فهرست مطالب

  • سال بیست و ششم شماره 3 (مرداد و شهرویور 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 15
|
  • نصرت الله نجفی*، راشد احمدی نژاد، ناصر علی اصغرزاد، شاهین اوستان صفحات 1-27
    سابقه و هدف

    برای بهبود حاصلخیزی خاک، افزایش ظرفیت نگهداری آب و عناصر غذایی در خاک، افزایش نفوذ آب در خاک، کاهش فرسایش خاک و بهبود رشد و عملکرد گیاهان، مصرف کودهای آلی مختلف در خاک با توجه به کمبود مواد آلی در بیشتر خاک های ایران، اهمیت زیادی دارد. بااین حال، این کودها به تنهایی نمی توانند نیاز گیاهان را تامین کنند و به اندازه کافی در دسترس کشاورزان نیستند. از طرف دیگر، مصرف زیاد کودهای شیمیایی باعث آلودگی محیط زیست و افزایش هزینه تولید می شود. لذا، برای استفاده موثر از کودهای شیمیایی و آلی و دستیابی به کشاورزی پایدار، مصرف تلفیقی کودهای آلی و شیمیایی توصیه شده است. کمبود عناصر غذایی کم مصرف در بیشتر خاک های کشاورزی عملکرد و کیفیت گندم را به عنوان یک محصول استراتژیک در ایران کاهش می دهد. بنابراین، وجود غلظت های مناسبی از این عناصر در دانه و کاه کلش گندم نه تنها برای بهبود عملکرد و کیفیت این گیاه بلکه در زنجیره غذایی برای رشد و سلامتی حیوانات و انسان ضروری است. برای بهبود تغذیه عناصر غذایی کممصرف و کیفیت گندم، مدیریت تلفیقی حاصلخیزی خاک ضروری است.

    مواد و روش ها

    این پژوهش برای بررسی تاثیر تلفیق اوره با کود دامی، کمپوست پسماند شهری و کمپوست لجن فاضلاب شهری بر غلظت آهن، روی، مس، منگنز و سدیم دانه، ساقه و برگ گندم رقم الوند انجام شد. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 15 تیمار و سه تکرار در شرایط مزرعه ای در ایستگاه تحقیقات کشاورزی خلعت پوشان دانشگاه تبریز انجام شد. تیمارها شامل 1-شاهد (بدون مصرف کود آلی و اوره)، 2-کود اوره (kg/ha150)، 3-کود اوره (kg/ha300)، 4-کمپوست پسماند شهری (t/ha30)، 5-کمپوست پسماند شهری (t/ha30)+ کود اوره (kg/ha150)، 6-کمپوست پسماند شهری (t/ha60)، 7-کمپوست پسماند شهری (t/ha60)+ کود اوره (kg/ha150)، 8-کمپوست لجن فاضلاب شهری (t/ha30)، 9-کمپوست لجن فاضلاب شهری (t/ha30)+ کود اوره (kg/ha150)، 10-کمپوست لجن فاضلاب شهری (t/ha60)، 11-کمپوست لجن فاضلاب شهری (t/ha60) + کود اوره (kg/ha150)، 12-کود دامی (t/ha30)، 13-کود دامی (t/ha30) + کود اوره (kg/ha150)، 14-کود دامی (t/ha60)، و 15-کود دامی (t/ha60)+ کود اوره (kg/ha150) بودند. مساحت هر کرت 2×9/1 مترمربع بود. در پایان دوره رشد، گیاهان برداشت شدند و غلظت آهن، روی، مس، منگنز و سدیم در دانه، برگ و ساقه آن ها تعیین شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که تاثیر تیمارها بر غلظت آهن، روی، منگنز و مس اندام های مختلف گندم در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود (به استثنای غلظت مس دانه). مصرف 300 کیلوگرم کود اوره در هکتار غلظت آهن دانه و ساقه، غلظت مس برگ و ساقه، غلظت منگنز برگ و غلظت سدیم ساقه را به طور معناداری نسبت به شاهد افزایش داد. بین سطح کود اوره و غلظت روی برگ همبستگی مثبت معنادار مشاهده شد. مصرف کود دامی، کمپوست لجن فاضلاب شهری و کمپوست پسماند شهری غلظت آهن و روی دانه، غلظت آهن، روی و منگنز برگ و آهن، روی، مس و منگنز ساقه گندم را به طور معنادار نسبت به شاهد افزایش داد. غلظت آهن، روی، مس و منگنز در اندام های مختلف گندم در تیمارهای تلفیقی به ویژه تلفیق 150 کیلوگرم اوره با 60 تن در هکتار کودهای آلی بیشتر از سایر تیمارها بود درحالی که غلظت سدیم دانه گندم در این تیمارها کمتر از سایر تیمارها بود. میان غلظت های عناصر در اندام های مختلف گندم همبستگی های معنادار وجود داشت.

    نتیجه گیری

    به طورکلی، برای کاهش مصرف کود های شیمیایی و دستیابی به کشاورزی پایدار، بهبود تغذیه آهن، روی، مس و منگنز گندم و بهبود کیفیت دانه و کاه و کلش آن، مصرف 150 کیلوگرم اوره به همراه 30 یا 60 تن در هکتار از لجن فاضلاب شهری یا کود دامی و یا کمپوست پسماند شهری می تواند در شرایط مشابه توصیه شود.

    کلیدواژگان: کمپوست، کود دامی، گندم، لجن فاضلاب، مدیریت تلفیقی تغذیه گیاه
  • پناه محمدی*، عباس احمدی، بختیار فیضی زاده، علی اصغر جعفرزاده، مهدی رحمتی صفحات 29-49
    سابقه و هدف

    به دلیل قرارگیری کشور ایران در ناحیه خشک و نیمه خشک، همواره متاثر از ناپایداری دامنه ای و فرسایش شدیدترین نوع فرسایش، فرسایش خندقی می باشد. این شکل فرسایش در نقاط مختلف ایران و بطور مستمر در طی سالیان رخ داده و ضمن فرسایش و انتقال حجم بالای رسوب، سبب تخریب جاده ها، تاسیسات، مراتع، دامنه ها و غیره شده است که این موضوع شناسایی مناطق پرخطر و تهیه نقشه های حساسیت را ضروری می نماید. طی سال های اخیر پردازش تصاویر ماهواره ای بعنوان روشی پیشرفته و با هدف افزایش دقت و صرفه جویی در وقت و هزینه مورد استفاده گسترده محققین قرار گرفته است. روش آنالیز شیءگرای تصاویر یکی از مهمترین روش های استخراج اطلاعات از تصاویر ماهواره ای می باشد که در آن بر اساس ویژگی های طیفی، شکلی و زمینه ای و با استفاده از دانش کارشناس، نسبت به شناسایی عوارض اقدام می شود.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق، حوضه لیقوان به عنوان یکی از زیرحوضه های مهم آجی چای واقع در استان آذربایجان شرقی جهت مطالعه انتخاب و تصاویر ماهواره ای سنتینل-2 (سال 2016) با قدرت تفکیک مکانی 10، 20 و 60 متری جهت پردازش و شناسایی خندق ها مورد استفاده قرار گرفت. تصاویر مذکور با استفاده از نرم افزار eCognition مورد پردازش قرار گرفته و با کاربرد انواع الگوریتم های مختلف نسبت به طراحی مدلی نیمه-اتوماتیک مبتنی بر آنالیز شیءگرا اقدام شد. در نهایت به منظور ارزیابی دقت مدل، خندق های شناسایی شده بصورت نقشه خروجی گرفته و با انتقال به نرم افزار ArcGIS و مطابقت دادن با نقشه واقعیت زمینی و تشکیل ماتریس خطا، دقت تولید کننده، دقت کاربر و ضریب کاپا برای هر کدام از الگوریتم ها محاسبه گردید.

    یافته ها

    نتایج حاصله نشان داد که الگوریتم های تراکم و ضریب فشردگی به ترتیب دارای بیشترین و کمترین دقت تولیدکننده بوده (دقت تولیدکننده به ترتیب برابر با 88 و 78) در حالیکه بر اساس ضریب کاپا الگوریتم عدم تقارن بیشترین دقت و صحت را در مقایسه با سایر روش ها داشته (کاپا برابر 0/91) و بعد از آن الگوریتم های شاخص شکل و تراکم به ترتیب با ضریب کاپا برابر 0/89 و 0/85 دارای دقت قابل قبولی برای طبقه بندی و شناسایی خندق ها ارائه دادند.

    نتیجه گیری

    استفاده از روش های شیءگرا به دلیل افزایش دقت و صحت طبقه بندی و شناسایی عوارض و پدیده های سطحی، می تواند بعنوان راهگشای مناسبی در تحقیقات آتی خاک شناسی و پدیده های طبیعی مورد استفاده قرار گیرد. در تحقیق حاضر با استفاده از خصوصیات طیفی و هندسی تصاویر ماهواره ای سنتینل-2 و پردازش شیءگرا در محیط نرم افزار eCognition مدلی نیمه-اتوماتیک برای شناسایی خندق ارائه شد.

    کلیدواژگان: الگوریتم های شیءگرا، پردازش شیءگرا، قطعه بندی، طبقه بندی
  • علی اکبر سبزی پرور*، سجاد ابراهیم زاده صفحات 51-69

    پژوهش حاضر در منطقه غرب ایران شامل: استان های همدان، کردستان و کرمانشاه در مساحتی بالغ بر 72336 کیلومتر مربع انجام شده است. منطقه منتخب در طول جغرافیایی45 درجه و 20 دقیقه تا 49 درجه و 36 دقیقه و عرض جغرافیایی 33 درجه و 37 دقیقه تا 36 درجه و 30 دقیقه قرار گرفته است. با توجه به دوره آماری مورد مطالعه و همپوشانی زمانی آمار بارش ثبت شده ایستگاه های هواشناسی، تعداد 13 ایستگاه سینوپتیک شامل همدان، تویسرکان، نهاوند، ملایر، کرمانشاه، اسلام آباد غرب، سرپل ذهاب، کنگاور، سنندج، بانه، بیجار، مریوان و سقز در سطح سه استان مورد استفاده قرار گرفتند. مدل مذکور با شرایط اولیه و مرزی مشخص و ثابت برای هر چهار طرحواره امانوئل، کو، گرل A.S و گرل F.C. برای مدت ده سال اجرا شد. به منظور بررسی خطای خروجی های مدل، پارامتر بارش بعنوان مبنا انتخاب و مقادیر عددی شبیه سازی شده بارش توسط مدل، برای 13 ایستگاه منتخب در سه استان همدان، کرمانشاه و کردستان، با کدنویسی در محیط NCL بصورت نقطه ای استخراج شدند.

    یافته ها

    در هر سه استان جذر میانگین مربعات خطا در طرحواره امانوئل کمترین مقدار را داراست و طرحواره گرل A.S. دارای بیشترین مقدار در استان های کرمانشاه (49.84 میلی متر) و کردستان (55.35 میلی متر)، و برای استان همدان طرحواره کو بیشترین مقدار را داراست (36.13 میلی متر). در مورد خطای اریبی نیز، در استان های همدان و کردستان کمترین مقدار خطای اریبی به طرحواره امانوئل اختصاص دارد (حدود 18 میلی متر در هر دو استان) اما در استان کرمانشاه طرحواره کو کمترین مقدار خطای اریبی را به خود اختصاص داده است (24.96). در فصل زمستان بجز طرحواره کو، سه طرحواره دیگر مقادیر بارش را بیشتر از مقادیر واقعی شبیه سازی کردند و طرحواره امانوئل بالاترین مقدار بیش برآورد را داشت (حدود 63 میلی-مترخطای اریبی). همچنین در این فصل، طرحواره گرل F.C. با متوسط 13 میلی متر اختلاف نسبت به مقادیر واقعی، کمترین مقدار خطا را نشان داد. در فصل بهار نیز طرحواره کو مقادیر بارش را برای تمام ایستگاه ها کمتر از مقادیر واقعی شبیه سازی کرد اما سه طرحواره دیگر مقادیر بارش را بیشتر از مقادیر واقعی شبیه سازی کردند و طرحواره امانوئل با متوسط خطای 62 میلی متر، بهترین شبیه سازی را برای کل منطقه مطالعاتی نشان داد. در فصل تابستان هر چهار طرحواره مورد استفاده در اجرای مدل، مقادیر بارش را بیشتر از مقادیر واقعی شبیه سازی کردند و طرحواره های کو (1.2 میلی متر خطای اریبی) و گرل A.S. (122 میلی متر خطای اریبی) به ترتیب بهترین و بدترین نتایج را برای کل منطقه نشان دادند. در فصل پاییز فقط طرحواره کو مقادیر بارش را کمتر از مقادیر واقعی شبیه سازی کرد و بهترین شبیه سازی آن مربوط به ایستگاه ملایر با 99.2 میلی متر خطا بود. سه طرحواره دیگر همانند فصول دیگر مقادیر بارش را بیشتر از مقادیر واقعی شبیه سازی کردند و طرحواره گرل F.C. با خطای اریبی متوسط 6 میلی متر در سطح منطقه و کو با خطای اریبی متوسط 143 میلی متر در سطح منطقه به ترتیب بهترین و بدترین نتایج را نشان دادند.

