فهرست مطالب

دانش آب و خاک - سال بیست و نهم شماره 2 (تابستان 1398)
  • سال بیست و نهم شماره 2 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 15
|
  • فاطمه بانان فردوسی*، یعقوب دینپژوه صفحات 1-14

    در این مطالعه، با استفاده از آمار روزانه ایستگاه هواشناسی تبریز به بررسی منحنی های بارش نرمال (NRC) پرداخته شد. برای این منظور، مقدار بارش روزانه به همراه تعداد روزهای بارانی به صورت تراکمی در نظر گرفته شد و به ترتیب، با  و  نشان داده شد، آنگاه منحنی های NRC براساس معادله های   و   بسط داده شد، این روش هم برای تمامی روزهای دوره آماری و هم برای هر ماه، به طور جداگانه، در طول دوره آماری به کار گرفته شد. مقادیر پارامترهای مدل ها با روش بهینه سازی و با گزینه solver در نرم افزار اکسل تخمین زده شدند. افزون بر این، چند مدل دیگر ریاضی (از جمله، مدل چندجمله ای درجه nام، توانی، توانی اصلاح شده، نمایی، نمایی پیوسته و...) نیز برای داده های  و  توسط نرم افزار Curve Expert 1.3 بسط داده شد. در نهایت، مدل با کمترین مقدار RMSE و بیشترین مقدار  به عنوان مناسب ترین مدل معرفی گردید. نتایج نشان داد که تقریبا در همه موارد، مدل  کمترین مقدار RMSE (4858/0 میلی متر) و بیشترین مقدار  (9996/0) را دارا بود. بنابراین، مدل مذکور به عنوان مناسب ترین مدل برای بسط منحنی های NRC تبریز انتخاب شد. در مقیاس ماهانه، معیار RMSE از کمینه 22/0 میلی متر (در ماه سپتامبر) تا بیشینه 67/0 میلی متر (در ماه آوریل) تغییر می کند. در حالی که مقادیر  این دو ماه، به ترتیب، 9999/0 و 9993/0 به دست آمد.

    کلیدواژگان: بارش روزانه، تبریز، توزیع زمانی، مدل تجربی، منحنی های بارش نرمال
  • اصغرزاد ناصر علی، محمدرضا ساریخانی*، بهمن خوشرو صفحات 15-27

    در این تحقیق اثربخشی کودهای میکروبی فسفاته تهیه شده از هفت باکتری به نام های (Pantoea agglomerans P5، Pseudomonas fluorescens Tabriz، P. putida Tabriz، Pseudomonas sp. C16-2O، Enterobacter sp. S16-3، Bacillus megaterium JK6 و B. firmus) بر بستر پایه خاک فسفات (45 گرم) ، گوگرد (15گرم) و باگاس (30 گرم) مورد ارزیابی قرار گرفت. در این آزمایش، باکتری P. agglomerans P5 به عنوان باکتری حل کننده فسفات مورد استفاده در کود بارور2 به عنوان کنترل مثبت استفاده شد. نتایج به دست آمده از آزمایشات گلخانه ای نشان داد که کاربرد کودهای میکروبی فسفاته در گیاه ذرت رقم سینگل کراس 704، بر وزن تر و خشک کل ریشه و بخش هوایی، جذب فسفر، پتاسیم، آهن و روی بخش ریشه و بخش هوایی، تاثیر کاملا معنی داری داشت. تیمارهای کودی Enterobacter sp. S16-3 و Pseudomonas sp. C16-2O در بیشتر پارامترهای اندازه گیری شده دارای عملکردی شبیه تیمار P. agglomerans P5 بودند و هر سه این تیمار ها در بیشتر موارد دارای عملکرد بالاتری نسبت به تیمار کود شیمیایی سوپرفسفات تریپل بودند. تیمارهای P. fluorescensوP. putida هم تا حدودی دارای اثرهای مشابه روی رشد ذرت بودند، البته بایستی عنوان نمود که تیمار میکروبی B. firmus در برخی موارد و تیمار B. megaterium در بیشتر پارامترها دارای عملکرد پایین تری نسبت به تیمار بستر بدون باکتری (کنترل منفی) و حتی پایین تر از تیمار بدون بستر کود (No Carrier) بودند. هم چنین در این پژوهش اثر سطوح مختلف مصرف کودی (6/0 و 2/1 گرم در هر گلدان) به ترتیب معادل با میزان توصیه شده و دوبرابر آن، کاملا معنی دار بود و سطح مصرفی 2/1 نسبت به 6/0 باعث افزایش عملکرد حدود دو برابری در گیاه شد.

    کلیدواژگان: باکتری های حل کننده فسفات، سنگ فسفات، کود میکروبی فسفاته، فسفر، ذرت
  • سنیه مردمی*، نصرتاله نجفی، عادل ریحانی تبار، غلامرضا دهقان صفحات 29-42

