمینی در دشت رزن-قهاوند در استان همدان از دو رهیافت تابع تولید و میزان تمایل به پرداخت کشاورزان با استفاده از روش ارزش گذاری مشروط (CVM) می باشد. اطلاعات موردنیاز به کمک تکمیل پرسشنامه از 150 کشاورز سیب زمینی کار، بر اساس روش نمونه گیری خوشه ایدومرحله ای در سال زراعی 95-1394 جمع آوری شد. به منظور نیل به اهداف تحقیق، از تخمین انواع فرم های توابع تولید استفاده شد و بهترین شکل تابع با توجه به نتایج حاصله، تابع تولید ترانسندنتال تشخیص داده شد. نتایج حاصل از روش تابع تولید برتر نشان داد که متوسط ارزش اقتصادی آب در تولید محصول سیب زمینی برابر 2461 ریال در هر مترمکعب می باشد. همچنین متوسط تمایل به پرداخت کشاورزان این محصول پس از برآورد مدل لاجیت برابر 3452 ریال برای هر مترمکعب به دست آمد. در راستای نتایج گزارش شده، اگر سیاست قیمت گذاری آب به عوامل موثر اعم از تمایل به پرداخت بهره برداران و همچنین مشارکت خود کشاورزان در امور تصمیم گیری بستگی داشته باشد، می توان نتایج بهتری احصاء نمود.
    کلیدواژگان: ابع تولید، تمایل به پرداخت، آب، ارزش اقتصادی، سیب زمینی
|
  • Mehdi Mazaheri *, Elham Karami Pages 763-776
    There are various parameters which are important in determining the dispersion coefficient in rivers, e.g. hydrodynamic parameters and river geometry. Thus it is a challenging task to determine this coefficient accurately. There are different empirical formulas to estimate the dispersion coefficient in rivers. These formulas are mostly accurate in the range of conditions they validated. It is important to know the conditions in which the dispersion coefficient effect is significant in rivers. Thus, in this conditions, one should determine it with more accuracy. The main purpose of this study is to present a new method for determining the situations in which, dispersion coefficient has significant effect on solute transport mechanism. The proposed method is based on the Monte Carlo simulation method. The method was verified and validated using several hypothetical and also a real test cases. The results show that the time pattern of pollution source is a key factor in the dispersion coefficient effects on solute transport mechanism. The main finding of the study is that, sometimes it is possible to consider the dispersion coefficient with large errors and no significant changes occur in results of the solute transport simulation.
    Keywords: Sensitivity analysis, Uncertainty analysis, Advection-dispersion equation
  • Asghar Azizian *, Hadi Ramezani Pages 777-791
    An accurate estimation of precipitation is important and necessary for flood simulation, drought monitoring and water resources management. Currently, most parts of the world are suffering from the lack of the rain gauge observations and the spatial coverage of ground observations aren’t enough and continues. One of the most important precipitation datasets is the model-based precipitation datasets, by which the satellite techniques, the general circulation models (GCMs) and the land surface models (LSMs) are integrated to provide high temporal and high resolution datasets for all parts of the world. This datasets can compensate the lack of adequate ground observation gauges or can be considered as an alternative for ground observations, especially in ungauged regions. In this research the accuracy of the most important reanalysis datasets, called ECMWF, for estimation of daily and monthly precipitation over the SefidRood watershed for the time period of 2000-2008 was investigated. In addition, for better assessment of the proposed precipitation datasets, TRMM dataset was used. Findings on daily and monthly time scales, show that the correlation coefficient (CC) between observed and ECMWF dataset is so remarkable, especially in south, central and west parts of the study area. For instance, the CC values of the average precipitation of ECMWF data versus gauge datasets in both daily and monthly time steps were estimated to be about 0.83, 0.94, respectively, while the CC values for TRMM dataset versus gauge datasets were estimated to be 0.32 and 0.57, respectively. In contrast to reanalysed datasets, one of the most important weakness of the precipitation datasets such as TRMM is that they estimate the rainfall only based on the cloud thickness and its available water. Moreover, according to the categorical verification statistics in both time spans, ECMWF due to having low value of false alarm ratio (FAR) and high values for accuracy and probability of detection (POD) yields acceptable results over the SefidRood watershed. SefidRood watershed is a large scale region and contains different climate and topographical conditions and hence the results of this research can be used as an appropriate guidance for other similar areas. Based on the findings in this study it’s highly recommended for using this rainfall dataset as one of the best alternatives for ground observations, especially in data sparse regions that accessing to ground datasets is so hard or almost impossible.