    نتیجه گیری

    در مقیاس سالانه طرحواره امانوئل در 77 درصد از ایستگاه های مورد مطالعه دارای کمترین میانگین جذر مربعات خطا (با متوسط 22.8 میلی متر) و کمترین خطای اریبی (با میانگین 21.18 میلی متر) است. در مقیاس سالانه برای هر سه استان، طرحواره امانوئل کمترین مقدار جذرمیانگین مربعات خطا را نشان می دهد (18.96، 28.95 و20.69 میلی متر به ترتیب برای استان های همدان، کرمانشاه و کردستان). در مقیاس فصلی، طرحواره امانوئل برای فصل پاییز (68.76 میلی متر) و زمستان (66.8 میلی متر) کمترین جذر میانگین مربعات خطا را نشان می دهد. همچنین در فصل بهار(54.4 میلی متر) و تابستان (4.59 میلی متر) کمترین مقادیر جذر میانگین مربعات خطا مربوط به طرحواره کو است.

    کلیدواژگان: مدل RegCM4، طرحواره های همرفت، MK36- CSIRO، تغییر اقلیم
  • مجید فضلی*، زهره حیدری صفحات 71-89
    سابقه و هدف

     بسیاری از سازه های احداث شده در رودخانه ها به علت عدم شناخت صحیح پدیده آبشستگی تخریب شده و خسارات زیادی به آنها وارد می گردد. بنابراین اطلاع از مقدار حداکثر آبشستگی اطراف سازه هایی که در رودخانه ها احداث می شوند از اهمیت خاصی برخوردار است. آبشکن ها به طور وسیعی به منظور ساماندهی رودخانه ها در کشور طراحی و اجرا می شوند. این روش که به عنوان یکی از موثرترین روش های تثبیت سواحل رودخانه ها مطرح می باشد روز به روز در حال توسعه و گسترش می باشد. در این مطالعه نیز سعی گردیده تا نتایج آزمایشگاهی میزان آبشستگی مربوط به یک فلوم در حالت های مختلف نصب آبشکن با درصدهای مختلف بازشدگی با استفاده از مدل های مختلف آشفتگی شبیه سازی عددی شده و ضمن معرفی بهترین مدل آشفتگی با محاسبه معیارهای جریان عرضی که در اثر حضور آبشکن ایجاد می گردد، تاثیر درصد بازشدگی آبشکن بر روی قدرت جریان عرضی ایجاد شده و طولی از پایین دست آن که کماکاان جریان عرضی ادامه می یابد مشخص گردد.

    مواد و روش ها

    به منظور مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی، نتایج برداشت آزمایشگاهی در اطراف آبشکن بسته و باز با درصدهای باز شدگی 30، 50 و 70 نصب شده در یک فلوم مورد استفاده قرار گرفت. فلوم مزبور دارای 14 متر طول، 2 متر عرض و 5/0 متر ارتفاع بوده و شیب کف آن نزدیک به صفر می باشد.دبی جریان 50 لیتر بر ثانیه، قطر متوسط 0/26 میلیمتر و شرایط جریان زلال می باشدو سرعت جریان کمتر از سرعت آستانه حرکت ذرات می باشد. جهت مدلسازی عددی فلوم مزبور نیز از نرم افزار Flow-3D استفاده شد.

    یافته ها

    مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی عددی و نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل عددی در پیش بینی الگوی آبشستگی و توپوگرافی بستر در اطراف آبشکن های باز با بازشدگی های متفاوت و نیز آبشکن بسته توانمند عمل می نماید. بررسی قدرت گردابه های ایجاد شده در اطراف آبشکن های باز با محاسبه و مقایسه برخی از معیارهای بیان گر قدرت جریان های عرضی انجام، و چگونگی تغییرات و تداوم قدرت جرین عرضی قبل و بعد از آبشکن، نسبت به میزان بازشدگی آبشکن بررسی گردید. سپس همان معیارهای بیان گر قدرت جریان عرضی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (ANN) پیش بینی و نتایج حاصل از شبکه عصبی مصنوعی (ANN) با نتایج حاصل از شبیه سازی عددی مقایسه شده است. . نتایج حاصله برای معیارهای جریان عرضی محاسبه شده نشان می دهد که می توان انحراف جریان توسط آبشکن با درصد بازشدگی بیش از پنجاه درصد را تقریبا نادیده گرفت و برای آیشکن نفوذناپذیر جریانهای عرضی تا طولی بیش از 1/4 طول آبشکن نیز کماکان ادامه دارند.

    نتیجه گیری

    مدلسازی عددی با نرم افزار Flow-3D جهت تخمین محل و میزان حداکثر آبشستگی اطراف آبشکن های بسته و باز با درصدهای مختلف بازشدگی موفق عمل می نماید. همچنین قدرت جریان های عرضی در بالادست و پایین دست آبشکن با درصد بازشدگی آبشکن باز مرتبط است. و در صورتیکه یکی از اهداف احداث آبشکن انحراف جریان طولی می باشد افزایش بیش از 50 درصد بازشدگی آبشکن این نقش را بسیار کمرنگ خواهد کرد. هم چنین با مقایسه نتایج حاصل از شبکه عصبی و معیارهای قدرت جریان عرضی مشخص گردیده که شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، می تواند نتایج قابل قبولی برای این معیارها در مقاطع مختلف عرضی ارائه دهد. واژگان کلیدی: آبشکن بسته و باز، آبشستگی، جریان عرضی، شبیه سازی عددی، شبکه عصبی.

    کلیدواژگان: آبشکن باز، جریان عرضی، شبیه سازی عددی، شبکه های عصبی
  • حامد شهسواری، قاسم پناهی، سعیدرضا خداشناس* صفحات 91-107
    سابقه و هدف

    غالب بارش ها در مناطق گرم و خشک رگباری بوده و سیلاب های بزرگی را بوجود می آورد. تخریب و رسوب-گذاری سیلاب ها خسارات زیادی را در پی دارد. با توجه به این که ایران جز مناطق گرم و خشک بوده و غالب بارش های آن نیز رگباری می باشد، بررسی اثر سیلاب های ناشی از بارندگی، امری ضروری به نظر می رسد. در پژوهش حاضر اثر موج سیلاب ها بر انتقال بار کف در یک کانال آزمایشگاهی با قابلیت شیب پذیری و تحت شرایط جریان غیرماندگار مورد بررسی قرار گرفته است.

    مواد و روش ها

    برای انجام این پژوهش از یک کانال با عرض و ارتفاع 30 و 50 سانتی متر به طول 10 متر استفاده شد. کانال مورد نظر قابلیت شیب پذیری داشته که برای انجام پژوهش حاضر 2 شیب صفر و 1.5 درصد در جهت طولی به کانال داده شد. دیواره های کانال شیشه ای بوده و امکان مشاهده جریان در حال عبور را فراهم می نمود. ذرات رسوبی مورد استفاده به عنوان رسوبات بستر، از جنس ماسه رودخانه ای و در سه نوع دانه بندی یکنواخت با قطر متوسط 0/85، 1 و1/2 میلیمتر تهیه گردید. آبنمود های تولیدی از نوع مثلثی با بده های اوج 20، 30 و 40 لیتر بر ثانیه بر متر انتخاب گردید. همچنین در ادامه برای کنترل فرسایش مواد بستر و کاهش میزان حجم انتقالی بستر از پره به عنوان روش محافظتی در مقابل جریان استفاده شد.

    یافته ها

    در این تحقیق آزمایشاتی برای بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در رودخانه های فصلی انجام شد. دبی اوج آب-نمودهای متقارن، شیب بستر و اندازه ذرات بستر نقش تعیین کننده ای بر انتقال رسوب دارند. نتایج نشان داد که با افزایش شیب از صفر به 0/015 طول حفره به وجود آمده ناشی از فرسایش 1/92 برابر می شود. با بررسی تاثیر قطر ذرات رسوبی بر میزان انتقال رسوب، آزمایشات نشان داد که با کاهش قطر ذرات غیر چسبنده، طول حفره فرسایش یافته به میزان 1/84 برابر افزایش می یابد. همچنین با دو برابر شدن مقدار دبی اوج آب نمود از 20 به 40 لیتر بر ثانیه طول حفره فرسایش یافته 2/2 برابر شد و ماکزیمم عمق آبشستگی نیز 56 درصد افزایش یافت. برای کاهش انتقال بار بستر به پایین دست پره ها به صورت زیگزاگ، مورب و عمود برجریان قرار داده شدند. نتایج نشان داد که با استفاده از پره، انتقال رسوب به پایین دست کاهش می یابد که در این میان پره عمود هم تراز بستر بهترین عملکرد را دارا بود و باعث کاهش در طول و عمق حفره فرسایش یافته توسط آب نمودهای ورودی شد که در نهایت موجب کاهش 89 درصدی حجم رسوب انتقالی نسبت به حالت بدون پره گردید.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان دادند که افزایش دبی اوج آبنمود در انتقال بار کف موثر بوده و همچنین شیبدار شدن بستر و کاهش اندازه قطر متوسط ذرات موجب افزایش بیشتر انتقال بار بستر می شود. بر اساس آزمایش های انجام شده بحرانی ترین حالت انتخاب شده و اثر پره بر کاهش فرسایش بستر آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی ها نشان داد که بیشترین کاهش فرسایش به ازای قرارگیری پره ها به شکل عمود که تاج پره ها هم تراز بستر می باشد، بوده است.

    کلیدواژگان: مجاری خشک، موج سیلاب، فرسایش بستر، آبنمود، پره
  • حسین علی فغانی، عباس حشمتی* صفحات 109-125
    سابقه و هدف

    استفاده زیاد از سموم دفع آفت در کشاورزی و ورود مقداری از این ترکیبات در آب و محصولات سبب شده است تا یکی از راهبردهای اصلی در کشاورزی، افزایش سطح سلامت جامعه با استفاده کمتر از سموم دفع آفات و در نتیجه تولید محصول سالم و در وهله بعد جداسازی سموم موجود در آب های آلوده قبل از رهاسازی در محیط زیست باشد. سم در کشاورزی به ماده شیمیایی طراحی شده برای کشتن آفت ها اطلاق می شود. سم در زنجیره غذایی گاهی تا چند هزار بار تغلیظ شده و بیشتر آنها به ویژه اگر دارای حلقه آروماتیک باشند به آسانی تجزیه نمی شوند. هدف از این پژوهش جذب سطحی متیلن بلو از محلول آبی توسط کامپوزیت بتا سیکلودکسترین/ اکسیدروی است.

    مواد و روش ها

    نانوکامپوزیت بتا سیکلودکسترین/ اکسیدروی از روش سل-ژل در محلول آبی و تحت جو نیتروژن سنتز شده و با استفاده از تکنیک های FTIR، SEM وXRD با موفقیت شناسایی شد. طول موج جذب ماکزیمم متیلن بلو، با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر UV-VIS و اسکن محدوده طول موج 400 تا800 نانومتر در 665 نانومتر تعیین شد. جذب سطحی متیلن بلو بر کامپوزیت بتا سیکلودکسترین/ اکسیدروی به صورت ناپیوسته ارزیابی شد. pH اولیه (1، 4 ، 7 ،9 و 12)، مقدار اولیه جاذب (0/005، 0/01، 0/015 و 0/02 گرم)، غلظت اولیه متیلن بلو (20،10،5 و30 میلی گرم بر لیتر)، و زمان تماس تا 40 دقیقه و نیز فرایند واجذب بررسی مورد مطالعه قرار گرفتند. مدل های همدمای جذب لانگمویر، فروندلیچ و تمکین بررسی شدند. داده های تجربی با مدل های سینتیکی مختلف مطالعه شدند. پارامترهای ترمودینامیکی در جذب سطحی شامل تغییر انرژی آزاد گیبس (∆G0)، تغییرآنتروپی (∆S0) و تغییر آنتالپی(∆H0) با بررسی فرایند جذب در چند دمای مختلف اندازه گیری شدند.

    یافته ها

    کمترین مقدار جذب در 7=pH و بیشترین مقدار در pH اسیدی 1 مشاهده می شود. به نظر می رسد افزایش جذب متیلن-بلو در pH اسیدی به دلیل تبدیل آلاینده به آنیون است که موجب جذب سطحی قدرتمندتر می شود. تا 15 دقیقه پس از شروع فرایند، جذب با سرعت انجام شده و سپس با سرعت کمتری انجام می شود. جذب بعد از 30 دقیقه به تعادل می رسد. بیشترین ظرفیت جذب در غلظت 5 میلی گرم بر لیتر از آلاینده در حضور 005/0 گرم در لیتر از جاذب و در دمای 20 درجه سانتی گراد اتفاق می افتد. فرایند جذب گرمازا و با کاهش انتروپی همراه است. مقادیر ثابت های ترمودینامیکی ∆H0 و ∆S0 به ترتیب kj/mol 55/185- و j/(k∙mol) 195/62- می باشند. در دمای 20 درجه سانتی گراد مقدار انرژی آزاد ژیبس j/(k∙mol)2131/65است و با افزایش بیشتر دما تا 37 درجه تا j/(k∙mol) 5457/19افزایش می یابد. ایزوترم تمکین با ضریب همبستگی 0/9818 و ثابت KT برابر 0/493 مطابقت خوبی با داده های تجربی دارد. مدل سینتیکی شبه درجه دوم با ضریب همبستگی 9578/0 و ثابت سرعت min-1M-0/107 مدل سینتیکی مناسبی برای توصیف جذب است.