    برای بررسی تاثیر فسفر (P) و آلودگی سرب (Pb) و روی (Zn) بر سینتیک استخراج P، Pb و Zn قابل جذب از یک خاک آهکی در شرایط غرقاب،آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی و با چهار عامل مدت غرقاب در شش سطح (1/0، 2، 6، 12، 36 و 72 روز)، Zn در دو سطح (0 و 250 میلی گرم بر کیلوگرم خاک از منبع ZnSO4.7H2O)، P در دو سطح (0 و 500 میلی گرم بر کیلوگرم خاک از منبع Ca(H2PO4)2.H2O) و Pb در دو سطح (0 و 800 میلی گرم بر کیلوگرم خاک از منبع Pb(NO3)2)و با دو تکرار اجرا شد. در پایان هر یک از زمان های غرقاب، P، Zn وPb  قابل استخراج خاک با عصاره گیر سلطانپور و شواب اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مصرف P، Zn و Pb، به ترتیب سبب افزایش P، Zn و Pb قابل استخراج خاک گردید. در شرایط بدون کود فسفر، با افزایش مدت غرقاب شدن خاک، P قابل استخراج به طور معناداری افزایش یافت در حالی که در شرایط با کود فسفر (500 میلی گرم P بر کیلوگرم خاک) با افزایش مدت غرقاب شدن خاک، P قابل استخراج به طور میانگین 23 درصد کاهش یافت. در هر دو شرایط با و بدون Zn و Pb، با افزایش مدت غرقاب شدن خاک و مصرف کود P، Zn و Pb قابل استخراج به طور معناداری کاهش یافت. نتایج نشان داد که در خاک های آلوده به Pb یا Zn، مصرف کود P و غرقاب کردن خاک می تواند تحرک و زیست فراهمی این دو فلز سنگین را کاهش داده و موجب کاهش ورود آن ها به آب ها و گیاهان گردد.

    کلیدواژگان: آلودگی، سرب، روی، زیست فراهمی، غرقاب، فسفر
  • علیرضا خوش فطرت، رسول دانشفراز، جواد بهمنش * صفحات 43-53

    بررسی شرایط جریان گذرا نقش مهمی در سامانه های انتقال آب دارد. در این تحقیق سامانه انتقال آب متشکل از مخزن ذخیره، ایستگاه پمپاژ و خط انتقال جهت بررسی بیشینه فشار حاصل از وقوع شرایط جریان گذرا مورد مطالعه قرار گرفت. با قطع جریان برق الکتروپمپ ها، وقوع جریان گذرا آغاز و تغییر شرایط جریان در یک زمان کوتاه، در محل کلکتور رانش ایستگاه پمپاژ بررسی گردید. افت اصطکاک حالت گذرا با چهار روش پایدار، شبه پایدار، ناپایدار و ناپایدار ویتکوفسکی توسط نرم افزار بنتلی همر محاسبه شد. با استفاده از فشار سنج حساس و سریع، فشار سنجی انجام و با نتایج حاصل از نرم افزار شبیه سازی و با استفاده از روش های آماری مقایسه گردید. نتایج شبیه سازی، حاکی از عدم انطباق دوره های تناوب از نظر زمانی می باشد. کمترین خطا برای فشار در حالت محاسبه افت به روش ناپایدار ویتکوفسکی، در زمان های ابتدایی برابر 07/7 متر آب و در دوره داده برداری برابر 79/11متر آب حاصل گردید. برای مقادیر بیشینه فشار بیشترین اختلاف مربوط به روش محاسبه ناپایدار و کمترین اختلاف مربوط به دو روش محاسبه پایدار و شبه پایدار بدست آمد. بیشترین اختلاف مقدارکمینه فشار در زمان های ابتدایی برای روش پایدار و در زمان های بعدی با روش ناپایدار ویتکوفسکی و کمترین آن برای روش ناپایدار محاسبه شد. افزایش سرعت موج بر فشار های بیشینه اثرمستقیم و بر فشارهای کمینه اثر معکوس داشت.بررسی شرایط جریان گذرا نقش مهمی در سامانه های انتقال آب دارد. در این تحقیق سامانه انتقال آب متشکل از مخزن ذخیره، ایستگاه پمپاژ و خط انتقال جهت بررسی بیشینه فشار حاصل از وقوع شرایط جریان گذرا مورد مطالعه قرار گرفت. با قطع جریان برق الکتروپمپ ها، وقوع جریان گذرا آغاز و تغییر شرایط جریان در یک زمان کوتاه، در محل کلکتور رانش ایستگاه پمپاژ بررسی گردید. افت اصطکاک حالت گذرا با چهار روش پایدار، شبه پایدار، ناپایدار و ناپایدار ویتکوفسکی توسط نرم افزار بنتلی همر محاسبه شد. با استفاده از فشار سنج حساس و سریع، فشار سنجی انجام و با نتایج حاصل از نرم افزار شبیه سازی و با استفاده از روش های آماری مقایسه گردید. نتایج شبیه سازی، حاکی از عدم انطباق دوره های تناوب از نظر زمانی می باشد. کمترین خطا برای فشار در حالت محاسبه افت به روش ناپایدار ویتکوفسکی، در زمان های ابتدایی برابر 07/7 متر آب و در دوره داده برداری برابر 79/11متر آب حاصل گردید. برای مقادیر بیشینه فشار بیشترین اختلاف مربوط به روش محاسبه ناپایدار و کمترین اختلاف مربوط به دو روش محاسبه پایدار و شبه پایدار بدست آمد. بیشترین اختلاف مقدارکمینه فشار در زمان های ابتدایی برای روش پایدار و در زمان های بعدی با روش ناپایدار ویتکوفسکی و کمترین آن برای روش ناپایدار محاسبه شد. افزایش سرعت موج بر فشار های بیشینه اثرمستقیم و بر فشارهای کمینه اثر معکوس داشت.