    Keywords: Reanalysis datasets, ECMWF, Rainfall estimation, Remote Sensing, SefidRood Catchment
  • Saeedeh Marzvan, Mohammad Hosein Mohammadi *, Farid Shekari Pages 793-806
    In this study, the effect of equal matric and osmotic potentials was investigated separately and simultaneously on water uptake and yield of corn. A factorial experiment with two factors; potential type (osmotic, matric and combined) and potential levels (-0.46, -1.12, -1.91, and -3.63 bar) was performed on the basis of completely randomized design with 4 replications in greenhouse conditions. Increasing in osmotic stress (from -0.46 to -3.63 bar) resulted a reduction in water uptake by 36.6%. Potential reduction reduced root dry mater 40 and 36.6% in osmotic and combined potential treatments, respectively. Slight drought stress increased root dry matter by %26. Among the treatments and potential levels, the highest water use efficiency was observed with 1.12 g/l for the potential level of -1.12 bar in the combined stress. The results showed under the same levels of osmotic and matric potential, the salinity stress causes more damage to plant growth with decreasing water uptake. At low potential levels (-0.46 to -1.12) of combined treatments, the partially irrigation system increases water use efficiency, due to relative improvement in root growth. At low potential level (-3.63 bar) of combined treatment (with equal suction at two sides of the root), the plant uptakes less water than the condition where total root experiences the same level of potential by salinity. At least for low salinity leves, the osmotic and matric potential values cannot be considered as two additive parameters; On the other hand, the sumation of them cannot show the real stress conditions of the root environment. The results of such studies can be used to accurately manage the quantity and quality of irrigation water under the salinity and drought stress in arid and semi-arid regions.
    Keywords: root division, salinity stress, drought stress, water uptake, partial root-zoon irrigation technique
  • Meysam Abedinpour *, Ebrahim Roohani Pages 807-817
    In order to study the effect of magnetic field and different levels of saline irrigation water on cumin yield, a factorial experiment with a completely randomized block design with three replications was carried out in Kashmar Higher Education Institute in 2016. In this experiment, four salinity levels of irrigation water; 0.5 (S1) as control, 6 (S2), 8 (S3), and (S4) 10 dS m-1, and two levels of magnetic field; magnetic water (M1) and non-magnetic water (M2) Were used. The results showed that the magnetized water increased the yield of cumin compared with non-magnetized water. So that the maximum grain yield of cumin (1085 kg. ha-1) was corresponded to S1M1 treatment and the lowest one (530 kg ha-1) was corresponded toS4M2 treatment. Also, the maximum and the minimum biological yields (2215 and 1295 kg ha-1) were corresponded to the same treatments (S1M1 and S4M2) respectively. The yield reduction rates for 6, 8 and 10 dS m-1 saline waters were calculated to be 7.8, 14.7 and 32%, respectively for the magnetic field and 6, 15.7 and 44.5%, respectively for the non-magnetic field as compared to the control treatment. In addition, the average water use efficiencies of saline and magnetic water treatments (0.5, 6, 8 and 10 dS m-1) were estimated to be 8.8, 6.5, 10.3 and 17.4% greater than the ones of saline and non-magnetic water treatments, respectively. Therefore, the use of magnetic water can increase the yield of cumin under salt stress conditions.