    کلیدواژگان: آب، متیلن بلو، سنتز، کامپوزیت، جذب سطحی
  • یحیی کوچ*، نیلوفر نقره صفحات 127-143
    سابقه و هدف

    تخریب رویشگاه های جنگلی و تغییر کاربری اراضی از جمله عوامل موثر بر تغییرپذیری مشخصه های خاک به شمار می-روند. مشخصه های میکروبی و فعالیت های آنزیمی، به عنوان شاخص های سلامت خاک، پویاترین و حساس ترین مشخصه های خاک محسوب می شوند که نقش مهمی در چرخه عناصر غذایی، حاصل خیزی درازمدت و جریان انرژی در خاک دارند. این مشخصه ها اطلاعات مفید و کاملی در مورد چرخه بیوژئوشیمیایی عناصر نشان می دهند، زیرا نسبت به تغییرات در محیط خاک به سرعت واکنش نشان داده و اطلاعات جامعی در خصوص وضعیت فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک ارائه می دهند.

    مواد و روش ها

    با هدف مطالعه و ارزیابی اثر پوشش های جنگلی، مرتعی و زراعی بر مشخصه های میکروبی و فعالیت های آنزیمی خاک، رویشگاه ییلاقی کدیر از توابع بخش کجور در جنوب شرقی شهرستان نوشهر مورد توجه قرار گرفت. در پژوهش پیش رو چهار نوع پوشش گیاهی شامل جنگل لور- اوری (Carpinus orientalis - Quercus macrocarpa)، اراضی مرتعی با پوشش غالب و قرق Astragalus balearicus - Teucrium subspinosum، اراضی مرتعی با پوشش غالب و قرق Stachys byzantinaو اراضی دیم زار گندم (Triticum aestivum) انتخاب شد. پس از بازدید و شناسایی مناطق، در هر یک از کاربری های مورد مطالعه سه ترانسکت (به فاصله 50 متر از همدیگر) به طول 200 متر پیاده و نمونه های خاک در یک سطح 25 سانتی متر × 25 سانتی متر تا عمق 15 سانتی متری در ابتدا، وسط و انتهای هر ترانسکت برداشت شدند. در مجموع 9 نمونه خاک از هر کاربری جهت آنالیز مشخصه های فیزیکوشیمیایی، زیستی، میکروبی و فعالیت های آنزیمی به آزمایشگاه انتقال داده شد.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس حاکی از آنست که بیشترین مقادیر مشخصه های پایداری خاکدانه، محتوی رس، رطوبت، کربن آلی، نیتروژن کل، کربن آلی ذره ای، نیتروژن آلی محلول، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم قابل جذب، زیتوده ریزریشه، نیترات و معدنی شدن نیتروژن خاک و کمترین مقادیر مشخصه های جرم مخصوص ظاهری و نسبت کربن به نیتروژن خاک به رویشگاه جنگلی اختصاص داشته است. بیشترین مقدار محتوی شن و کمترین مقادیر مشخصه های سیلت و کربن آلی محلول در کاربری زراعی مشاهده شد. مشخصه های pH، هدایت الکتریکی، نیتروژن آلی ذره ای و آمونیوم تفاوت های آماری معنی داری را در بین کاربری های مورد مطالعه نشان ندادند. بیشترین مقادیر مشخصه های تنفس پایه، تنفس برانگیخته، زیتوده میکروبی کربن، زیتوده میکروبی نیتروژن، زیتوده میکروبی فسفر، اوره آز، اسید فسفاتاز، آریل سولفاتاز و اینورتاز در رویشگاه جنگلی مشاهده شد در حالی که شاخص های میکروبی مورد مطالعه (ضریب متابولیکی، سهم میکروبی و شاخص قابلیت دسترسی به کربن) تفاوت های آماری معنی داری را در بین کاربری ها نشان نداده اند. تحلیل مولفه های اصلی (PCA) نیز حاکی از وجود فعالیت های میکروبی، آنزیمی، زیستی و حاصل خیزی بیشتر خاک در رویشگاه جنگلی بوده و موقعیت مکانی کاملا متفاوتی را نشان می دهد.

    نتیجه گیری

    به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که مشخصه های مختلف خاک تحت رویشگاه جنگلی از وضعیت بهتری نسبت به سایر رویشگاه های مورد مطالعه برخوردار می باشند، در حالی که تخریب جنگل و تغییر کاربری اراضی با افت شاخص های کیفیت مواد آلی و خاک باعث کاهش فعالیت های فعالیت های میکروبی و بیوشیمی خاک می شود.

    کلیدواژگان: جنگل بلوط- اوری، پوشش مرتعی آستراگالوس، مرتع استاخیز، دیم زار گندم
  • معصومه مرزبان*، محسن مسعودیان صفحات 145-160
    سابقه و هدف

    سدها و بندهای انحرافی از جمله سازه های تقاطعی در مسیر رودخانه ها هستند که مانع مهاجرت ماهی ها به بالادست می شوند. راه ماهی با ایجاد مسیری مطمئن، دسترسی ماهیان به زیستگاه مورد نظرشان را فراهم می آورد. کانال ماهی قایقرو که از ایده های جدید طراحی محسوب می شود، به دلیل داشتن عملکردی همسو با محیط-زیست، مورد توجه بسیاری از کشورها قرار گرفته است. در این راه ماهی، برخلاف راه ماهی های متداول، از علف های مصنوعی برای استهلاک انرژی استفاده می شود. در واقع این علف های مصنوعی، برس هایی متشکل از المان های عمودی هستند که نقش ساقه های گیاهی را در کانال ایفا می کنند. علف های مصنوعی علاوه بر ایجاد محیطی امن برای عبور ماهیان، به دلیل خمش مناسب ساقه ها، قایق های کوچک نیز می توانند به راحتی بر روی آن عبور کنند. برس ها با چیدمان های مختلفی در کانال ماهی قایقرو قرار گرفته می شوند، که هریک از این چیدمان ها تاثیر متفاوتی بر میزان استهلاک جریان دارند. هدف اصلی از انجام این پژوهش بررسی آزمایشگاهی اثر این چیدمان ها بر عمق جریان در حوضچه ها و سرعت جریان در محل شکاف ورودی ماهیان است و به انتخاب چیدمانی که از نظر هیدرولیکی عملکرد مناسب تری دارد، پرداخته شده است.

    مواد و روش ها

    این آزمایش در کانالی به طول 12متر و عرض 5/0متر با چهار چیدمان متفاوت از برس ها با تعداد المان های ثابت انجام شد. برس ها از لوله های پلی اتیلنی به ضخامت 6میلی متر و ارتفاع 20سانتی متر که بر روی صفحات PVC به ضخامت 16میلی متر تعبیه شده، ساخته شدند. مدل ها با توجه به چیدمان مورد نظر، در کف کانال ثابت شدند. عمق جریان در مرکز حوضچه ها توسط عمق سنج و سرعت جریان در شکاف ورودی ماهی، از کف کانال تا سطح آب به فاصله هر 1سانتی متر، توسط میکرومولینه اندازه گیری شد. همچنین با آنالیز ابعادی پارامترهای بی بعد موثر بر ضریب زبری (n) تعیین شد.

    یافته ها

    نتایج نشان می دهد که پارامتر بی بعد عمق استغراق (y/h) نسبت به دیگر پارامترهای بی بعد، بیشترین تاثیر را روی ضریب زبری (n) دارد. در شرایط مستغرق، با افزایش عمق استغراق (y/h) ضریب زبری (n) کاهش و در شرایط غیرمستغرق با افزایش عمق استغراق (y/h) ضریب زبری (n) افزایش می یابد، بیشترین ضریب زبری (n) در آستانه استغراق رخ می دهد. میزان افزایش ضریب زبری (n)، در شرایط نیمه مستغرق نسبت به شرایط مستغرق در چیدمان اول 18درصد، چیدمان دوم 5درصد، چیدمان سوم 6درصد و چیدمان چهارم حدود 20درصد می باشد. یافته ها حاکی آن است، در شکاف ورودی ماهی، روند نمودار سرعت جریان (v) از کف کانال تا سطح آب افزایشی است و محدوده سرعت بین 0/6 تا 0/7 متر بر ثانیه است. مطابق یافته ها، روند افزایش سرعت تا ارتفاع المان ها بسیار کند و در اعماق بالاتر از المان ها، روند افزایش سرعت زیاد است. علاوه بر این، نتایج این پژوهش نشان داد، روند نمودارهای دبی_اشل برای چیدمان ها همواره افزایشی است ولی در شرایط غیر مستغرق نمودار با شیب بیشتری نسبت به شرایط مستغرق افزایش می یابد. با بررسی چیدمان ها در نمودارهای دبی بی بعد (Q*) نیز می توان دریافت، محدوده ضریب زبری (n) چهار چیدمان در یک شرایط ثابت آزمایشگاهی، متفاوت است و در چیدمان چهارم ضریب زبری (n) تا حدود 90درصد افزایش می یابد.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج حاصل، آرایش برس ها تاثیر بسزایی در میزان ضریب زبری دارند که در این پژوهش چیدمان چهارم با بیشترین همپوشانی، بالاترین ضریب زبری را در کانال ایجاد می کند. در نتیجه با اجرای این چیدمان در کانال ماهی قایقرو علاوه بر امکان تردد قایق در کانال، محیطی امن برای ماهیان ایجاد می شود.

    کلیدواژگان: کانال ماهی قایقرو، علف های مصنوعی، ضریب زبری، سرعت جریان، پلکان ماهی رو
  • عباس احمدپور، سیدحسن میرهاشمی، پرویز حقیقت جو* صفحات 161-176

    پیش بینی رواناب به منظور بهره برداری موثر از مخازن کنترل سیل و سامانه های سیل بند خاکی ضروری می باشد. پیش بینی ها همچنین با برآورد زمان و محدوده خسارات مورد انتظار یا شرایط مخرب سیل، بهره برداری اضطراری را امکان پذیر میسازند. پیش بینی ها بر مبنای شرایط هواشناسی و هیدرولوژیکی اخیردر حوضه هستندو ممکن است شرایط هواشناسی پیش بینی شده در آینده را نیز شامل شوند.اگرچه اکثر کاربردها در زمینه پیش بینی سیل می باشد، پیش بینی رواناب ممکن است تامین آب، انرژی برق آبی، نیازهای زیست محیطی و دیگر نیازهای بهره برداری را هم پشتیبانی نماید. بنابراین تاکنون روابط و الگوهای گوناگون و پیچیده ای برای پیش بینی میزان آبدهی رودخانه ها مانند انواع الگوهای مفهومی بارش-رواناب، الگوهای خطی سری زمانی و الگوی ترکیبی یا هیبرید ارائه شده است، لیکن به دلیل عدم شناخت دقیق و نیز پیچیدگی عوامل موثر در آبدهی رودخانه ها در بسیاری از مواقع میزان مقادیر محاسبه شده از روابط گوناگون تفاوت معنی داری با یکدیگر داشته اند.هدف از این پژوهش ارزیابی دقت مدل مفهومیHMS-SMAو مدل دوخطی در پیش بینی رواناب روزانه در حوضه مارون واقع در استان خوزستان می باشد. وجه تمایز این پژوهش با مطالعات پیشین داخلی تاکنون مقایسه این دو مدل در زمینه پیش بینی رواناب روزانه در مطالعات داخلی صورت نگرفته است در این پژوهش داده های شدت جریان روزانه رودخانه مارون به مدت 17 سال طی سال های 1374 تا 1390 در ایستگاه آبسنجی ایدنک در حوضه آبریز مارون مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. همچنین حوضه آبریز مارون تا محل سد مارون بر اساس توپوگرافی و موقعیت ایستگاه های هیدرومتری با استفاده از نرم افزار ARCGIS به چهار قسمت تقسیم شده و هر یک به عنوان یک زیر حوضه به مدل HMS-SMA معرفی شده است. از بین مدلهای مختلف تبدیل بارش به رواناب در نرم افزارHEC-HMS، ازمدل هیدروگراف واحد کلارک به دلیل کاربرد گسترده تر در حوضه های بزرگ و عملکرد قابل قبول آن استفاده شد. همچنین بنابر مرور منابع انجام شده و توصیه های صورت گرفته مدل SMA از مدل جریان پایه مخزن خطی برای برآورد جریان پایه بهره گرفته شد. برای روندیابی سیل در طی بازه های رودخانه نیز روش روندیابی ماسکینگام انتخاب شد. علاوه براین با توجه به برف گیر بودن حوضه برای مدل سازی ذوب برف از روش شاخص دما بهره گرفته شده است. مدل های دوخطی توسط گرانکر و اندرسون معرفی شدند. مدلهای دوخطی، در واقع بسط مرتبه دوم سری تیلور هستند. با توجه به اینکه داده های سری زمانی شدت جریان روزانه ایستگاه ایدنک دارای نا ایستایی در میانگین و واریانس می باشند لذا از روش های تفاضلگیری، تبدیل باکس- کاکس و تابع تبدیل ریشه دوم به منظور ایستا کردن میانگین و واریانس سری استفاده شد. با توجه به شکل های مختلف هیدروگراف در مرحله صحتسنجی و واسنجی می توان دریافت که مدل HMS-SMAدر برآورد دبی جریان با مقادیر کم نسبت به دبی های اوج از دقت خوبی برخوردار است. میانگین و واریانس سری زمانی با استفاده از تفاضل گیری مرتبه دو ایستا گردید. سپس شروع به برازش مدلهای دوخطی مختلف با مرتبه های مختلف شد. صحت سنجی مدل های دوخطی برازش یافته برداده های دبی روزانه ایستگاه ایدنک با استفاده از آماره پورت مانتو تایید شده است. در نهایت مدل دوخطی BL(2,2,1,1)با داشتن کمترین مقدار آماره آکائیک به عنوان مدل مناسبتر برگزیده شد و از آن برای مقایسه با مقادیر دبی جریان روزانه پیش بینی شده مدل HMS-SMA استفاده گردید. نگاه اجمالی به معیارهای ارزیابی دو مدل HMS-SMA و مدل دو خطی نشان می دهد که مدل BL(2,2,1,1) با مقادیر ضریب تعیین، مجموع مربعات باقی مانده و ریشه میانگین مربعات خطا، به ترتیب برابر با 0/91، 8/9، 17/8به عنوان مدل مناسبتر و از دقت زیاد در مدل سازی و پیش بینی دبی روزانه حوضه مارون در مقایسه با مدل مفهومی HMS-SMAاست. همچنین مشخص شد که در مدل های دوخطی با افزایش مرتبه میانگین توانایی و قابلیت پیش بینی جریان روزانه آن ها درحوضه مذکور نامناسبتر میگردد.