    کلیدواژگان: جریان گذرا، داده های واقعی، شبیه سازی، ضربه قوچ، ناپایدار ویتکوفسکی
  • ارزیابی کارایی روش های مختلف ایستاسازی داده ها با استفاده از مدل های خانواده ARIMA
    صفحات 57-72
    پیش بینی عمق بارندگی در مدیریت منابع آب هر منطقه از اهمیت بالایی برخوردار است. مدل های سری های زمانی خانواده ARIMA کاربرد گسترده ای در این زمینه دارند. هدف اصلی این مطالعه پیش بینی بارندگی ماهانه با استفاده از بهترین روش ایستاسازی سری زمانی و مناسب ترین مدل خانواده ARIMA است. در این مطالعه، از داده های ایستگاه همدید اردبیل استفاده شد. در گام اول، بخش های روند و تغییرات فصلی داده های بارندگی ماهانه از سال 1990 تا 2016 با استفاده از روش های مختلف حذف شد و در گام دوم، کارایی مدل های مختلف خانواده ARIMA در پیش بینی بارندگی ماهانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش ایستا سازی با استفاده از میانگین متحرک مرکزی مرتبه 12 و میانگین فصلی به ترتیب، برای حذف روند و تغییرات فصلی (به دلیل ایجاد بالاترین مقدار ضریب همبستگی (8/0=r)) بهترین روش ایستاسازی بوده و مدل 12(0،0،1)(1،0،1)SARIMA با بیشترین ضریب همبستگی (8/0=r) و کمترین معیار آکائیک (74/191=AIC) مناسب ترین مدل پیش بینی بارندگی ماهانه در ایستگاه مورد مطالعه است. در نهایت، بارندگی ماهانه 3 سال آینده (2017 تا 2019) با استفاده از روش ایستاسازی و مدل منتخب پیش بینی گردید. نتایج نشان داد که روند بارندگی ایستگاه همدید اردبیل در سه سال آینده به صورت کاهشی خواهد بود.
    کلیدواژگان: اردبیل، پیش بینی بارندگی، سری های زمانی، معیار آکائیک
  • سعید حبیبی آلاگوز، مهدی یاسی* صفحات 73-84

    هدف اصلی در مطالعه حاضر استفاده از روش های مختلف اکوهیدرولوژیکی برای تعیین نیاز آبی زیست محیطی رودخانه دائمی گدارچای در حوضه آبریز دریاچه ارومیه است. نیاز آبی زیست محیطی رودخانه گدارچای در دو بازه مختلف ایستگاه پل نقده و پل بهراملو موردمطالعه قرارگرفته است. در این تحقیق، هشت روش هیدرواکولوژیکی (1- Tennant؛ 2- Tessman؛ 3- شاخص های تداوم جریان FDC؛ 4- Smakhtin؛ 5- FDC shifting؛ 6- DRM؛ 7- محدوده تغییرپذیری RVA؛ و 8- روش کیفیت آب موسوم به رابطه Q) برای ارزیابی جریان زیست محیطی این رودخانه مورداستفاده قرار گرفته است. بر اساس این نتایج، برای حفظ رودخانه گدارچای در کمینه وضعیت اکولوژیکی قابل قبول (کلاس مدیریت زیست محیطی C)، به ترتیب شدت جریان متوسط سالیانه معادل 28/3 و 25/3 مترمکعب بر ثانیه، باید در دو موقعیت ایستگاه های هیدرومتری پل نقده و پل بهراملو (در کیلومترهای 40 و 18 از دریاچه ارومیه)، برقرار باشد. توزیع ماهانه نیاز زیستی رودخانه گدار نیز تعیین و پیشنهاد شده است. احیای دریاچه ارومیه نیاز به ارزیابی جریان زیست محیطی هر یک از رودخانه های بزرگ حوضه آبریز دریاچه بر اساس پتانسیل جریان رودخانه ها و تعدیل حقابه های کشاورزی دارد. پایش جریان زیست محیطی در طول رودخانه ها برای اطمینان از انتقال کمینه جریان زیست محیطی به دریاچه ارومیه ضروری است.

    کلیدواژگان: جریان زیست محیطی، دریاچه ارومیه، رودخانه گدارچای، روش های هیدرواکولوژیکی، مدیریت رودخانه
  • رسول قبادیان * صفحات 85-99

    برای حل معادلات آبهای کم عمق در جریان ناشی از شکست سد در مجاری روباز، روش تفاضل محدود صریح با استفاده توام از روش های پرش قورباغه و لکس به کار گرفته شد. معادلات حاکم بر روی یک مش زیگزاگی منفصل شدند. صحت سنجی مدل با مقایسه نتایج آن با جواب حل تحلیلی شکست تک بعدی ناگهانی سد بر روی بستر بدون اصطکاک و همچنین مقایسه نتایج ناشی از شکست دوبعدی ستون استوانه ای آب با نتایج برخی محققان انجام شد. در ادامه نتایج مدل برای شکست جزیی متقارن با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه شد. در تمام موارد مدل حاضر با دقت مناسب جریان ناشی از شکست سد را شبیه سازی کرد.

    کلیدواژگان: روش پرش قورباغه، روش لکس، شبیه سازی عددی، شکست سد، معادلات آب کم عمق
  • شیوا عاشوری، شهرام شاه محمدی کلالق * صفحات 101-113

    ارزیابی آسیب پذیری منابع آب زیرزمینی می تواند ابزاری موثر جهت اخذ تصمیم های مدیریتی در نظر گرفته شود. در تحقیق حاضر، از مدل سینتکس (SINTACS) و سیستم اطلاعات جغرافیائی (GIS) برای ارزیابی آسیب پذیری آبخوان دشت سلماس استفاده گردید. این مدل از هفت پارامتر موثر بر انتقال آلودگی به آبخوان شامل عمق سطح ایستابی، نفوذ موثر یا تغذیه خالص آبخوان، محیط غیراشباع، نوع خاک، محیط آبخوان، هدایت هیدرولیکی و شیب یا توپوگرافی تشکیل شده است. نقشه پهنه بندی آسیب پذیری، سه پهنه عمده آسیب پذیری کم (شاخص آسیب پذیری 114-82)، آسیب پذیری متوسط (شاخص آسیب پذیری 146-114) و آسیب پذیری زیاد (شاخص آسیب پذیری 178-146) را نشان داد. حدود 47/31 درصد از مساحت منطقه مورد مطالعه از آسیب پذیری کم، حدود 42/53 درصد از آسیب پذیری متوسط و حدود 11/15 درصد از آسیب پذیری زیاد برخوردار می باشد. میزان تاثیر گذاری هر کدام از پارامتر ها در آلوده سازی آبخوان با تحلیل حساسیت به روش حذف پارامتر و روش تک پارامتری، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج هر دو تحلیل نشان داد مهم ترین پارامتر های تاثیر گذار بر شاخص آسیب پذیری محدوده دشت سلماس محیط غیراشباع و عمق سطح ایستابی هستند.