    Keywords: : Salinity stress, Cumin, Kashmar, Magnetic field
  • Bijan Azad *, Sayed Fakhreddin Afzali Pages 819-835
    The soil of rangelands is an important global carbon sink, in which any change makes a high impact on the CO2 emissions to the atmosphere and global warming. The capacity of this sink is controlled by complex interaction functions among various factors, including climate, soil properties, vegetation type, and management practices. For understanding the effect of these factors on soil carbon in long term, the soil carbon models have a vital role. The soil carbon models must be correctly validated for a specific region and ecosystem, then they can be used to simulate and predict changes in soil carbon. The main objective of this study was to evaluate the performance of RothC and Century models as the most widely used models in the soil carbon studies for semi-arid rangelands of Bajgah in Fars province. The R2 (determination Coefficient), r (correlation coefficient), RMSE (root mean square error), MAE (mean absolute error), MD (mean difference) and t-student test between simulated and measured values of soil organic C were used to evaluate the performance of RothC and Century models. Results showed although the Century model negligibly simulated SOC lower than the RothC model, but based on the statistical analyses, both models represented satisfactory results and their simulated values were consistence well with the measured values. Also the results of simulations by Century and RothC models showed that the SOC stocks will be increased during the years of 1987 to 2050 by 7.92% and 12.92%, respectively.
    Keywords: Soil carbon sequestration, Soil carbon sink, Global warming, Carbon model, Semi-arid rangelands
  • Rasoul Mirkhan, Fatemeh Meskini* Pages 836-846
    Estimating the soil physical indices requires determination of soil moisture content at field capacity (FC). Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect of various soil suctions according to field capacity on different soil physical quality indices and subsequently to evaluate the soil physical quality based on the calculated indices. In this study, 35 soil samples from agricultural lands of Alborz province were used to calculate Dexter's S, air capacity, plant available water and relative field capacity indices. The results showed that only 20 % of the soil samples were in weak soil physical quality groups (S < 0.035) and the rest of soil samples had a good or better soil physical quality (80 %) on the basis of Dexter's S index. However, the results of other indices showed by assuming a FC moisture content at soil suction of 100, 330 cm and calculated suction based on the negligible drainage rate concept, 12, 44 and 70% of soil samples, respectively had a good physical quality in terms of soil aeration, water availability and microbial activity. There was no significant difference between the average FC at equivalent soil suction of 330 cm and the proposed approach based on the negligible drainage rate. Hence, the soil physical indices based on FC at soil suction of 330 cm can be used to evaluate the soil physical quality of the studied soils. Moreover, the results showed that despite of good ability of S index, use of other soil physical quality indices leads to a more comprehensive assessment of soil physical limitation on crop growth. However, determination of the soil quality indices requires an accurate estimation of soil moisture content at the field capacity.
    Keywords: Air capacity index, Dexter&#039, s S index, Plant available water, Relative field capacity index
  • Masoud Davari *, Ziba Zalvaee, Mohammad Ali Mahmoodi Pages 847-862
    Soil moisture characteristic curve (SMCC) is an important hydraulic properties in modelling of water movement and solute transport in unsaturated zone of soil, which its direct measurement in a laboratory is expensive, time-consuming and laborious. Therefore, the objective of this study was to compare the fitting capabilities of several SMCC fractal (Tyler and Weatcraft, 1990; Rieu and Sposito, 1991; Perfect, 1999 and Bird et al., 2000) and empirical models (Brooks and Corey, 1964; Campbell, 1974 and van Genuchten, 1980) to the observed data and to select the appropriate models. For this purpose, fifty-four soil samples were randomly collected from Ghorveh-Dehgolan plain and some important physical and chemical properties of soils were measured in the soil laboratory. The SMCC fractal and empirical models were fitted to the measured data based on the least esquare error approach using the solver toolbox of EXCEL software. In order to evaluate fitting quality of the proposed models, three statistical parameters including coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE) and Akaike information criterion (AIC) were used. The results indicated that all models did well with R2 ranging from 0.75 to 0.99. Bird et al., (2000) and van Genuchten (1980) models are selected as the best models, respectively, based on the highest R2 and the lowest RMSE and AIC. Rieu and Sposito (1991) model was the weakest, although the average R2 was greater than 0.75 and the average RMSE was smaller than 0.071 cm3/cm3.