    کلیدواژگان: آماره پورت مانتئو، پیش بینی رواناب، سری زمانی، مدل دوخطی، مدل
  • محمد مهدی چاری*، پیمان افراسیاب صفحات 177-192
    سابقه و هدف

    رابطه بین عمق سطح ایستابی و تبخیر از سطح خاک در اغلب مناطق خشک و نیمه خشک بسیار مهم است. در این مناطق به علت آبیاری بیش از حد نیاز، اغلب سطح ایستابی نزدیک زمین بوده که باعث شوری خاک می شود. با توجه به اهمیت تبخیر از ستون خاک در حضور سطح ایستابی توجه زیادی را در ده های گذشته به خود معطوف کرده است. فرآیند خشک شدن خاک پدیده فیزیکی تبخیر از سطح خاک در سه مرحله اجرا می شود. مرحله اول، تبخیر با شدت ثابت است. مرحله دوم، تبخیر با شدت نزولی است. مرحله سوم، تبخیر باقیمانده با شدت کم است که بعد از خشک شدن بیش از حد لایه سطحی خاک و تاثیر آن در کاهش هدایت هیدرولیکی خاک آغاز می شود. با توجه به اهمیت مقدار تبخیر از سطح ایستابی در مناطق خشک و نیمه خشک، لازم است این پارامتر به طور دقیق اندازه گیری شود. در نتیجه این پژوهش با هدف تاثیر عمق سطح ایستابی بر روی مقدار تبخیر و همچنین تعیین مراحل مختلف تبخیر انجام گرفت.

    مواد و روش ها

    خاک مورد استفاده از در این آزمایش لومی با چگالی 1/32 گرم بر سانتی متر مکعب بوده است. محل آزمایش گلخانه و مدت زمان آزمایش 74 روز بود. خاکها از الک 2 میلی متری عبور داده شد و سپس با استفاده از قیف خاکها درون لوله های آزمایش ریخته شد. برای تهیه ستون های آزمایش از لوله های پی وی سی با قطر 250 میلی متر استفاده شد. سطوح ایستابی در عمق های 400، 600 و 800 میلی متری از سطح خاک ثابت نگه داشته شد. برای ثابت نگه داشتن سطح ایستابی در عمق های مختلف از بطری هایی استفاده شد که در کنار ستون های آزمایش قرار گرفته و به وسیله لوله ای از انتها، آب را وارد ستون خاک می شد. اندازه گیری تلفات آب از ستون خاک با استفاده از اندازه گیری رطوبت خاک در عمق های مختلف با استفاده رطوبت سنج مدل دلتا انجام شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد حرکت آب در نزدیکی سطح ایستابی به صورت مایع و هرچه به سطح خاک نزدیک می شویم به صورت بخار است. به طور کلی رطوبت در عمق های بین صفر تا 160 میلی متری ستون خاک در طول زمان آزمایش کاهش یافته و لایه های پایینی اشباع باقی می ماند. در حالت ماندگار مقدار تبخیر از سطح خاک برابر است با مقدار تلفات آب از سطح ایستابی و در شرایط غیر ماندگار مقدار تبخیر از سطح خاک برابر است با مجموع تلفات آب از سطح ایستابی و آب از دست رفته از پروفیل خاک. مقدار تبخیر تجمعی در بازه 74 روز از سطح ایستابی، 400، 600 و 800 میلی متری به ترتیب برابر با 384/6، 331/2و 293/4میلیمتر بود. بیشترین تلفات آب از پروفیل خاک مربوط به عمق سطح ایستابی 800 میلی متری و مقدار 3/51 میلیمتر بوده است. با افزایش عمق سطح ایستابی از 400 میلی متر به 800 میلی متر (100% افزایش) مقدار تبخیر از سطح ایستابی 24% و مقدار کل تبخیر از سطح خاک 5/16% کاهش یافته است. طول مراحل اول تبخیر برای عمق سطح ایستابی 400 میلی متر دو روز، برای عمق سطح ایستابی 60 سانتی متری یک روز و برای 800 میلی متری کمتر از یک روز بود.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش به ما اطلاعاتی در رابطه با فرآیند جریان آب در بالای سطح ایستابی کم عمق آب داد. تغییرات رطوبتی در خاک سطحی خیلی بیشتر از خاک های نزدیک به سطح ایستابی است. در نزدیکی سطح ایستابی به صورت مایع و در نزدیک به سطح خاک حرکت آب به صورت بخار است. با افزایش سطح ایستابی طول مرحله اول تبخیر کاهش یافته است. به طور کلی می توان نتیجه-گیری کرد که تبخیر از سطح ایستابی می تواند بخش زیادی از آب مورد نیاز گیاهان را فراهم کند

    کلیدواژگان: لوم، جبهه تبخیر، عمق سطح ایستابی
  • محسن پوررضا *، هادی معماریان خلیل آباد، علی شهیدی، سمیرا رهنما صفحات 193-206
    سابقه و هدف

    مدل های شبیه سازی هیدرولوژیکی نمایش ساده شده ای از سیستم هیدرولوژی واقعی هستند که به مطالعه درباره کارکرد حوضه در واکنش به ورودی های گوناگون و فهم بهتر از فرآیندهای هیدرولوژی کمک می کنند. این مدل ها با شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب قادر به تخمین میزان رواناب حوضه های آبریز با کمترین زمان و هزینه ممکن بوده ولی علیرغم توانمندی های بالا، دارای خطا می باشند. یکی از مهمترین مسائل در بین پژوهشگران، برطرف نمودن این خطاها می باشد. ازین رو، کاربرد روش های ترکیبی به عنوان یکی از رویکردهای مورد استفاده جهت بهبود نتایج مورد تاکید این تحقیق می باشد. در این پژوهش برای تجزیه و تحلیل شبیه سازی های هیدرولوژیکی از چهار روش ترکیبی چندگانه (Simple Model Average (SMA)، Weighted Average Method (WAM)، Multi Model Super Ensemble (MMSE) و Modified Multi Model Super Ensemble (M3SE)) در زیرحوضه آبریز قره سو واقع در استان کرمانشاه استفاده شده است.

    مواد و روش ها

    زیر حوضه آبریز قره سو با مساحت 5354 کیلومترمربع در شمال غربی حوضه کرخه و در غرب ایران واقع شده است. در این پژوهش داده های پایه مورد استفاده شامل داده های دما، بارش و رواناب مشاهده ای به صورت روزانه طی دوره آماری 2008 -1997 از ایستگاه های منتخب منطقه می باشد. 70 درصد داده ها برای دوره واسنجی (2005 -1997) و 30 درصد باقی مانده برای صحت سنجی (2008 -2006) بکار گرفته شد. بدین منظور، از مدل های موجود در بسته نرم افزاری RRL چون Simhyd، AWBM، Sacramento و TANK و مدل های SCS-Milc و Hymod کدنویسی شده در زبان برنامه نویسی Matlab استفاده شد. پس از حصول نتایج، به منظور بهبود نتایج از چهار روش ترکیبی SMA، WAM، MMSE و M3SE استفاده شد. در نهایت با استفاده از شاخص های ارزیابی ریشه میانگین مربعات خطای نرمال(NRMSE) و نش- ساتکلیف (NS) عملکرد هر کدام از روش ها بررسی شد.

    یافته‎ها

    در پژوهش حاضر تمامی مدل های شبیه سازی شده نتایج قابل قبولی را ارائه می دهند. نتایج مربوط به روش های ترکیبی نشان داد که به طور کلی روش ها موجب بهبود نتابج شبیه سازی شده اند. هم‍چنین بیشترین میزان بهبود به ترتیب در روش های M3SE و MMSE بدست آمد. مقدار شاخص های ارزیابی NS و NRMSE در روش M3SE به ترتیب 80/0 و 97/0 در دوره واسنجی و در دوره صحت سنجی 87/0 و 53/0 بدست آمد.

    نتیجه گیری

    روش های ترکیبی چندگانه به طور مشخص نتایج شبیه سازی دبی جریان توسط هر یک از مدل های شبیه سازی را بهبود بخشیدند. هرچند روش M3SE به دلیل داشتن فرآیندی که در آن تاثیر تصحیح خطا دیده شده است نتایج بهتری نسبت به بقیه ارائه داده است. در نهایت در بدترین حالت می توان انتظار داشت خروجی مدل ترکیبی M3SE برابر یا بهتر از بهترین شبیه سازی از بین مدل های هیدرولوژی به کار رفته باشد.

    کلیدواژگان: شبیه‎سازی بارش- رواناب، قره‎سو، بسته RRL، روش های ترکیبی
  • منصور چترنور، مهدی همایی، صفورا اسدی*، محمد محمودیان صفحات 207-220
    سابقه و هدف

    نگهداشت و هدایت هیدرولیکی از مهم ترین ویژگی های هیدرولیکی محیط متخلخل در ارتباط با آلاینده ها است. منحنی نگهداشت و هدایت هیدرولیکی وابسته به ویژگی های خاک و سیال هستند. آلاینده های کلردار به دلیل نوع ترکیباتی که دارند در هنگام ورود به آب های زیرزمینی سبب آلودگی می شوند، بنابرین جلوگیری از ورود این آلاینده ها به آب و خاک ضروری است. به منظور بررسی رفتار هیدرولیکی تری کلرواتیلن در خاک، منحنی های نگهداشت خاک برای تری کلرواتیلن و آب تعیین شد. تعیین هدایت هیدرولیکی اشباع در سیستم دو فازی NAPL-هوا و برآورد هدایت هیدرولیکی غیراشباع توسط مدل های معلم-ون گنوختن، معلم-بروکس وکوری، و معلم -کوسوگی، در سیستم های دو فازی NAPL-هوا هدف دیگر این پژوهش بود.

    مواد و روش ها

    در پژوهش حاضر از سیالات تری کلرواتیلن و آب استفاده شد. برای رسم منحنی های نگهداشت آب و تری کلرواتیلن در خاک SiL (سیلتی لوم) از دستگاه ستون آویزان و برای تعیین هدایت هیدرولیکی اشباع از روش بار ثابت استفاده شد. پارامترهای منحنی-های نگهداشت خاک، برای سیالات تری کلرواتیلن و آب بر اساس مدل های ون گنوختن، بروکس-کوری و کوسوگی در نرم افزار RETC تعیین شد. هدایت هیدرولیکی غیر اشباع به عنوان تابعی از پتانسیل ماتریک، بر اساس مدل های معلم-ون گنوختن، معلم - بروکس -کوری و معلم- کوسوگی به دست آمد. همچنین برای مقایسه ی کمی مدل های هیدرولیکی به کار رفته، از آماره های خطای حداکثر ، ریشه ی میانگین مربعات خطا ، ضریب تعیین ، کارایی مدل و ضریب جرم باقیمانده استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که در یک مقدار معین از فاز مایع، سیال تری کلرواتیلن نسبت به آب، نگهداشت کمتر و هدایت هیدرولیکی بیشتری را در خاک داشت که با توجه به کشش سطحی و گرانروی کمتر تری کلرواتیلن نسبت به آب، این رفتار قابل انتظاراست. مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع برای تری کلرواتیلن و آب به ترتیب 75/136 و 5/94 سانتی متر بر روز به دست آمد. با مقایسه بین مقادیر اندازه گیری شده و برآورد شده نگهداشت سیالات در خاک، مدل ون گنوختن بیشترین کارایی (0/93) و کمترین خطای باقی مانده (0/018) را برای آب نسبت به تری کلرواتیلن نشان داد. در دو مدل دیگر نیز کارایی مدل برای سیال آب بیشتر است. در مورد سیال تری کلرواتیلن، مدل ون گنوختن و بروکس-کوری کارایی نسبتا مناسبی را از خود نشان دادند. به طور کلی، دقت هر سه مدل برای تری کلرواتیلن کمتر از آب بود.

    نتیجه گیری

    نتایج اعتبار سنجی مدل های هیدرولیکی نشان داد که مدل ون گنوختن پیش بینی بهتری نسبت به مدل های کوسوگی و بروکس- کوری در نگهداشت خاک در سیستم های دو فازی آب-هوا و پرکلرواتیلن -هوا ارائه می نماید. در نهایت، با توجه به هدایت هیدرولیکی بیشتر و نگهداشت کمتری که سیال تری کلرواتیلن نسبت به آب دارد، در صورت ورود به خاک حرکت سریع تری به سمت آب های زیر زمینی خواهد داشت و در صورت ورود به آبخوان سبب آلودگی و تغییر کیفیت آب خواهد شد.