    کلیدواژگان: آسیب پذیری آبخوان، آلودگی، تحلیل حساسیت، سیستم اطلاعات جغرافیایی، مدل سینتکس
  • خالق سلیمی، ناصر احمدی ثانی*، نادر جلیل نژاد صفحات 115-128

    شوری خاک یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده کشت محصولات کشاورزی است و بیش از 50% اراضی آبی دنیا دچار شوری با درجات مختلف هستند. یکی از مهم ترین مشکلات کشاورزی در ایران نیز، شوری خاک است که استان آذربایجان غربی نیز از این امر مستثنی نیست. هدف از انجام تحقیق حاضر، بررسی امکان تهیه نقشه شوری خاک سطحی در مساحتی برابر 68000 هکتار از اراضی جنوب استان آذربایجان غربی با کاربرد سنجش از دور می باشد. برای تهیه نقشه شوری خاک (cm 15-0)، از روش نمونه برداری سیستماتیک تصادفی (147 نمونه خاک 500 گرمی) و تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی استفاده شد. در این تحقیق، تصاویر ماهواره IRS-P6 (باندهای چندطیفی و پانکروماتیک) به کار گرفته شده و تصحیح هندسی تصاویر با کاربرد مدل رقومی ارتفاع و نقشه جاده ها و آبراهه ها صورت گرفت. شاخص های متعددی با استفاده از روش های مختلف نسبت گیری و تحلیل مولفه های اصلی، تهیه و در طبقه بندی ها استفاده شدند. پس از انتخاب نمونه های آموزشی مناسب، طبقه بندی با تعداد کلاسه های مختلف با روش نظارت شده و الگوریتم های مختلف صورت گرفت. نتایج ارزیابی صحت سنجی نشان داد که بیش ترین درصد صحت کلی و ضریب کاپا (96/87% و 77/0) مربوط به طبقه بندی دوکلاسه با ترکیب چهارباندی و الگوریتم حداکثر احتمال بود. همچنین نتایج بیان گر قابلیت بالای سنجش از دور و داده های IRS-P6 برای تهیه نقشه شوری خاک سطحی در مقیاس محلی می باشد.

    کلیدواژگان: تهیه نقشه، داده های IRS-P6، شوری خاک، صحت سنجی، طبقه بندی
  • مرضیه پیری، ابراهیم سپهر*، عباس صمدی، خلیل فرهادی، محمد علیزاده خالد آباد صفحات 129-140

    در دهه های اخیر چالش ناشی از آلودگی خاک با فلزات سنگین تبدیل به یکی از خطرات جدی در کشورهای جهان از جمله ایران شده است. تثبیت فلزات سنگین با استفاده از جاذب ها در احیای خاک های آلوده به فلزات سنگین یکی از روش های کم هزینه و سریع می باشد. به منظور بررسی تاثیر دیاتومیت بر شکل های شیمیایی کادمیم در خاک، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی در  3 سطح دیاتومیت (0،  2 و 5 درصد وزنی) و4 زمان خوابانیدن (1، 2، 4 و 8 هفته) در دو خاک آلوده و در 3 تکرار انجام شد. توزیع کادمیم در زمان های مذکور با روش عصاره گیری متوالی تعیین و برای ارزیابی وضعیت تحرک پذیری آن در خاک های مورد مطالعه، از دو شاخص تفکیک کاهش یافته (IR) و تحرک (MF) استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد،  کاربرد دیاتومیت موجب کاهش معنی دار (P ≤ 0.01) کادمیم در بخش های تبادلی و کربناتی و افزایش معنی دار آن در بخش های پیوند یافته با اکسیدهای آهن و منگنز، آلی و باقیمانده نسبت به خاک شاهد گردید. با افزایش 5 درصد دیاتومیت به خاک ها و زمان 8 هفته انکوباسیون، مقدار IR (71-42 درصد) و pH (8-5 درصد) افزایش، اما مقدار MF (33-30 درصد) و بخش قابل عصاره گیر با DTPA کادمیم (33-28 درصد) کاهش یافت که بیانگر کاهش تحرک کادمیم با افزایش درصد دیاتومیت است. با توجه به نتایج می توان از دیاتومیت به عنوان یک ماده کاربردی ارزان برای حذف فلزات سنگین از جمله کادمیم از منابع خاک های آلوده استفاده نمود.