    Keywords: Fitting quality, fractal model, Ghorveh-Dehgolan plain, soil moisture characteristic curve
  • Shahram Omidvari *, Samad Abdi, Manochehr Kalhor Pages 863-872
    In order to study the effect of various irrigation water levels and fertilizers on water use efficiency, yield and seed protein content, a two year field experiment was conducted in agricultural and natural resources research station of Broujerd. Experiment was carried out in a split split plot design in three replicate. Main plot was involved three irrigation water levels (I0=4000, I1=5000, I2=6000 m3) and three levels of fertilizer including F1=NPK+M, F2=NPK+1.3M and F3=NPK + 0.7M are allocated to sub plot. M means microelement consumption including iron, zinc, manganese, copper and boron. Sub sub plot was allocated to three wheat cultivar including Marvdasht, M -75-7, M -75-10. Two years results of studied treatments showed that highest seed yield is related to M-75-10 cultivar; highest water use efficiency is related to Marvdasht cultivar and highest protein content is related to M-75-7 cultivar.
    Keywords: water use efficiency, Lorestan, protein content
  • Afshin Khorsand *, Vahid Rezaverdinejad, Hossein Asgarzadeh, Amir Rahimi, Sina Besharat, Ali Ashraf Sadraddini, Abolfazl Majnooni Pages 873-884
    Infrared thermometer is one of the proper irrigation scheduling tools that can be used in fields or gardens with different soil texture. In order to schedule irrigation of maize (SC704) in Urmia climate conditions, using a difference in temperature of canopy cover of plant and air in 2017, a research was conducted at research farm of Urmia University college of agriculture under drip irrigation. In this research, the effects of various irrigation water treatments were investigated. The experimental design was carried out in a randomized complete block design with three levels of irrigation I1, I2 and I3 of 50, 75 and 100 percent of water requirement in three replications, respectively. Based on the results, the average values of CWSI for maize during the growth period for treatments of I1, I2 and I3 were calculated to be 0.53, 0.44 and 0.28, respectively. The results showed that the CWSI index increased with decreasing water requirement. The threshold of water stress index (0.28) of I3 treatment (no stress treatment) was the basis for irrigation scheduling. Then, some relationships were presented to determine the irrigation time of maize, using the CWSI index in Urmia climate for July, August and September as ,and  respectively.
    Keywords: Air temperature, Canopy temperature, Deficit irrigation, Infrared thermometer, Irrigation scheduling
  • Rasoul Daneshfaraz *, Reza Mirzaeereza, Mahdi Majedi Pages 885-896
    Abruptly expanding stilling basins are often used at downstream of structures such as overflows, gates and spillways to increase energy loss in hydraulic jumps. Increasing the jump length, decreasing the depth ratio and asymmetric flow are among the characteristics of jump in a sudden expanding channel. The channel bed roughness is one of the method that can reduce the secondary depth and jump length. Therefore, in this study, the effect of sand bed with median size 1.9 cm on S-jump characteristics was investigated. Whole of the experiments were performed at expansion ratios of 1, 0.67, 0.5, and 0.33 and within the range of Froud numbers;4 to 12. The results showed that the abruptly expansion stilling basins with a rough bed in all the expansion ratios reduced the depth ratio with an average of 12 to 16 percent, compared to an abruptly expansion stilling basins with smooth bed. Also, the average jump length reduction for all expansion ratio in the abruptly expanding stilling basin with the rough bed was obtained 20 percent.