    کلیدواژگان: آلاینده های کلردار، آب زیرزمینی، منحنی نگهداشت خاک، هدایت هیدرولیکی خاک اشباع
  • حجت دیالمی*، اسماعیل راخدایی، عزیز تراهی صفحات 221-233
    سابقه و هدف

    کاشت و پرورش درخت کنار، به عنوان یکی از میوه های گرمسیری در مناطق گرم و خشک، از اهمیت زیادی برخوردار است و این محصول در مناطق جنوب کشور از جمله استان های خوزستان، هرمزگان، بوشهر، سیستان و بلوچستان و شهرستان های جیرفت و کهنوج کاشت و پرورش می یابد. با توجه به شرایط حاکم بر این مناطق از نظر شرایط گرم آب و هوایی و پائین بودن میزان بارندگی، کم آبی یکی از مهم ترین عواملی است که کشت و پرورش گیاهان در این مناطق را تحت تاثیر خود قرار داده و باعث ایجاد مشکلاتی برای کشاورزان گردیده است، که یافتن راهکار مقابله با آن ضروری است. از طرفی یکی از راه حل های مقابله با شرایط کم آبی و کاهش اثرات سوء تنش خشکی بر رشد و نمو و عملکرد گیاهان زراعی و باغی، استفاده از مواد فراجاذب است.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی اثر کاربرد پلیمر فراجاذب بر گیرایی و رشد رویشی نهال پیوندی کنار در شرایط تنش خشکی، آزمایشی به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی با سه سطح آبیاری (100، 80 و 60 درصد تبخیر تجمعی از تشت کلاس A) به عنوان کرت اصلی و چهار سطح پلیمر فراجاذب A200 (صفر، 40 ، 80 و 120 گرم به ازای هر نهال) به عنوان کرت فرعی، با 3 تکرار بر روی 36 اصله نهال پیوندی کنار در پژوهشکده خرما و میوه های گرمسیری در اهواز اجرا گردید.

    یاقته ها

    نتایج تجزیه واریانس داده ها، نشان داد اثر سطوح مختلف آبیاری، ماده فراجاذب و اثر متقابل آنها بر ارتفاع نهال ، قطر پایه، تعداد برگ و تعداد میانگره در واحد طول ساقه در سطح احتمال 5 درصد معنی دار است. از نظر مقایسه میانگین های سطوح مختلف آبیاری، تیمارهای 80 و 100 درصد نیاز آبی در یگ گروه آماری قرار گرفته و با هم اختلاف معنی داری ندارند، اما با تیمار 60 درصد نیاز آبی اختلاف معنی داری نشان دادند. از طرفی نتایج تجزیه و تحلیل آماری داده ها نشان داد، اثر اصلی تیمارهای آبیاری و ماده فراجاذب و اثر متقابل آنها بر برخی شاخص ها از قبیل میزان کلروفیل برگ، قطر پیوندک و طول میانگره در واحد طول ساقه، اثر معنی داری نداشت.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج این تحقیق، مصرف 80 گرم پلیمر فراجاذب باعث گردید تا با اعمال تیمار آبیاری معادل80 درصد نیاز آبی کنار، ضمن عدم کاهش معنی دار گیرایی و رشد رویشی نهال کنار، صرفه جویی 20 درصدی در مصرف آب در پی داشته باشد. بنابراین به منظور صرفه جویی در مصرف آب در شرایط خشکسالی و مقابله با کم آبی، مصرف 80 گرم پلیمر فراجاذب A200 در زمان کاشت نهال پیوندی کنار به کشاورزان توصیه می گردد.

    کلیدواژگان: تنش خشکی، پلیمر فراجاذب، صرفه جویی مصرف آب
  • مهدی نادی* صفحات 235-246
    سابقه و هدف

    دستیابی به داده های ساعتی دما به دلیل تحلیل جزئی تر فرآیندهای رشد گیاه در مدل سازی گیاهی و مطالعات یخبندان اهمیت بسزایی دارد. همچنین تحلیل دقیق تر تاثیر تغییراقلیم و پدیده های زیانبار جوی بر رشد و نمو گیاهان نیازمند داده های ساعتی می باشد. مدل دو سینوسی روشی دقیق در مدل سازی شبانه روزی دمای هوا می باشد که ضمن در نظرگیری ماهیت سینوسی تغییرات دما دقت بسیار خوبی در تشخیص زمان وقوع دمای کمینه و بیشینه شبانه روزی دارد. تاکنون دقت این روش در اقلیم های مختلف ایران بررسی نشده است. هدف این تحقیق بررسی دقت و صحت مدل دو سینوسی برای برآورد دماهای ساعتی از روی دمای کمینه و بیشینه روزانه در اقلیم های مختلف ایران است.

    مواد و روش ها

    برای بررسی کارایی مدل دو سینوسی سعی شد از داده های ایستگاه های هواشناسی موجود در اقلیم های مختلف ایران از آب و هوای فراخشک تا بسیار مرطوب استفاده شود. برای این منظور از داده های کمینه و بیشینه روزانه و سه ساعته ثبت شده دما در هشت ایستگاه هواشناسی در اهواز، اردبیل، بوشهر، گرگان، مشهد، رشت، تهران و زهک در سال های 2000 و 2005 استفاده شد. در این مدل زمان وقوع دمای کمینه در لحظه طلوع آفتاب و دمای بیشینه پس از سپری شدن دو سوم طول روز فرض شده که این زمان با محاسبات نجومی به طور دقیق قابل محاسبه است که کلیه محاسبات مربوط به مدل سازی در محیط نرم افزار MATLAB انجام شد. برای ارزیابی متوسط خطای مدل از شاخص RMSE و از MBE برای بررسی میزان اریب بودن معادله استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد مقدار متوسط خطا در ایستگاه های فراخشک و خشک بین 1/5 تا 2 درجه و در ایستگاه های مرطوب و نیمه مرطوب تا 3 درجه هم می رسد. به نظر می رسد تغییرات خطا در این مدل الگوی ماهانه ندارد به عبارتی خطای برآورد دمای ساعتی در ماه های گرم و سرد با هم اختلاف چشمگیری ندارند. بررسی خطای اریبی مدل نشان داد که این مدل در ماه های گرم مناطق خشک دارای خطای کم برآوردی است و در ماه های سرد دارای خطای بیش برآوردی است. البته مقدار خطای اریبی ناچیز بوده و در بیشتر ماه ها کمتر از 0/5 درجه است. بررسی روند تغییرات دمای واقعی و برآوردی نشان داد که الگوی نوسانات شبانه روزی دما در مناطق خشک نسبت به مناطق مرطوب تبعیت بیشتری از تغییرات سینوسی دارد.

    نتیجه گیری

    بررسی رژیم شبانه روزی دماهای ساعتی مدل شده نشان داد که این مدل در تشخیص زمان دقیق وقوع کمینه و بیشینه دما در ایستگاه های مرطوب کمی دچار مشکل بوده که بنظر می رسد علت اصلی وقوع خطاهای بالا در این ایستگاه نیز همین مسئله باشد ولی روند سینوسی تغییرات دما را به خوبی مدل می کند. البته شایان ذکر است با توجه به اینکه این مدل مبتنی بر رژیم معمولی شبانه روزی دما توسعه یافته است، در روزهای همراه با وقوع پدیده های هواشناسی مانند فرارفت هوای گرم و سرد به منطقه یا وقوع بارندگی، دقت مدل در برآورد دماهای ساعتی ممکن است کاهش یابد.

    کلیدواژگان: نوسانات شبانه روزی دما، مدل دوسینوسی، مدل سازی ساعتی دما، دمای کمینه و بیشینه
  • مریم قربانی، ملیحه مزین*، حیدر زارعی صفحات 247-263
    سابقه و هدف

    پایش و ارزیابی خشکسالی هیدرولوژیک به دلیل وقوع مکرر آن در حوزه های مختلف آبریز در ایران و به منظور پیشگیری و مدیریت بحران ناشی از آن به یک ضرورت بدل شده است. در اغلب مطالعات انجام گرفته از شاخص های خشکسالی به منظور بررسی آن استفاده شده است. شاخص های خشکسالی مانند شاخص خشکسالی رودخانه ای (SDI)، با استفاده از محاسبات آماری بر داده های جریان رودخانه در نهایت منجر به یک عدد می گردد که توانایی بررسی و تحلیل کامل خشکسالی در منطقه مورد مطالعه را ندارد. جریان کم آبی یا جریان های حداقل رودخانه ای (Low Flow) از مهمترین شاخص های خشکسالی هستند که با استفاده از معیارهای مختلف آن می توان به شناخت جامعی از وضعیت خشکسالی هیدرولوژیک در منطقه دست پیدا کرد. در اغلب مطالعات انجام شده از ویژگی های کمبود یا تحلیل فراوانی جریان کم آبی استفاده شده است. استفاده از شاخص های مختلف جریان کم آبی به منظور شناخت جنبه های مختلف خشکسالی و مدیریت آن در رودخانه ها ضروری به نظر می رسد. لذا هدف این تحقیق مطالعه و تحلیل جامع خشکسالی هیدرولوژیک رودخانه ارمند با استفاده از تمامی شاخص های جریان کم آبی شامل شاخص های منحنی تداوم جریان، ویژگیهای کمبود، تحلیل فراوانی جریان کم آبی و شاخص جریان پایه می باشد که با استفاده از آنها می توان مشخصاتی همچون دوره های خشک و تر، مقدار جریان در زمان خشکسالی، آستانه خشکسالی، طول مدت خشکسالی، حجم و شدت کمبود جریان و فراوانی وقوع جریان های کم را تعیین نمود. همچنین در این مطالعه مقدار جریان زیست محیطی رودخانه محاسبه و مورد تحلیل قرار گرفت.

    مواد و روش ‏ها

    حوزه آبریز رودخانه ارمند با مساحت 9961 کیلومتر مربع واقع در استان چهارمحال وبختیاری به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب و از آمار روزانه جریان مربوط به ایستگاه آبسنجی ارمند از سال 1336 تا 1392 استفاده گردید. ابتدا با ترسیم منحنی تداوم جریان، سه شاخص کم آبی Q70،Q90 وQ95 همچنین، وضعیت رودخانه شامل دوره های ترسالی، نرمال و خشکسالی تعیین گردید. سپس، حداقل جریان زیست محیطی رودخانه بر اساس دو شاخص Q75 و Q90 همچنین خصوصیات کمبود با استفاده از حد آستانه Q70 محاسبه شد. به منظور برآورد دوره بازگشت سری کم آبی (AM7)، تابع توزیع گامای دو پارامتری مناسب تشخیص داده شد. در نهایت شاخص جریان پایه با روش فیلتر دیجیتال بازگشتی در مقیاس های زمانی مختلف محاسبه گردید.

    یافته ها

    بر اساس نتایج، رودخانه ارمند طی 28، 22 و 14 سال (از 57 سال دوره آماری) به ترتیب دارای جریان کمتر از Q70،Q90 وQ95 (m3/s45، 32 و 27) می باشد. با توجه به شیب ملایم منحنی تداوم جریان حوزه، همچنین مقدار بالای شاخص BFI (0/95) مشخص شد که آبهای زیرزمینی مشارکت بالایی در جریان رودخانه دارند. دوره خشک در این رودخانه از زمانی آغاز می شود که جریان به کمتر از 45 متر مکعب بر ثانیه (آستانه Q70) برسد. نتایج نشان داد که حجم و شدت کمبود طی 50 سال اخیر افزایش یافته است. بر اساس تحلیل فراوانی جریان کم، در دوره بازگشت های 2، 5، 10، 20، 50 و 100 سال، جریان کم آبی به ترتیب برابر با 34/26، 26/8، 23، 21، 1/19 و 17 متر مکعب بر ثانیه می باشد. مقایسه مقادیر مذکور با حداقل جریان زیست محیطی نشان داد که جریان رودخانه به طور متوسط هر دو سال یکبار از حداقل جریان زیست محیطی خود کمتر می شود.

    نتیجه گیری

    علیرغم وجود جریان پایدار در رودخانه ارمند (به دلیل رژیم برفی-بارانی منطقه، توانایی بالای حوضه در ذخیره آب و تخلیه آن در فصل خشک) دوره های خشک با شدت های متفاوت طی 57 سال گذشته بوقوع پیوسته است. همچنین شدت خشکسالی با توجه به افزایش حجم کمبود جریان طی سال های اخیر، افزایش یافته است و در صورت ادامه این روند، در آینده شدت و فراوانی وقوع خشکسالی بیشتر و جریان کلی رودخانه کاهش خواهد یافت.

    کلیدواژگان: جریان کم آبی، منحنی تداوم جریان، حداقل جریان زیست محیطی، خصوصیات کمبود، رودخانه ارمند
|
  • Nosratollah Najafi *, Rashed Ahmadinezhad, Naser Aliasgharzad, Shahin Oustan Pages 1-27
    Background and Objectives

    Due to lack of organic matter in most soils of Iran, use of different organic fertilizers in soil is very important for improving soil fertility, increasing water and nutrient storage capacity in soil, increasing water infiltration, reducing soil erosion and improving plant growth and yield. However, these fertilizers alone cannot provide all the requirements of plants for different nutrients and are not sufficiently available to farmers everywhere. On the other hand, high consumptions of chemical fertilizers cause environmental pollution and increased agricultural production costs. So, in order to increase effectiveness of organic and chemical fertilizers and to achieve sustainable agriculture, integrated application of organic and chemical fertilizers is recommended. The deficiencies of micronutrients in the most agricultural soils often reduce the yield and quality of wheat. Therefore, the appropriate concentrations of these nutrients in wheat are important not only for the optimum yield of the wheat plant and its quality improvement but also for the health of humans and animals. In order to improve micronutrients nutrition of wheat and its quality the integrated management of soil fertility is essential.