    کلیدواژگان: عصاره گیری متوالی، دیاتومیت، کادمیم، خاک آهکی، شاخص تحرک
  • علیرضا باقرخانی، حمید زارع ابیانه * صفحات 141-154

    در این پژوهش، 8 سامانه آبیاری قطره ای ارزیابی شد. از هر سامانه یک مانیفلد در حال کار انتخاب و ارزیابی ها بر روی چهار لترال از ابتدا، یک سوم، دو سوم و لترال انتهایی صورت گرفت. دبی 8 قطره چکان در هر لترال، فشار ابتدا و انتها و حداقل فشار ورودی به لترال اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که دبی در 5/87 درصد از قطره چکان ها ، به دلیل پایین بودن فشار و گرفتگی قطره چکان ها به میزان قابل ملاحظه ای از دبی اسمی کمتر است. در 5/12 درصد از قطره چکان ها میانگین دبی قطره چکان ها 10 درصد بیش از دبی اسمی بود. یکنواختی کاربرد آب، راندمان واقعی و پتانسیل کاربرد آب در چارک پایین سامانه ها در حد ضعیف ارزیابی گردید. متوسط مقادیر ضریب یکنواختی، ضریب کاهش راندمان، راندمان پتانسیل و راندمان واقعی کاربرد آب در چارک پایین سامانه ها به ترتیب 6/38، 5/71، 73/34 و 6/38 درصد محاسبه شد. ارزیابی ها نشان داد مشکل عمده سامانه های آبیاری قطره ای، دست کاری قطره چکان ها، گرفتگی لوله ها و قطره چکان ها، ناهمگونی فشار و توزیع غیر یکنواخت آب، فقدان دانش و مهارت کاربران به واسطه تصور های سنتی باغ داران، طراحان و مجریان است. علی رغم اهمیت صافی ها و لزوم به کارگیری لوازم و اتصالات نو، باغداران معمولا حساسیتی به کامل بودن و تناسب فیلترها با آبدهی سامانه ها و عدم افت و نشت به دلیل نگهداری صحیح سامانه ها ندارند.

    کلیدواژگان: آموزش آبیاری، پتانسیل کاربرد آب، دبی چارک پایین، راندمان های آبیاری، گرفتگی قطره چکان
  • سیده اسرین حسینی، صفر معروفی*، نادیا شهرکی، محمد محمدی صفحات 157-170

    در چند دهه اخیر تغییرات دما روند افزایشی داشته و این تغییرات در مناطقی همچون ایران که در کمربند خشک و نیمه خشک دنیا واقع شده است، چشم گیرترمی باشد. موج های گرمایی شدید از مهم ترین بلایای آب و هوایی بوده که هر سال پیامدهای زیست محیطی مخربی را در طبیعت به جای می گذارند. در این پژوهش، پس از شناسایی موج های گرمایی، احتمال ساده، احتمال ساکن و احتمال تداوم های پی در پی دو تا پنج روزه محاسبه و مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، دمای بیشینه روزانه 30 ساله 16 ایستگاه با اقلیم های متفاوت (اقلیم خشک سرد تا مرطوب معتدل) و زنجیره مارکف مرتبه اول استفاده شد. نتایج نشان داد، بیشینه مقدار متوسط احتمال ساده روز با موج گرمایی متعلق به ایستگاه بندرعباس با مقدار1/6 درصد و کمترین آن مربوط به ایستگاه خرم آباد با مقدار 2/0 درصد است. همچنین، ایستگاه بندرعباس دارای بیشترین مقدار درصد متوسط احتمال تداوم های پی در پی 2 تا 5 روزه همراه با موج گرما است که مقدار آن به ترتیب، برابر 91/2، 40/1، 67/0 و 31/0 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: احتمال ساده، احتمال ساکن، تداوم پی در پی، بیشینه دمای روزانه، زنجیره مارکف مرتبه اول
  • مهناز تلسچی امیرخیزی، رضا دلیرحسن نیا*، پرویز حقیقت جو، ابوالفضل مجنونی هریس صفحات 185-198

    برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی باعث آسیب شدید به آبخوان ها شده و دشت های کشور به دلیل این وضعیت با پدیده نشست مواجه هستند. در این راستا پیرو تشویق دولت با ارایه کمک های مالی بلاعوض، کشاورزان زیادی داوطلب اجرای سیستم های تحت فشار هستند. لذا شناخت مناسب کمی و کیفی منابع آبی برای داشتن کشاورزی پایدار ضروری است. در این مطالعه به بررسی کیفیت آب تعداد 103 چاه عمیق کشاورزی منطقه سراب که مالکان آنها متقاضی اجرای سیستم تحت فشار هستند، پرداخته شد. برای تعیین وضعیت کیفی آب این چاه ها علاوه بر عوامل شیمیایی، از شاخص هایی نظیر نسبت جذب منیزیم (MAR)، شاخص نفوذپذیری (PI)، پتانسیل شوری (PS)، نسبت کلایز (KR)، نسبت جذب سدیم(SAR)ونسبت سدیم محلول (SSP)استفاده گردید. مقادیر EC، SAR، MAR، PS و شاخص کلراید حاکی از کاسته شدن کیفیت آب از شرق به غرب و از جنوب به شمال دشت می باشد. حدود 50 درصد آب چاه ها در کلاس C3S1قرار داشته و متوسط شاخص کلایز چاه ها در وضعیت مناسب برابر 46/0 تعیین شد. جز یک چاه با SAR برابر 52/15 آب بقیه دارای مقادیر کمتر از 15 بودند و آب غیرقلیایی داشتند. فقط 17 درصد آب چاه ها دارای SSP بالای 40 درصد بوده و از نظر این شاخص مناسب نبودند. بیشتر نمونه ها از نظر MAR کمتر از حد مجاز استاندارد 50 درصد هستند. در نهایت در شرایط مطالعه حاضر برای پایاب 90 درصد چاه ها اجرای سیستم آبیاری بارانی و تیپ در حدود 10 درصد بقیه کاربرد هیدروفلوم توصیه می گردد.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آب آبیاری، ارزیابی، عوامل شیمیایی
  • امیر ملک پور *، ستاره فروخ رو، مهدیه حسینی صفحات 199-212