    Keywords: Suddenly expanding, Rough bed, hydraulic jump, energy loss, depth ratio
  • Omid Raja *, Masoud Parsinejad, Teymor Sohrabi, Khaled Ahmadaali Pages 897-909
    In most countries, agricultural sector is the main user of water resources (surface and ground water). The process of exploitation of water resources to explain the sustainability and continuity of exploitation in each region, especially in arid and semi-arid areas, which is faced with the shortage and severe competition of water resources use in different sectors is necessary. The purpose of this study was to investigate the status of water resources in the Marvdasht-Kharameh range (covered by two modern irrigation networks in Dorodzan and traditional Korbal) in Fars province during the statistical period of 2006-2016, based on the stability analysis indexes proportional to the volume of water allocated in comparison with excessive withdrawal of groundwater resources, as well as the relationship between rainfall and the amount of variations in the level of stagnation. For this purpose, by using Dorodzan weather data and Persepolis stations, as well as Kheirabad, Pulkhan and Zarghamabad hydrometric stations and the irrigation networks data, the available water resources in terms of surface and groundwater were estimated. According to the average level of stagnation and changes in aquifer volume, excess water harvesting were calculated in two areas covered by Dorodzan and Korbal irrigation networks. The amount of runoff coefficient in plain, altitudes and total range was calculated to be 6.9, 14.1 and 9.9 percent, respectively. The average amount of excess withdraw in the area covered by two modern Dorodzan and Korbal networks is 96.33 and 16.2 MCM /year, which according to available water resources is 8.2% and 5.2%, respectively. The Average standardized precipitation-evaporation-transpiration12-month SPEI index for Droodzan and Persepolis stations was calculated to be -0.33 and -0.43, indicating the mild drought in the area and during the proposed time period, and this is in good agreement with the Water table drawdown. The result of linear regression between the independent variable of rainfall and the dependent variable of the average water table changes showed a significant increasing linear relationship (p < 0.001) with R2 = 0.95 and RMSE = 0.99. This result for the independent variable of rainfall with the dependent variable of water allocation volume, indicated an incremental linear relationship (P = 0.110), with R2 equal to 0.29 and RMSE equal to 245.6. Indicators of water resource sustainability analysis, such as Falcon Mark (FI), United Nation (UN) and Water Tension Index (WSI), were calculated for the region. The values of the Indicators of water resource sustainability analysis including Falcon Mark (FI), United Nation (UN) and Water Tension Index (WSI) were 1983 cubic meters per person, 210 percent and 2.93, respectively. By comparing the values of these indexes, it was found that based on the FI index, the area is close to tension. The UN and WSI indicators are indicative of the fact that the study area is under severe crisis and excessive use of water resources and the pattern of exploitation of water resources should be managed in order to eliminate surplus withdrawals and sustainability of water resources.
    Keywords: Runoff, water table drawdown, the percentage of the surplus harvest, water availability, sustainability of water resources
  • Maryam Mohammadi, Kourosh Qaderi *, Mohammad Mahdi Ahmadi Pages 911-920
    The first step in management of available water resources is to maintain their quality, due to the limited usable water resources. Conservation of water resources quality requires the correct understanding of the fate of water quality and its proper modeling. The QUAL2Kw Model is a numerical model that can simulate water quality issues. However, this model cannot be used before calibration and validation for a given river. In this research, the calibration of the QUAL2Kw model was performed using the Water Cycle Algorithm (WCA). For this regards, the qualitative data of Yamuna River in India includingCBODs, CBODf, organic nitrogen, ammonia and nitrate during the period of ten years (1999-2009) were studied. The results of calibration with GA and WCA algorithms were compared together. The average R2 value was 97 percent for all the variables. RMSE ranges for WCA and GA algorithm were 0.32 to 4.2 and 0.4 to 8.2, respectively. In general, it can be concluded that the WCA algorithm has a better performance and accuracy than GA in calibration of the QUAL2Kw model and can be used to calibrate the model.
    Keywords: surface water quality, calibration, Qual2Kw model, water cycle algorithm
  • Amir Fotovat, Akram Halajnia, Elham Mohebb* Pages 921-933
    Soil contamination is one of the most important problems of modern societies. One of the serious pollutants in this area is nickel. Phytoremediation is one of the proposed methods that allow pollutants to be removed from the contaminated soils with pollutant accumulation in plants. In the case of heavy metal contamination, the use of soil chelating agents can increase the efficiency of this method. The aim of this study was to investigate the uptake of nickel from soil by maize (Zea maize) and sunflower (Helianthus annuus) in the presence of two levels of citric acid (5 and 10 mmol kg-1 soil), two levels of nitrilotriacetic acid (NTA) (2.5 and 5 mmol kg-1 soil) and two levels of anion polyacrylamide (APAM) (0.07 and 0.14 g kg-1 soil). Control treatment was performed without chelate. This experiment was conducted as a completely randomized design with three replications in soils contaminated with nickel (200 mg Ni kg-1 soil, added as Ni (NO3)2) under greenhouse conditions. The results showed that the most effective chelate in increasing the yield of maize (plant height, fresh and dry weight of shoot and root) was NTA chelate at its highest concentration. The highest increase of sunflower yield was obtained by applying CA chelate. NTA at high concentrations had the greatest effect on nickel available, nickel accumulation of shoot and total absorption in both plants compared to CA and APAM treatments. Based on the results, the use of maize and application of NTA at highest concentrations resulted a higher accumulation of nickel and increased transfer and refinement factors in the proposed plants.