    Materials and Methods

    This research was carried out to study the effects of urea combining with farmyard manure (FYM), municipal solid waste compost (MSWC) and municipal sewage sludge compost (MSSC) on concentrations of micronutrients and sodium in seed, leaf and stem of wheat. The experiment was done in a randomized complete blocks design with 15 treatments and three replications under field conditions at Khalatposhan Agricultural Research Station, University of Tabriz, Tabriz, Iran. The treatments included were: 1) control, 2) 150 kg urea/ha, 3) 300 kg urea/ha, 4) 30 ton MSWC/ha, 5) 30 ton MSWC/ha + 150 kg urea/ha, 6) 60 ton MSWC/ha, 7) 60 ton MSWC/ha + 150 kg urea/ha, 8) 30 ton MSSC/ha, 9) 30 ton MSSC/ha + 150 kg urea/ha, 10) 60 ton MSSC/ha, 11) 60 ton MSSC/ha + 150 kg urea/ha, 12) 30 ton FYM/ha, 13) 30 ton FYM/ha + 150 kg urea/ha, 14) 60 ton FYM/ha, 15) 60 ton FYM/ha + 150 kg urea/ha. The size of each plot was 2.0 m × 1.9 m. At the end of growth period, the plants were harvested and the concentrations of Fe, Cu, Zn, Mn and Na in their seeds, leaves and stems were measured.

    Results

    The results showed that the effects of treatments on the concentrations of Fe, Zn, Cu and Mn in different sections of wheat were significant. The application of 300 kg urea/ha significantly increased Fe concentration in seed and stem, Cu concentration in leaf and stem, Mn concentration in leaf and Na concentration in stem as compared with the control. There was a significant positive correlation between Zn concentration in leaf and urea fertilizer level. The use of FYM, MSWC and MSSC significantly increased the concentrations of Fe and Zn in seed, concentrations of Fe, Zn and Mn in leaf and concentrations of Fe, Zn, Cu and Mn in stem relative to the control. The concentrations of Fe, Zn, Cu and Mn in different sections of wheat in integrated treatments especially in combined application of 150 kg urea and 60 ton FYM, MSWC and MSSC per hectare were greater than other treatments while the seed Na concentration in these treatments was lower than other treatments.

    Conclusions

    In general, in order to decrease chemical fertilizers use and achieving sustainable agriculture, improvement of Fe, Zn, Cu and Mn nutrition of wheat plant, improvement of wheat seed and straw quality, combined application of 150 kg urea and 30 or 60 ton FYM or MSWC or MSSC per hectare could be recommended at similar conditions.

    Keywords: Integrated management of plant nutrition, Manure, Municipal solid waste compost, Sewage sludge, Wheat
  • Panah Mohammadi *, Abbas Ahmadi, Bakhtiar Feizizadeh, Ali Asghar Jafarzadeh, Mehdi Rahmati Pages 29-49
    Background and objectives

    Due to the location of Iran in a dry and semi-arid region, it is always affected by sloping instability and erosion as the most severe type of erosion, gully erosion. This erosion pattern occurred in different parts of Iran and continuously over many years, and during erosion and the transfer of high sediment volume, it destroyed roads, facilities, pastures, slopes, etc. This will require the identification of high risk areas and the development of sensitivity maps. In recent years, the processing of satellite imagery as an advanced method has been widely used by researchers to increase the accuracy and save time and money. The object-oriented analysis of images is one of the most important methods for extracting information from satellite imagery, which is based on spectral, form and spatial characteristics and using expert knowledge to identify complications.

    Materials and methods

    In this research, the Lighwan watershed basin was studied as one of the most important sub-basins of Aji Chay in East Azarbaijan Province and the satellite images of Sentinel-2 (2016) with spatial resolution of 10, 20 and 60 meters for the processing and identification of gully Was used. The images were processed using the eCognition software and applied with different types of algorithms to design a semi-automatic model based on object-oriented analysis. Finally, in order to evaluate the accuracy of the model, the identified Gully were mapped out and calculated using ArcGIS software to match the ground reality map and the formation of the error matrix, manufacturer accuracy, user accuracy and kappa coefficient for each of the algorithms.

    Results

    The results showed that the Density and Compactness algorithms had the highest and lowest accuracy of the manufacturer (manufacturer accuracy was 88 and 78 respectively). While based on Kappa coefficient, the asymmetry algorithm has the highest accuracy compared to other methods (kappa = 0.91). Then, the shape index and density algorithms with kappa coefficient equal to 0.89 and 0.85 provided acceptable accuracy for the classification and identification of the gully.

    Conclusion

    The use of object-oriented methods due to the increased accuracy of classifying and identifying surface effects and phenomena can be used as a suitable solution for future soil studies and natural phenomena. In the present study, semi-automatic semi-automatic model for ditch identification was presented using spectral and geometric properties of Sentinel-2 satellite images and object-oriented processing in eCognition software environment. Key words: Object Oriented Algorithms, Object-Oriented Processing, Segmentation, Classification

    Keywords: Object Oriented Algorithms, Object-Oriented Processing, Segmentation, Classification
  • Sabziparvar *, SAJAD EBRAHIMZADEH Pages 51-69

    The present study was carried out in west of Iran including: Hamadan, Kurdistan and Kermanshah provinces in an area of 72336 square kilometers. The selected region is located 45 degrees, 20 minutes to 49 degrees and 36 minutes longitude, and 33 degrees, 37 minutes to 36 degrees and 30 minutes latitude. Regarding the studied period and the overlapping of recorded rainfall data in the meteorological stations, 13 synoptic stations including Hamedan, Toyserkan, Nahavand, Malayer, Kermanshah, Islamabad, Sarpol-e-Zahab, Kangavar, Sanandaj, Baneh, Bijar, Marivan and Saqez in three provinces was used. RegCM4 model has been run for 10 years by definite and constant boundary conditions for all four schemes including Grell, Kuo and Emanuel. Grell scheme itself has been divided into two different schemes of Arakawa-Schubert (AS) and Fritch-Chapel (FC). In order to investigate errors of model outcomes, simulated and observed rainfall For the 13 selected stations in Hamedan, Kermanshah and Kurdistan provinces were extracted using coding in the NCL environment.

    Results

    In all three provinces, Emanuel Scheme has the lowest value for RMSE, and Grell A.S. Schema has the highest amount of RMSE in the provinces of Kermanshah (49.84 mm) and Kurdistan (55.35 mm), and for the Hamadan province, the Kue Scheme has the highest value (36.13 mm). In the case of Bias Error, in Hamedan and Kurdistan provinces the least amount of error is devoted to the Emanuel Scheme (about 18 mm in both provinces), but in Kermanshah province, KUE scheme has the lowest value of the Bias Error ( 24.96 mm). In winter, except the KUE scheme, the three other schemes simulated the rainfall values more than real values, and Emmanuel scheme had the highest over-estimated (about 63 mm). Also in this Season, Grell F.C. With an average of 13 mm, the difference from the actual values, showed the lowest error. In spring, Kue Scheme also simulated rainfall values for all stations less than actual values, but the other three schemes simulated the rainfall values more than real values, and the Emanuel Scheme with an average of 62 mm error was the best For the whole study area. In summer, all schemes simulated rainfall values more than real values, and KUE (1.2mm bias error) and Grell A.S. (122 mm bias error) showed the best and worst results for the whole region, respectively. In the fall, only the Kue scheme simulated the rainfall values less than actual values, and the best simulation was for the Malayer station with a 99.2 mm error. The other three schemes, like the other Season, simulated rainfall values more than real values, and Grell F.C. With an average 6 mm error in the region and Kue with an average of 143 mm bias error in the region, respectively, showed the best and worst results.

    Conclusion

    on an annual scale for all three provinces, Emanuel Scheme showed the least RMSE values (18.96, 28.95 and 20.69 mm for Hamedan, Kermanshah, and Kurdistan provinces respectively). In addition, Grell A.S. Scheme has highest RMSE and MBE errors for Kermanshah (49.84 mm) and Kurdistan (55.35 mm). On seasonal scale, Emanuel scheme shows the lowest RMSE for the autumn (68.76 mm) and winter (66.8 mm).

    Keywords: RegCM4, Convection Schemes, MK36-CSIRO, Climate Change
  • Majid Fazli *, Zohre Heydari Pages 71-89
    Background and objectives

    Many built structures in rivers have been destroyed or damaged due to lack of proper understanding of scouring. Therefore, predicting the maximum scour around structures in the river has a great importance. Groins widely are designed and constructed in order to river training in the country. This method, which is one of the most effective ways to stabilize the river banks are expanding day by day. In this research, bed deformation around permeable and close groins with different percentage of permeability was numerically simulated by using some of turbulence closure models. Then numerical simulation results were compared with experimental advantages.and at leastAnd, by using the best model of turbulence and calculating the transverse flow criteriaes created by the presence of a groin, the effect of the permeability of groine on the transverse flow power and the longitudinal distance in the downstream of which the continuity of the transverse flow continues is determined.

    Materials and methods

    In other to compare the obtained results from numerical simulation with laboratory advantages, laboratory results around close and permeable groins with 30, 50 and 70 percent of permeability in a flume were used. The length of mentioned flume was 14m, the flume width and height’s was respectively 2 and 0.5m. The slope of its floor was near Zero. Discharge is 50 liters per second, and the average diameter of the bed materials is 0.26 mm and clear water conditions. For numerical modeling, Flow-3D software was used.

    Results

    The comparison of results of numerical simulation and experimental advantages shows that numerical simulation can predict the bed topography around permeable groins with different percentage of permeability and close groins in channel by live bed as well. In the following, the effect of permeability on power of vortices created around the permeable groins was studied. For this purpose, some criteria that demonstrate the power of secondary flows were computed. Then the changes and continuity of these criteria before and after the permeable groins with different permeability was studied. In the following the same criteria were predicted by ANN method and the advantages of ANN method was compared with results of numerical simulation method.

    Conclusion

    numerical simulation and especially Flow-3D software can predict the location and maximum scouring around impermeable and permeable groins with different percentage as well. And also the changes of power of secondary flow at the upstream and downstream of groin have a relation with percent of permeability of groin. The ANN results for predicting the criteria of power of secondary flow in different cross section and for different percent of permeable groin shows that this method also has good performance. The results for the calculated cross-flow criteria also indicate that the deviation of the flow by a groin can be roughly ignored with a permeability percentage of more than fifty percent, and for impermeable groin, cross flow continue to extend over 1.4 times the length of the groin. Keywords: permeable and close groins, scour, secondary flow, vortex, numerical simulation, ANN

    Keywords: permeable groins, scour, secondary flow, numerical simulation, ANN
  • Hamed Shahsavari, Ghasem Panahi, Saeedreza Khodashenas * Pages 91-107
    Background and Objectives

    The prevailing rainfall in warm and dry areas is thunderstorm and cause the great floods. Destruction and sedimentation of the floods cause a lot of damage. considering that Iran is one of the hot and dry regions and the majority of rainfall is a thunderstorm, it is necessary to study the effects of floods caused by thunderstorm. In this study , the effect of flood waves on the bed load transfer in a laboratory slopble channel with unsteady flow was investigated.

    Materials and Methods

    In order to perform this study was used a channel that width, height and length were respectively equal to 0.3, 0.4 and 10 meters. The channel was sloppy that we used for of this study, two slopes of zero and 1.5% in the longitudinal. The walls of the canal are made of glass and it is possible to observe the passing flow. The sediments were of river sand in three types of uniform grains with a diameter of 0.85, 1 and 1.2 mm. We produced the triangular hydrograph with peak discharge of 20, 30 and 40 lit / s / m. It was also used to control the erosion of substrate materials and reduce the volume of transfer of the bed from the blade as a protective method against flow.

    Results

    In this research, experiments were conducted to investigate the factors affecting sediment transport in seasonal rivers. Peak discharge, symmetric flow rates, bed slope and bed particle size play a decisive role in sediment transport. The results showed that with increasing gradient from 0 to 0.015, the cavity length caused by erosion was 1.92. By examining the effect of sediment particle diameter on sediment transport, the experiments showed that by decreasing the diameter of non-sticky particles, the eroded cavity length increased by 1.84 times. Also doubling the peak discharge rate from 20 to 40 liters per second, the length of the eroded cavity was 2.2 times, and the maximum scour depth increased by 56 percent. To reduce the transfer of bed loading to the bottom of the blades, they were zigzag, diagonal and perpendicular. The results showed that using the blade, the sediment transport to the downstream decreases, in which case the perpendicular vertex of the substrate had the best performance and reduced the length and depth of the eroded cavity by the inputs, which in Ultimately, the amount of sediment transfer volume decreased by 89% relative to the non-blown state.

    Conclusion

    The results showed that the increase of peak water discharge in load transfer was effective, and also the bed sloping and reduction of the particle diameter average size caused a greater increase in bed loading. Based on the experiments, the most critical mode was selected and the blade effect on the erosion of the bed was investigated. The results of the surveys showed that the greatest reduction in erosion was due to the vertical placement of the blades, the crowns of the blades being flattened.

    Keywords: Dry Flume, Flood Wave, Bed Erosion, Hydrograph, Blade
  • Hosein Ali Faghani, Abbas Heshmati Jannat Magham * Pages 109-125
    BACKGROUND AND OBJECTIVE

    The high use of pesticides in agriculture and the entry of some of these compounds in water and products has led to one of the main strategies in agriculture, increasing the health of the community using less pesticides and, consequently, producing a healthy product and in the future, isolation of pesticides in contaminated water before release in the environment. The poison in agriculture is a chemical substance designed to kill pests. The poison in the food chain is sometimes condensed up to many thousand times, and most of them, especially if they have an aromatic ring, cannot be easily decomposed. The purpose of the study was to remove methylene blue from aqueous solution by beta-cyclodextrin / Zinc oxide composite.