    با توجه به عدم قطعیت و تغییرات مکانی مقادیر پارامترهای تحکیمی خاک و تاثیر آن بر فشار آب منفذی حین نشست در پی سازه ، امروزه کاربرد روش های احتمالاتی مبتنی بر عدم قطعیت در تحلیل چنین مسائلی رایج می باشد. در تحقیق حاضر، نقش عدم قطعیت قابلیت فشردگی حجمی خاک به عنوان یکی از عوامل موثر بر تغییرات زمانی فشار آب منفذی حین تحکیم در ناحیه شفت استان گیلان مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور نمونه برداری خاک از 9 گمانه (مربوط به پی یک سازه فولادی و محوطه آن واقع در حومه شهرستان شفت) انجام شد و با آزمایش تحکیم، توزیع لوگ نرمال پارامتر قابلیت فشردگی حجمی خاک به دست آمد. سپس یک برنامه رایانه ای در محیط MATLAB برای تحلیل احتمالاتی معادله دیفرانسیل تحکیم به روش مونت کارلو توسعه داده شد. طبق نتایج، با افزایش تعداد نمونه تصادفی (ضریب قابلیت فشردگی) در روش مونت کارلو از 100 به 1000 نمونه، تغییر قابل توجهی در نتایج مشاهده نگردید. در حالیکه کشیدگی منحنی های چگالی احتمال با زمان، حاکی از نقش قابل توجه گذشت زمان در افزایش عدم قطعیت فشار آب منفذی می باشد. همچنین در یک عمق معین، ضخامت بیشتر لایه خاک مورد بررسی منجر به افزایش عدم قطعیت نتایج گردید. با 2 برابر شدن عمق نقطه مورد بررسی و ضخامت لایه خاک، چگالی احتمال بیش از 20 برابر افزایش یافت. در نهایت بیش ترین افزایش ضریب تغییرات فشار آب منفذی طی 100 روز در لایه خاک به ضخامت 4 متر برابر 15/2 درصد و در لایه خاک با ضخامت 16 متر کمتر از 25/0 درصد به دست آمد.

    کلیدواژگان: تحلیل احتمالاتی، توزیع لوگ نرمال، روش مونت کارلو، نشست تحکیمی خاک، نمونه برداری خاک
  • نادیا شهرکی، صفر معروفی* صفحات 213-224

    در این مطالعه احتمالات پیشامدهای متوالی روزهای عادی و یخبندان برای ایستگاه های همدید همدان و ملایر، با استفاده از زنجیره مارکف مرتبه اول دو حالته مورد تحلیل قرار گرفت. بدین منظور، از آمار کمینه دمای روزانه ماه های اکتبر تا مارس سال های 2000 تا 2014 استفاده شد. داده ها بر اساس ماتریس شمارش تغییر حالت روزهای یخبندان و عادی مرتب شده و احتمال مربوطه با توجه به روش درست نمایی بیشینه محاسبه گردید. احتمال ساده و تداوم روزهای یخبندان و عادی، محاسبه شد. نتایج نشان داد که ایستگاه های همدان و ملایر، به ترتیب تعداد 860 و 1199 دو روز عادی متوالی و تعداد 235 و 246 روز عادی بعد وقوع یخبندان را به خود اختصاص داده اند. بر همین اساس، روزهای یخبندان بعد از روز عادی در این ایستگاه ها به ترتیب 235 و 246 بودند. همچنین تعداد یخبندان های متوالی دو روزه در ایستگاه های مذکور به ترتیب 1400 و 1039 روز بود. درصد احتمال وقوع دوره یخبندان متوالی ایستگاه های همدان و ملایر به طور میانگین به ترتیب 06/81 و 73/76 بوده است. درصد احتمال وقوع روزهای یخبندان در این ایستگاه ها به طور میانگین 11/60 و 99/46 بوده است. همچنین درصد احتمال تداوم پی درپی یخبندان 2 تا 5 روزه نشان داد که مقدار متوسط این احتمال در ایستگاه همدان به ترتیب، برابر با 9/50، 73/43، 67/37 و 78/32 و در ایستگاه ملایر به ترتیب، برابر با 82/37، 72/30، 25/25 و 99/20 بوده است. از آنجایی که دماهای پایین تاثیرات مخربی بر تولیدات کشاورزی دارند، از این نتایج جهت پیش بینی و جلوگیری از خسارات احتمالی می توان استفاده کرد.

    کلیدواژگان: دوره عادی، دوره یخبندان، زنجیره مارکف، ملایر، همدان
|
  • F Banan Ferdosi*, Y Dinpashoh Pages 1-14

    In this study, by use of the daily rainfalls of Tabriz weather station the normalized rainfall curves (NRC) were investigated. For this purpose, the cumulative amount of daily rainfalls with the cumulative number of rainy days were considered and shown by and , respectively. Then, the NRCs were extracted according to the equations of  and . This approach was applied to all days and every months of the data recording time period, separately. The parameters of models were estimated using the solver option in Excel software by the optimization method. Moreover, some of the other mathematical models (including the n-th degree polynomial, power, modified power, exponential, continuous exponential, etc.) were derived for and data by the Curve Expert 1.3 software. Among the all extracted models, a model having the lowest RMSE and highest  was introduced as the most appropriate one. The results showed that, approximately, in the all cases the  model with the lowest RMSE value (0.4858 mm) and the largest amount of  (0.9996) was known as the most appropriate model to derive the NRCs of Tabriz station. Furthermore, in monthly time scale the amount of RMSE varied from 0.22 mm (in September) up to 0.67 mm (in April). The  values for these two months obtained as 0.9999 and 0.9993, respectively.