    Keywords: Phytoremediation, Heavy metals, Chelat, Translocation factor, Refinement factor
  • Mahdi Shorafa *, Abdolmajid Liaghat, Mohsen Farahbakhsh, Farhad Dehghani, Saeid Sanaei Pages 935-949
    Disturbance in nitrogen cycle balance has a negative impact on the overall trend of sustainable development and the use of soil amendments is necessary to reduce these hazards. In order to investigate the effect of some amendments and irrigation water salinity on mass nitrate balance, a factorial experiment in a completely randomized design with three replicates was conducted. The treatments consisted of three levels of soil amendments (zero, 7.5 g/kg of raw pistachio residues and 7.5 g/kg of its biochar) and four salinity levels of irrigation water 0.5 (tap water), 5.5, 8 and 10.5 dS/m. Two pistachio seedlings were transferred to all columns and then in three stages and in each stage, 25 mg/kg N of potassium nitrate was added to the soil. After adding nitrogen, nitrate measurements were done in different times. The results indicated that the pistachio residuals and its biochar increased nitrate outflow from the soilby 9% and 52%, respectively. The nitrate concentration with the exit of about 60% of the drainage water (about 7 hours later) reached the lowest, then remained constant until complete exit.
    Keywords: Cadmium column, Nitrate leaching, Pyrolysis process, Soil nitrate
  • Hossein Soltani, Nazila Kardan *, Hussein Eshaghi, Mohammad Reza Emami Pages 951-963
    Fine-grained soils with a high percentage of clay minerals are used for covering sanitary landfill and for earth dams' cores because of their low permeability. One of the key factors affecting the behavior of these soils is pore fluid chemistry, so that changes in fluid viscosity and type of cations change the engineering properties of these soils. In this study, the effect of water salinity has been investigated on Atterberg and compaction characteristics, shear strength, pore water pressure of fine-grained soils. For this purpose, Atterberg limits, compaction and undrained triaxial tests were conducted on the fine-grained soils, used in the cores of Shahid Madani and Malekian dams, with different pore fluids. Distilled water, project salty water, NaCl solutions with 0.2, 0.4, and 0.8 molar are used as a pore fluid. The results showed by increasing the salinity of water, the liquid limit, plastic limit and plasticity index decrease in both soils, but these changes are not considerable. The results of the triaxial tests showed increasing NaCl salt concentration does not always increase the shear strength of the soils. The maximum increase in the soil shear strength values in both Malekian and Madani soils was obtained with 0.2 molar which is mentioned as an optimal point. In both soils, by increasing the salinity of water, the excess pore water pressure decreases and there is not any meaningful effect on the deformation modulus secant of soils. The cohesion parameter in both soils are reduced up to 0.4 molar and after that increased by increasing salinity. The saline water with concentration between 0.2 and 0.4 molarraised the internal friction angle of soil and beyond these concentration did not have a positive effect on the friction angle.