    MATERIALS AND METHODS

    Beta-cyclodextrin / Zinc oxide nanocomposite was synthesized by sol-gel method in aqueous solution under nitrogen atmosphere and successfully identified using FTIR, SEM and XRD techniques. The maximum methylene blue absorbance wavelength was determined using a UV-VIS spectrophotometer and a range of 400 to 800 nm wavelength range at 665 nm. The methylene blue adsorption on β-cyclodextrin /Zinc oxide composite was evaluated discontinuously. The initial pH (1, 4, 7, 9 and 12), the initial amount of adsorbent (0.005, 0.01, 0.015 and 0.02 grams), the initial methylene blue concentration (5, 10, 20 and 30 mg/L), and contact time up to 40 minutes as well as the desorption process were studied. Langmuir, Freundlich, and Tempkin isotherm adsorption models were investigated. Experimental data were studied with different kinetic models. Thermodynamic parameters in surface adsorption including Gibbs free energy change (ΔG0), entropy change (ΔS0) and enthalpy change (ΔH0) were measured by examining the adsorption process at several different temperatures.

    RESULTS

    The lowest amount of adsorption was observed at pH 7 and highest in acidic pH=1. It seems that increasing methylene blue adsorption in acidic pH is due to the conversion of the pigment to anion, which results in more potent adsorption. Up to 15 minutes after the start of the process, adsorption is performed at more and then performed at a lower rate. The adsorption takes to equilibrium after 30 minutes. The maximum adsorption capacity occurs at a concentration of 5 milligrams per liter than the contaminant in the presence of 0.005 grams per liter of absorbent material at 20 degrees Celsius. The process of adsorption is accompanied by the reduction of entropy. The thermodynamic constants of ΔH0 and ΔS0 are 55.15 kJ / mol and 195.62 j/k.mol respectively. At 20 ° C, the amount of ΔG0 is 2131.65 j/k.mol and increases with increasing temperature up to 37 ° to 5457.19 j/k.mol. The Tempkin isotherm has a good correlation with experimental data with a correlation coefficient of 0.9818 and a constant KT of 0.493. The kinetic model of pseudo-second order with a correlation coefficient of 0.9578 and a constant speed of 0.07 min-1M-1 is a suitable kinetic model for describing absorption.

    Keywords: Water, Methylene blue, Synthesis, Composite, Adsorption
  • Niloufar Noghre Pages 127-143
    Background and Objectives

    Forest degradation and land use change are among the factors affecting the changes of soil properties. Microbial characters and enzyme activity, as soil health indicators, are the most dynamic and sensitive soil properties, which play an important role in the nutrient cycle, long-term fertilization and energy flow in the soil. These characteristics provide useful and complete information on the biogeochemical cycles, since they react quickly to changes in the soil environment and provide comprehensive information on the soil physical, chemical and biological properties.

    Materials and Methods

    With the aim of studying and evaluating the effect of forest, rangeland and crop cover on soil microbial and enzymes activities, the mountainous habitat of Kodir was considered from the Kojur region in the south-east of the Noshahr city. In this study, four types of vegetation including natural forest (Carpinus orientalis - Quercus macrocarpa), rangeland dominated by Astragalus balearicus -Teucrium subspinosum, rangeland dominated by Stachys byzantina and agriculture field (culticated by Triticum aestivum) were selected. Following field trip, in each of the studied land uses, three transects (50 meters apart from each other) with 200 meters in length were considered. Soil samples (25 × 25 cm area) from a depth of 15 cm were taken at the first, middle and at the end of each transect. In total, 9 soil samples from land uses were transferred to the laboratory for analysis of soil physico-chemical, biological, microbial and enzyme activities.

    Results

    The ANOVA indicate that the higher values of aggregate stability, clay and water contents, organic carbon, total nitrogen, particulate organic carbon, dissolved organic nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, fine root biomass, nitrate and nitrogen mineralization and the lower amounts of soil bulk density and carbon to nitrogen ratio were found in forest site. The greater amounts of sand content and the lower values of silt and dissolved organic carbon were observed in the agricultural field. Soil pH, electrical conductivity, particulate organic nitrogen and ammonium were not significantly different among the studied land uses. The highest values of basal respiration, substrate induced respiration, microbial biomass (carbon and nitrogen, phosphorus) and enzyme activities (i.e. urease, acid phosphatase, arylsulfatase and invertase) were found in forest ecosystem, while the studied microbial indices (i.e. qCO2, microbial ratio and carbon capability index) did not show significant statistical differences among the studied land uses. Principal component analysis (PCA) also showed higher values of soil microbial and enzyme activities, biological and fertility in the forest site with a completely different location on the axis.

    Conclusions

    In general, the results of this study showed that different soil properties in forest ecosystem have better condition than the other studied land uses, while deforestation and land use change is due to decreasing organic matter quality, soil microbial and biochemical activities.

    Keywords: Carpinus orientalis - Quercus macrocarpa forest, Astragalus rangeland cover, Stachys pasture, Triticum aestivum
  • Masoumeh Marzban * Pages 145-160
    Background and objectives

    Dams and diversion dams are structures that prevent of fish migration to upstream. Fishways provide access of fishes to their favorite habitat. Canoe_fishway channel is considered friendly environment because of having maximum compliance with it in many countries. In this fishway, synthetic vegetation grasses are used for energy dissipation, opposite of other usual fishways. In fact synthetic grasses are organized of vertical elements that play role of vegetation stems. In addition to creating a safe environment for fish passage, small boats can pass on it easily, because of having proper stems bend radius. Brushes are placed with different arrangements in the Canoe_fishway channel. Each of the arrangements has different effects on amount of dissipation. The main object of the research is experimental investigation of arrangements effect on water depth in the basins and velocity in the slot fish inlet. Also in terms of hydraulic condition is introduced the best arrangement.

    Materials and methods

    Tests were done in a channel with length of 12 meters and width of 0.5 meters, with four arrangements of brushes that were designed with the number of fixed elements. For making of brushes, polyethylene pipes are used with the diameter of 6mm and 20cm length that placed on PVC plates with the thickness of 16 mm. by considering each arrangement, brushes were placed on the bed of the channel. Depth of Flow in the center of basins was measured by depth gauge and velocity in the slot fish inlet was measured by flowmeter in 1cm distances from the bed upto water surface. Also by dimensional analysis be determined effective dimensionless parameters on roughness coefficient (n).

    Results

    Results show that submergence depth (y/h) has the most effect on roughness coefficient (n) in comparison with other parameters. By increasing the submergence depth (y/h), the Manning coefficient (n) increases and it decreases when submerged completely. The maximum coefficient (n) occurs at the base of submerging. In non-submerged condition in comparison with submerged condition, increase rate of roughness coefficient (n) is for, first arrangement 18%, second arrangement 5%, third arrangement 6% and forth arrangement 20%. This research shows process of velocity diagram (V) is increasing from the bed upto water surface. The velocity range is between 0.6_0.7 m/s. The velocity profile shows increasing process upto height of grasses is very slow. But in higher depth is so fast. Also the process of discharge_depth curve is always increasing that it increases with more slope in non-submerged conditions than submerged condition. According to dimensionless discharge (Q*) are found that roughness coefficient (n) range has difference in constant experimental condition for different arrangements. Roughness coefficient (n) increases 90% for forth arrangement.

    Conclusions

    According to the obtained results of this study, brushes are effective in roughness coefficient. In this research forth arrangement creates more roughness coefficient, because of having the most overlapping against water flow. So this arrangement in the canoe_fishway provide safe place for fishes, as well as canoes.

    Keywords: canoe, fishway channel, synthetic grasses, roughness coefficient, flow velocity, fishway
  • Abbas Ahmadpour, Seyyedhassan Mirhashemi, Parviz Haghighat Jou * Pages 161-176
    Background and Objective

    Prediction of runoff in order to effective operation of flood control reservoirs and earth flood walls is essential. Predictions also make possible emergency operation of reservoirs by estimating time of floods occurrence and expected damages. Predictions are based on recent meteorological and hydrological conditions of the basin and may include future conditions. Although, most of applications are for flood prediction, these may support water supply, hydroelectric requirements, environmental needs and other requirements for operation. Thus, various complex relations and models such as conceptual rainfall-runoff, linear time series, and hybrid models are developed, but in most cases the calculated values obtained by the models are significantly different. The objective of this research is assessment of precision of HMS-SMA conceptual model and bilinear model in prediction of daily runoff of Maroun basin located in Khouzestan province of Iran. The distinction between the current study and previous studies is that the comparison of the HEC-HMS and bilinear time series models has not been considered so far to predict daily runoff in Iran.

    Materials and Methods

    In the current study, daily discharge data of Maroun river within 17 years (1995-2011) at Idenak hydrometric station located in Maroun basin were analyzed. Maroun basin to upstream of Maroun dam according to topography and location of hydrometric stations was divided to four sub-basins and each of the sub-basins were introduced to HMS-SMA conceptual model independently. Amongst different rainfall-runoff models in HEC-HMS conceptual model, Clark’s unit hydrograph was used because of its applicability and acceptable performance in large basins. Furthermore, according to literature review and suggestions, SMA model of linear reservoir base flow was used for estimating of base flow. Flood routing in various reaches were performed by Muskingum method. Additionally, due to possibility of snowfall in the basin, for modeling of snow melt, index temperature method was used. Bilinear models were introduced by Granger and Anderson. In fact, bilinear models are extension of second order Taylor series. Considering to non-persistence of mean and variance of time series of discharge of Idenak station, the time series transformed to a persistent one by differencing, Box-Cox and square root transformation.

    Results

    Considering to various hydrograph shapes in verification and calibration processes, it is evident that HMS-SMA model has a good precision in estimating low flows compare to high flows. The mean and variance of the time series transformed to a persistent one by second order differencing. Then various bilinear models with various orders were fitted to time series data. Verification of the fitted bilinear models to daily discharges of Idenak station was achieved by portemanteau statistic. Finally, bilinear model in the form of BL(2,2,1,1) with the least Akaike criterion was selected as the best model and was applied for comparing to the predicted daily discharges by the HMS-SMA model.

    Conclusion

    Summing up assessment criteria of the HMS-SMA and bilinear models show that bilinear model in the form of BL(2,2,1,1) with a coefficient of determination, sum of residual errors and mean square root of errors equal to 0.91, 8.9, and 17.8 respectively, is the best model with high precision in modeling and prediction of daily discharges of Maroun basin compare to HMS-SMA model. Furthermore, it is concluded that by increasing order of moving average in bilinear models, their ability for predicting daily discharges decreases.

    Keywords: Portemanteau statistic, Prediction of runoff, Time series, Bilinear model, HMS-SMA model
  • Peyman Afrasiab, Mohammad Mahdi Chari * Pages 177-192
    Background and Objectives

    The relation between water table depth and evaporation rate from bare soil is of great importance in arid and semi-arid areas. In this region, due to over irrigation, the water table is very close to the ground surface which leads to salinization of the soil. Evaporation from soil columns in the presence of a water table is a important that has received great attention for many decades. The soil-drying process has been observed to occur in three recognizable stages. The first stage is evaporation with constant intensity. Secondly, evaporation is in descending order. The third stage is the residual evaporation of low intensity, which begins after excessive drying of the surface layer of the soil and its effect on reducing the hydraulic conductivity of the soil. Precise determination of evaporation from bare ground surface in semi-arid or arid regions then becomes critically important. The purpose of this study was to determine the effect of water table depth on the evaporation from soil surface, as well as the determination of different evaporation stages.

    Materials and Methods

    The soil used in this experiment was loam with a bulk density of 1.32 gr/cm3. The experiment was conducted in a greenhouse and the duration was 74 days. Soils Were sived through a 2-mm mesh and then packed into the soil columns using soil funnel. The soil columns were cylindrical PVC tubes of 200 mm inside diameter. Water table was stabilized at depths of 400, 600 and 800 mm from the soil surface, and the experiment was repeated twice. For stabilizing the water table in different depths, Each soil columns contained a pipe from the botton, to supply water from bottles that maintained the water table constant. The water losses from the soil profile was measured at different depths and times using Delta-T Device Moisture Meter.

    Results

    The results showed that water content between 0 and 160 mm in the soil column were decrease during the experiment and close the water table depth remained saturated. In the steady-state, the rate of water loss from bottle next to the soil column is equal to the rate of evaporation from the soil surface. In a non steady-state, the rate of evaporation equals the sum of the rate of water loss from bottle and the water depleted from the soil profile. The maximum evaporation from the the water table was related to a depth of 400 mm and equal 384.6 mm and the highest water loss from the soil profile was related to a depth of 800 mm and equal 51.3 mm. By increasing the water table depth from 400 to 800 mm (increased 100%), the evaporation rate from the water table 24 percent and the total evaporation from the soil surface decreased by 16.5 percent. The length of the first stage of the evaporation for the water table depth 400 mm was 2 days and for 800 mm less than 1 day.

    Conclusion

    The results of this study gave us information on the flow of water above the shallow water table. Water content changes in the soil surface soil are higher than close watertable. Movement of water close water table is liquid and close the soil surface is vapor. The duration of the first stage of evaporation has decreased with increase water table depth. In general, it can be concluded that evaporation from the water table can provide a large portion of the water requirement by the plants.