    Keywords: Daily rainfall, Experimental model, Normalized rainfall curves, Tabriz, Temporal distribution
  • mohamad reza sarikhani* Pages 15-27

    In this study the effectiveness of phosphatic microbial fertilizers produced from seven bacteria (Pantoea agglomerans P5, Pseudomonas fluorescens Tabriz, P. putida Tabriz, Pseudomonas sp. C16-2O, Enterobacter sp. S16-3, Bacillus megaterium JK6 and B. firmus) in the basal formulation of rock phosphate (45 g), bagasse (30 g) and sulfur (15 g) were evaluated. In this experiment, Pantoea agglomerans P5 which used in Barvar2 biofertilizer was applied as a positive control. The results obtained from the greenhouse experiments showed that the wet and dry weight of roots and shoots, uptake of potassium, iron and zinc in the root and shoot of corn S.C.704 were significantly influenced by the PMFs. In most measured parameters, the effects of Enterobacter sp. S16-3 and Pseudomonas sp. C16-2O were similar to the P. agglomerans P5 and all the three treatments in most cases had higher performance than TSP. P. fluorescens and P. putida treatments showed similar effects on corn growth. It should be noted that B. firmus in some cases and B. megaterium treatment in most parameters had lower performance compared to the treatment bed without bacteria (negative control) and even lower than the treatment without fertilizer bed (No Carrier). It should be emphasized that the effect of different levels of fertilizer consumption (0.6 and 1.2 g pot-1 equal to 100% and 200% of recommended dose of phosphorus) were significant and the level of 1.2 g pot-1 compared to 0.6 g pot-1 caused an increase more than two-fold in plant performance.

    Keywords: Corn, Phosphate Solubilizing Bacteria, Phosphatic microbial fertilizers, Phosphorus, Rock Phosphate
  • saniyeh mardomi* Pages 29-42

    In order to evaluate the effects of phosphorus (P), contamination of lead (Pb) and zinc (Zn) and soil waterlogging on extraction kinetics of the available P, Zn and Pb in a calcareous soil, an experiment was conducted as factorial on the basis of completely randomized design with two replications under laboratory conditions with four factors consisting waterlogging duration at six levels  (0.1, 2, 6, 12, 36 and 72 days), Zn at two levels (0 and 250 mg kg−1 soil), P at two levels (0 and 500 mg kg−1 soil) and Pb at two levels (0 and 800 mg kg−1 soil). The extractable-P, Zn and Pb contents were measured at the end of each time by Soltanpour and Schwab method. The results showed that application of P, Zn and Pb increased the extractable-P, Zn and Pb, respectively. The extractable-P was significantly increased with increasing duration of waterlogging under no P fertilizer application whereas P application (500 mg kg−1 soil) resulted in reducing the average extractable-P by 23%. The extractable-Zn and Pb significantly decreased with increasing duration of waterlogging and application of P fertilizer, regardless of Zn and Pb applications. The results showed that in Pb and Zn contaminated soils, application of P fertilizer and soil waterlogging could decrease mobility and bioavailability of these heavy metals, leading to restrict their entrance in waters and plants.

    Keywords: Bioavailability, Contamination, Lead, Phosphorous, Waterlogging, Zinc
  • A Khoshfetrat, R Daneshfaraz, J Behmanesh* Pages 43-53

    Investigation of the unsteady flow has an important role in water conveyance systems. In the present study water conveyance system including the storage tank, pumping station and pipeline was studied to investigate the maximum pressure due to occurrence of transient flow conditions. The transient condition was started by cutting the power of pumps and in a short time period, the change of flow condition was investigated in the supply collector. The friction losses in transient condition were calculated using Bentley Hammer software. In this process, four methods including steady, quasi steady, unsteady and unsteady Vitkovsky states were used. The pressure was measured by using a fast and sensitive pressure gauge and the observed results were compared with the simulation results and in this process the statistical methods were used. The results showed that there was not time correspondent between the period of cycles. The least amount of error for pressure, gained by method of unsteady Vitkovsky, is equal to 7.07m water at initial times and 11.79 m water in data logging period. For the maximum pressure values, maximum difference was obtained by use of unsteady method and the minimum difference by the two methods of steady and quasi steady methods. The maximum difference for the minimum pressure value was obtained for steady and unsteady Vitkovsky methods at initial and ulterior, respectively and its minimum difference was calculated for unsteady method. Increasing wave velocity had a direct effect on the maximum pressures and an inverse impact on the minimum pressures.

    Keywords: Field data, Simulation, Transient flow, Unsteady Vitkovsky, Water hammer
  • Evaluation of Different Data Stationary Methods Efficiency Using ARIMA Family Models
    Pages 57-72
    Forecasting rainfall depth is very important in water resources management. ARIMA family time series models have a widespread application in this context. The main objective of this study was to predict monthly rainfall using the best time series stationary method and the most suitable ARIMA family model. In this study, Ardabil synoptic station’s data was used. In the first step, the trend and seasonality terms of monthly rainfall data from 1990 to 2016 were removed using different methods and in the second step the efficiency of different ARIMA models for predicting monthly rainfall was investigated. Results showed that the stationary method using 12 period centered moving average and seasonal average in order to remove trend and seasonal variation, respectively, is the best stationary method with the highest correlation coefficient (r=0.8). Also, the SARIMA (1,0,1) (0,0,1)12 model with the highest correlation coefficient (r=0.8) and the lowest Akaike criterion (AIC=191.74) is the best prediction model for monthly rainfall at the studied station. Finally, the monthly rainfall of the next 3 years (2017-2019) forecasted using the optimized stationary method and the selected model. Results showed that the rainfall trends of Ardabil synoptic station will be decreased in the next three years.
    Keywords: Akaike Information Criterion, Ardabil, Rainfall prediction, Time Series
  • S Habibi Alagoz, M Yasi * Pages 73-84