    Keywords: Fine-grained cohesive soils, Atterberg limits, Triaxial, Shear strength, Salinity
  • Ali Yazdanpanahi, Khaled Ahmadaali *, Salman Zare, Mohammad Jafari Pages 965-975
    Water is the most important limiting factor for plant growth in dry and desert regions.  Addition of soil amendments is one of the most important practices to reduce water shortage by improving soil physical properties and water use efficiency. In this study, the effect of natural and urban waste-compost biochars on the soil physical properties (e.g., bulk density, particle density, field capacity, permanent wilting point, available water, saturated hydraulic conductivity, and irrigation interval) as the most effective parameters on irrigation were investigated.  This experiment was conducted as factorial and in a completely randomized blocks design with three factors and three replications in greenhouse condition. The proposed factors were consisted of four levels of natural biochar (0, 1, 3, and 5 % of weight) and four levels of municipal waste-compost biochar (0, 1, 3, and 5 %) and a plant factor at one level (Calligonum species). The results showed that the addition of biochars to the soil had a significant increasing effect on the field capacity, available water, and irrigation intervals and a significant decreasing effect on the saturated hydraulic conductivity, bulk and particle density. Field capacity, permanent wilting point, available water and irrigation interval had an average incremental rate of 17.2, 16.8, 17.4, and 3.2% respectively and hydraulic conductivity, bulk and actual density had an average decremental rate of 39.4, 4.4 and 11.7 % respectively as compared to the control treatment. Treatment No. 13 (soil+5% natural biochar+5% urban waste compost biochar) had the most effectiveness on the above mentioned parameters.
    Keywords: Natural biochar, soil physical properties, urban waste compost biochar
  • Yaghoub Mahmoudi, Majid Delavar*, Somaye Imani, Amir Mohammadi Pages 977-990
    The main objective of this research is to optimize the type and location of Best Management Practices (BMPs) to reduce the amount of nutrients entering the lake Zrebar in order to improve lake conditions. In this regard, Simulation-Optimization approach derived from the integration of the SWAT model and a spatial optimization model of BMPs based on multi-objective genetic algorithm (NSGA-II) was used. In this approach, the optimal model of management practices was determined with respect to three
    objectives
    maximizing the net profit of the agricultural sector, minimizing the nitrogen loads and minimizing the phosphor loads. In this research, a wide range of BMPs was investigated and the optimal spatial pattern of the management practices such as fertilizer, irrigation and tillage managements were determined. Results showed that by applying the selected management practices with the optimal spatial pattern, the total amount of phosphorus and nitrogen in the basin outlet decreased by 2.8% and 22.1% respectively and consequently the concentration of nitrate in the lake will be greatly reduced. Also the net income of the agricultural sector decreased by 16.4%. The results indicated that applying the selected management practices with the optimal spatial pattern can help to improve the environmental condition of the lake.
    Keywords: Nonpoint source pollutions, SWAT Model, Simulation, NSGA-II
  • Fatemeh Soroush *, Hossien Riahi Madvar Pages 991-1007
    The infiltration parameters, used in the surface irrigation simulation models, are not measured directly and their estimations are difficult and uncertain. Therefore, after calibration of model parameters, the uncertainty due to error in the model and the strategies should be considered to reduce and control the uncertainty of the results. For this reason, Monte Carlo simulation approach has been used in this study. Nowadays, the Monte Carlo simulation approach is used as a simultaneous and integrated approach to identify different types of uncertainty with various objective functions. Therefore, this research was conducted to analyze the uncertainty of the simulation results of the runoff hydrograph and the advance trajectory modeled by the WinSRFR software by developing the posterior analysis of the infiltration equation parameters and simulation of 1000 Monte Carlo samples. The results of the analysis indicated a high degree of uncertainty (bandwidth over 4) in initial selection of furrow irrigation infiltration parameters, Nash-Sutcliff criteria was considered to district behavioral and non-behavioral simulations and the acceptable threshold value for NSE criteria defined as NSE>0.9. By applying NSE>0.9, the behavioral simulations were detected and used for uncertainty analysis of the model. The uncertainty analysis of the model was performed based on 5% and 95% confidence levels of behavioral simulations errors. In this case, the uncertainty band width (d-factor) of two response variables was less than one indicating a good calibration result. The results of uncertainty analysis showed that the uncertainty of model parameters wasconsiderably decreased with application of Monte Carlo method. Therefore, the use of this method in the modeling and management of surface irrigation systems is recommended.