    Keywords: loam, evaporation front, watertable depth
  • Hadi Memarian, Ali Shahidi, Samira Rahnama, Mohsen Pourreza * Pages 193-206
    Background and objectives

    The hydrological simulation models represent a simplified representation of the real hydrologic system that helps to study the functioning of the basin in response to various inputs and better understanding of hydrological processes. These models are able to estimate the runoff values with the lowest possible time and costs using the simulation of rainfall-runoff process. Despite high efficiency, these models have uncertainty. One of the most important issues among researchers is the elimination of these uncertainties. Hence, the application of the combination technique as one of the most important approaches to improve results of simulations is main aim of this study. In this study, four models including the simple combination models (SMA), Weighted Average Method (WAM), Multi Model Super Ensemble (MMSE) and Modified Multi Model Super Ensemble (M3SE) were used analyze the hydrological simulations, in the Gharesou catchment, located in Kermanshah province.

    Materials and methods

    The Gharesou catchment, with nearly 5354 km2 area, is located in the northwestern parts of Karkheh basin and the western parts of Iran. In this study, the baseline daily data including observed temperature, rainfall and runoff during the period of 1997- 2008 were gathered from selected stations in the study area. 70 percent of the data was used for the calibration period (1997- 2005) and the remaining 30 percent for validation (2006- 2008). To this end, the models in the RRL package such as Simhyd, AWBM, Sacramento and TANK and the SCS-Milc and Hymod models, which are coded in the Matlab programming language, were used. Then, four combination methods including SMA, WAM, MMSE and M3SE were used to improve the results. Finally, the performance of each method was evaluated using normalized root mean square error (NRMSE) and Nash-Sutcliff (NS).

    Results

    In the present study, all simulated models provide acceptable results. The results of the combination methods showed that the application of these methods led to improve the simulation results. Also, the most improvement of results was achieved by M3SE and MMSE, respectively. For the M3SE method, the value of the NS and NRMSE evaluation criteria were 0.80 and 0.97 in the calibration period and 0.87 and 0.53 in the validation period, respectively.

    Conclusion

    As resultant it can be expressed that Multiple Combination techniques improved the results of simulated flow by each simulation model obviously. It also may be resulted that recent technique (M3SE) is more efficient than other due to incorporating the bias correction step. Finally it is observed that multimodel simulation generated by M3SE can be better at least comparable to the best-calibrated single-model simulations.

    Keywords: Rainfall-runoff simulation, Gharesou, RRL package, combination techniques
  • Mansour Chatrenour, Mehdi Homaee, Safoora Asadi *, Mohammed Mahmoodian Pages 207-220
    Background and objectives

    Hydraulic conductivity and retention are important characteristics of porous environment in relation to imposed contaminants. Retention curve and hydraulic conductivity are dependent on soil characteristics and soil solution. When Chlorinated pollutants enter to groundwater will contaminate it due to its compounds. Thus preventing them to enter soil and water is crucial to avoid any contamination. In order to investigate the hydraulic behavior of Trichloroethylene in soil, the retention of Trichloroethylene and water were determined. Determining the saturated hydraulic conductivity and estimating the unsaturated hydraulic conductivity by Mualem -van Genuchten, Mualem - Brooks- Corey and Mualem- Kosugi models in the two-phase NAPL-air systems were further objectives of this study.

    Materials and methods

    In this study, the hydraulic behavior of both Trichloroethylene fluid and water were examined. In order to draw the water and Trichloroethylene retention curves in SiL soil the hanging water column method was used. The constant head method was employed to determine the saturated hydraulic conductivity. The Soil retention parameters for Trichloroethylene and water were obtained based on van Genuchten, Brooks-Corey and Kosugi retention models, using the RETC program. The unsaturated hydraulic conductivity, for both fluids as a function of Matric potential was obtained based on Mualem -Brooks-Corey, Mualem -van Genuchten and Mualem-Kosugi models. The performances of these models were assessed by some statistics including ME, RMSE, EF, CD and CRM.

    Results

    The obtained results indicated that in a certain amount of liquid phase, Trichloroethylene has lower retention and larger hydraulic conductivity compared to water in soil. According to lower surface tension and viscosity of Trichloroethylene compared to water, the saturated hydraulic conductivity of Trichloroethylene and water were 136.75 and 94.5 cm/day, respectively. For water, the van Genuchten retention model demonstrated highest EF (0.93) and lowest RMSE (0.018) values compared to Trichloroethylene fluid. The other two models were also provided more efficiency for water than Trichloroethylene. In the case of Trichloroethylene, the van Genuchten and Brooks-Corey models showed highest efficiency. Generally, the accuracy of all three models for Trichloroethylene was less than water.

    Conclusion

    The validation results of hydraulic models shows that the van Genuchten model provides better prediction for retention in soil compared to Kosugi and Brooks-Corey models in the two-phase air-water and air-Trichloroethylene system. Trichloroethylenefluid according to its higher hydraulic conductivity and lower retention compared to water, if enters to soil would have faster movement to the groundwater as a consequence of high infiltration rate to aquifer.

    Keywords: Chlorinated contamination, Groundwater, Retention curve, Saturated hydraulic conductivity
  • Hojat Dialami *, Esmaeal Rahkhodae, Aziz Torahi Pages 221-233
    Background and objectives

    Ber (Ziziphus spp.), is one of the most important of tropical fruits in hot and dry areas that cultures in southern parts of the Iran, including provinces of Khuzestan, Hormozgan, Bushehr, Sistan and Baluchistan and county of Jiroft and kahnuj. According to the climate conditions of these areas such as low rainfall and high evapotranspiration, water deficit is one of the most important environmental factors that influences on cultivation of plants in these areas and creates problems for farmers that find the solution is essential. On the other hand, one of strategies for challenge with the water deficit problem and reduce the adverse effects of drought stress on the growth and yield of crops and fruit trees in tropical regions is the application of the super absorbent materials.

    Materials and Methods

    In order to evaluate effects of superabsorbent polymer on survival and vegetative growth of Ber (Ziziphus spp.) grafted seedlings under drought stress, an experiment with 3 levels of irrigation as main plot including: 100, 80 and 60 % of cumulative evaporation from pan class A, 4 levels of superabsorbent polymer: 0, 40, 80 and 120g from A200 source as sub plot, carried out in split plat base on completely randomized block design with three replications on 36 Ber During two years in Date palm and tropical fruits research center in Ahwaz-Khuzestan Province. Before planting, super absorbent polymer was added to the soil of pots in deepness of root development. In this research, Irrigation was carried out by the under pressure irrigation system (Babler). Total water volume needed for each irrigation treatment was compete based on the suggested method of the Food Agriculture Organization (FAO). At first, based on the data of the meteorological data taken from the meteorological station adjacent to the experimental site, the amount of evapotranspiration was calculated, and then the amount of irrigation water base on 60, 80 and 100% of cumulative evaporation from pan class A was compete and accessed into seedlings through the pipeline. At the time of the experiment, the percentage of survival and vegetative growth characteristics such as seedling height, root stock diameter, scion diameter, mean number of leaves per stem length, mean number and length of internodes and chlorophyll content were measured. Statistical analysis of data using SPSS software and mean comparison with Duncan's multiple range test was performed.

    Results

    Analysis of variance showed that the effects of treatments were significant on some of the studied traits. Based on the results of variance analysis of data, different levels of irrigation and superabsorbent had a significant effect on seedling survival at 5% probability level. As well as the interaction effects of two mentioned factors were significant. Comparing the mean of different levels of irrigation, treatments of 80 and 100% of water requirement were in the same group and did not show any significant difference, but showed significant difference with 60% water requirement. The results showed that under drought stress, application of super absorbent had a significant effect on survival and vegetative growth characteristics such as seedling height, root stock diameter, mean number of leaves per stem length and internodes number. However, on some vegetative growth characteristics such as scion diameter, length of internodes and chlorophyll content did not have a significant effect.

    Conclusion

    Base on the finding of this research, application 80g superabsorbent and irrigation with 80 % of water requirement for each Ber seedling, the while not significantly reducing the survival and vegetative growth, saved 20% in water use. So, consumption of 80g superabsorbent at the planting time of Ber (Ziziphus spp.) seedlings is recommended.

    Keywords: drought stress, superabsorbent polymer, saving of water use
  • Mehdi Nadi * Pages 235-246
    Background and objectives

     Access to hourly temperature due to the more detailed analysis of plant growth processes is of fundamental importance in crop modeling and freezing studies. Also, hourly data is needed for more accurate analysis of climate change effect and atmospheric hazard phenomena on the growth and development of plants. The Bi-sinusoidal model is a precise method in daily temperature modeling which, while considering the sinusoidal nature of temperature variations, is very accurate in detecting the time of minimum and maximum temperature of the day. So far, the accuracy of this method has not been studied in different climates of Iran. The objective of this research is to evaluation of Bi-Sinusoidal model for estimation of hourly temperatures from maximum and minimum daily temperature in different climates of Iran.

    Materials and methods

    For investigation of the efficiency of Bi-sinusoidal model, the data of meteorological stations in different climates from ultra-dry to very humid climates were used. For this purpose, daily and three-hour recorded temperatures at eight stations include: Ahwaz, Ardabil, Bushehr, Gorgan, Mashhad, Rasht, Tehran and Zahak in 2000 and 2005 were used. In this model, sunrise time is considered as the occurrence time of minimum temperature and maximum temperature occurrence is assumed after passing two-thirds of daytime length. These times can be accurately calculated with astronomical calculations. All the modelling calculations were performed in MATLAB software environment. To evaluate the mean error and mean bias of the model, RMSE and MBE indices were used, respectively.

    Results

    The results showed that in arid and extra-arid stations, RMSE vary between 1.5 to 2 and in humid and sub-humid stations it’s close to 3 Celsius degrees. Also, it seems that the performance of this model is not related to the season, in other words, the hourly temperature error estimation in hot and cold months is not significantly different. The MBE showed that the model underestimate hourly temperature in warm months and overestimate in cold months. However, the bias error is negligible in most of the months and is less than 0.5 degrees. Variation of actual and modelled temperature showed that circadian fluctuation of temperature in dry region is more similar to sinusoidal changes than humid area.

    Conclusion

    Investigation of circadian temperature fluctuation showed that this model has some trouble in detection of occurrence time of minimum and maximum temperature in humid stations that this is one of the main sources of this model error. But this model simulates the sinus trend of temperature variations properly. According to development of this model based on ordinary circadian temperature fluctuation, in days with the meteorological phenomena such as warm and cold advection to the region, or in rainy days, the model accuracy in estimating hourly temperatures maybe reduced.

    Keywords: Circadian temperature fluctuation, Bi-Sinusoidal model, Hourly temperature modeling, Maximum, Minimum Temperature
  • Maryam Ghorbani, Maleeha Mozayyan *, Heydar Zarei Pages 247-263
    Background and objectives

    Monitoring and evaluation of hydrological drought has become a necessity due to its frequent occurrence in various basins of Iran, and in order to prevent and manage the resulting crisis. In most studies, drought indices have been used to investigate it. Drought indices like Streamflow Drought Index, using statistical calculations on river flow data, ultimately leads to a number that does not have the ability to completely investigate and analyze drought in the studied area. Low flow or minimum river flow is one of the most important drought indices that using different criteria can get a comprehensive understanding of the hydrological drought situation in the region. In most studies, deficit characteristics or low flow frequency analysis have been used. Using different low flow indices is necessary to recognize different aspects of drought and its management. Therefore, the aim of this research was to study hydrological drought of Armand river using all of the low flow indices including flow duration curve, deficit characteristics, low flow frequency analysis and base flow index, which can be used to determine characteristics such as dry and wet periods, amount of flow during drought, drought threshold, duration of drought, volume and intensity deficit and frequency of low flows. Also, in this study, the environmental flow of river was calculated and analyzed.

    Materials and methods

    The Armand River basin with 9961 Km2 area located in Chaharmahal and Bakhtiari province was selected as the study area and the daily flow statistics of the Armand hydrometric station were used from 1957 to 2013. First, by plotting the flow duration curve, three low flow indices Q70, Q90 and Q95 also, the river status including wet, normal and drought periods was determined. Then, the minimum environmental flow was calculated based on the two indices Q75 and Q90, and the deficit characteristics using the threshold level Q70. In order to estimate the return period of low flow series (AM7), a suitable two-parameter gamma distribution function was considered appropriate. Finally, the base flow index was calculated using recursive digital filter method in different time scales.

    Results

    Based on the results, the Armand River in 28, 22 and 14 years (from 57 years of statistical period) has a flow of less than Q70, Q90 and Q95, respectively (45, 32 and 27 m3/s). Due to the gentle slope of the flow duration curve of basin, also the high value of the BFI index (0.95), it was concluded that groundwater had a high participation in the river flow. The dry period in this river begins when the flow reaches less than 45 m3/s (the threshold level Q70). The results showed that the deficit volume and intensity increased over the past 50 years. Based on the frequency analysis of low flow, in the return periods of 2, 5, 10, 20, 50 and 100 years, the low flow was 34.26, 26.8, 23.1, 21.1, 19.1 and 17 m3/s. Comparison of these values with the minimum environmental flow showed that the river flow becomes less than its minimum environmental flow on average every two years.

    Conclusion

    Despite the sustained flow in the Armand River (due to the snow-rainy regime of the region, the ability of the basin to save water and drain it during the dry season), the dry periods with different intensities occurred over the past 57 years. Also, the severity of drought has increased due to the increase in the volume deficit of the river in recent years, and if this continues in the future, the severity and frequency of the drought occurrence will increase and the overall flow of the river will decrease.

    Keywords: Low flow, Flow duration curve, Minimum environmental flow, Deficit characteristics, Armand River