    Keywords: Parameter Estimation, Outflow runoff hydrograph, Advance trajectory, Uncertainty
  • Negar Moghimian, Mohsen Hosseini *, Yahya Kooch, Behroz Zarei Pages 1009-1021
    Land use change is one of the major human interactions in natural ecosystems that affect ecosystem processes, especially soils. In the present study, the effect of land use change on the dynamics of microbial and enzymatic activities in the Gerdkooh-Safak area of ​​Mazandaran province was investigated. For this purpose, soil sampling was carried out by systematic-random method from two depths of 0-5 and 5-10 cm. Totally, 240 soil samples were collected from six land uses (i.e. natural forests of hornbeam-ironwood, degraded natural forest, alder plantation, sequia plantation, improved follow and home garden), in four seasons of spring, summer, autumn and winter. According to the results, alder plantation and natural forest had the highest basal (0.49 and 0.44 mg CO2-C g−1 day−1) and substrate induced respirations (1.40 and 1.40 mg CO2-C g−1 day−1); in contrast, the sequia plantaion and improved follow had the least basal (0.21 and 0.24 mg CO2-C g−1 day−1) and substrate induced respirations (1.02 and 1.07 mg CO2-C g−1 day−1). Alder plantation and natural forest had the highest amount of nitrogen microbial biomass (70.20 and 67.38 mg kg-1), nitrate (32.92 and 30.49 mg kg-1) and ammonium (30.04 and 27.95 mg kg-1). The highest levels of enzymes activity of urease, phosphatase, arylsulphatase and invertase were found in alder plantation and natural forest (145.8, 144.8 µg NH4+–N g−1 2 h−1, 651.2, 629.6 µgPNP g−1 h−1, 142.4, 141.4 µg PNP g−1 h−1 and 217, 214.8 µg Glucose g−1 3 h−1) respectively and the least activity was detected under improved follow, degraded sites and sequia planation (127.22, 128.86, 128.08 µg NH4+–N g−1 2 h−1, 273.2, 261.2, 272.8 µgPNP g−1 h−1, 107.2, 109.6, 108/8 µg PNP g−1 h−1 and 151.4, 155.4, 158.8 µg Glucose g−1 3 h−1). Due to the variability of soil microbial and enzymatic characteristics in different seasons of the year and the proposed depths, the highest values ​​of these characteristics were allocated to the seasons of summer and spring and the upper layer of soil. According to the evaluation of land uses and following the natural forest, the establishment of the alder species in the degraded forest areas of the northern Iran can be considered as the selected species for land uses with similar conditions to improve the soil quality and health.
    Keywords: Degradation, reclamation, basal, induced respiration, microbial biomass, seasonal dynamics, soil depth
  • Mohammad Ali Asaadi, Mohammad Hassan Vakilpoor *, Seyed Abolghasem Mortazavi, Tahere Nemati Pages 1023-1037
    In many plains of Hamedan province, free distribution and low water subsidies paid by farmers have led to its overexploitation at the fields, which can threat the existing water resources and agricultural sustainable development in the region. Undoubtedly, one of the most important tools for optimal allocation of water resources is economic valuation, which emphasizes the long-term development strategy of the country. In this regard, the purpose of this study was to determine the economic value of agricultural water in potato fields in Razan-Ghahavand plain of Hamedan province using two approaches; production function and willingness to pay farmers using conditional valuation method (CVM). The required information was collected by completing a questionnaire from 150 potato farmers using a two-stage cluster sampling method in 2015-2016. In order to achieve the research objectives, the estimation of various forms of production functions was used, and the best form of the function was determined according to the results obtained by the transcendental production function. The results of the production function method showed that the average economic value of water producing potato crops was 2461 Rials per cubic meter. Also, the average willingness to pay farmers of this product after estimating the Logit model was 3452 Rials per cubic meter. Regarding the reported results, better achievements can be derived, if the water pricing policy is depended on effective factors, including the willingness to pay farmers, as well as the farmers' participation in decision-making.
    Keywords: Production Function, Willingness to Pay, Water, Economic Value, Potato