    The main aim of the present study was to use different Hydro-Ecological methods to determine the environmental flow requirements in a typical perennial river, the Gadar River, in the Urmia Lake Basin, Iran. The ecological needs of the Gadar River were investigated in two different reaches along the river. Eight Eco-Hydrological methods (1- Tennant, 2- Tessman, 3- Flow Duration Curve Analysis (FDCA), 4- Smakhtin, 5-FDC shifting, 6- DRM, 7- RVA, 8- Q Equation) were used for the assessment of the minimum river environmental flow requirements. In order to maintain the Gadar River at minimum acceptable environmental status (i.e. Class C of the environmental management of rivers), average annual flows of 3.28 and 3.25 m3/s are to be allocated along the river in Naqadeh Bridge and Bahramlu Bridge Stations (located 40 and 18 km upstream from the Urmia Lake), respectively. Also, the prescribed monthly distribution of environmental flow requirements has been considered and proposed for the Gadar riverine life. Restoration of Urmia Lake needs the evaluation of the potential flows from the in-basin rivers and the revision of agricultural water rights. Monitoring the minimum environmental flow regime is necessary along the rivers to make sure the delivery of the water into the Urmia Lake.

    Keywords: Environmental flows, Eco-hydrological Methods, River Management, Gadar River, Urmia lake
  • Ghobadian R* Pages 85-99

    Explicit finite- difference along with the combination of Lax and Leap-Frog schemes have been used to solve the 2D shallow water equations (SWE) to describe the free surface dam break flow in open channels. Discretization of SWE were carried out on a staggered grid. The model assessment was carried out by comparing the model results with the results of the analytical solution of a one-dimensional instantaneous dam break over a flat bed without friction and also with some researcher’s numerical data for two-dimensional break of a circular column of water. Then the model results were compared with the present experimental data of a symmetry partial dam break. In all cases, the model could simulate the dam break flow with an appropriate accuracy.

    Keywords: Dam break, Lax scheme, Leap-Frog scheme, Numerical simulation, Shallow water equations
  • Sh Ashouri, Sh Shahmohammadi Kalalagh* Pages 101-113

    Evaluation of groundwater resources vulnerability to pollution can be considered as an effective tool for management decisions. In this study, vulnerability of Salmas plain aquifer to pollution was assessed using SINTACS model and geographic information system (GIS). The SINTACS model consists of seven parameters including: Depth of water table, Infiltration, Unsaturated zone, Soil media, Aquifer media, Hydraulic conductivity and Topography. The vulnerability mapping showed three main zones; low groundwater vulnerability risk zone (risk indexes: 114-82), moderate groundwater vulnerability risk zone (risk indexes: 146-114) and high groundwater vulnerability risk zone (risk indexes:  178-146). The results showed that about 31.47%, 53.42% and 15.11% of the studied area had low, moderate and high vulnerability, respectively. Two tests of sensitivity analyses were carried out: map removal method and single-parameter method, for evaluating the influence of each parameter to pollute the aquifer. The results of both analyses indicated that parameters with most significant impact on the vulnerability risk zones in Salmas area were unsaturated zone and depth of water table.

    Keywords: Aquifers vulnerability, Geographic Information System, Pollution, Sensitivity analyses, SINTACS model
  • Jalilnejad, N Ahmadi Sani*, N SalimiKh Pages 115-128

    Soil salinity is one of the most important limiting factors in crop production and more than 50% of the world irrigated lands have different levels of salinity. Also, one of the most important agricultural problems in Iran is soil salinty where West Azerbaijan province is no exception from this problem. The aim of present study was investigating the possibility of surface soil salinity mapping in an area of 68000 ha in the south of West Azarbaijan province using remote sensing. A systematic random sampling method was used to prepare a ground truth map of surface soil salinity (including 147 soil samples from a depth of 0-15 cm). In this research, IRS-P6 satellite data (multispectral and panchromatic bands) were used. Geometric correction of images was done using digital elevation model and road and river maps. Various indices were generated, using ratioing and principal component analysis methods, and were used in the classifications. After selection of suitable training samples, classification was performed with different number of classes by a supervised method and different algorithms. The results of the accuracy assessment showed that the highest overall accuracy percentage and Kappa coefficient (87.96% and 0.77) were related to the classification of the two classes with 4-band combination and the maximum likelihood algorithm. Also, the results revealed high potential of remote sensing and IRS-P6 data for surface soil salinity mapping on a local scale.

    Keywords: Accuracy assessment, classification, IRS-P6 data, Mapping, Soil Salinity
  • MPiri, E Sepehr, A Samadi, KhFahadi, M Alizadeh Khaledabad Pages 129-140

    In recent decades, soil pollution with heavy metals in world countries (such as Iran) has been one of the most challenging issues. Stabilization of heavy metals by using absorbent in remediation of heavy-metal-contaminated soils is one of the low-cost and fastest methods. In order to study the effect of diatomite on chemical forms of Cd in calcareous soils, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design (CRD) with 3 levels of diatomite application in soil (0, 2 and 5 %), 4 levels of incubation time (1, 2, 4 and 8 weeks) and twocontaminated soils in three replications. Chemical distribution of Cd in soils were determined using Tessier sequential extraction method at the above-mentioned incubation time and reduced partition index (IR) and mobility factor (MF) of metal were calculated as a Cd mobility index in soils. Results showed that application of diatomite significantly (p ≤ 0.01) decreased the exchangeable and carbonate fractions and increased iron and manganese oxide bound organic and residual fractions in comparison to the control treatment. In 5% diatomite treatment after 8 weeks’ incubation the IR (42-71%) and pH (5-8%) values increased but the amounts of MF (30-33%) and DTPA-extractable Cd (33-28%) decreased, demonstrating a decrease in the mobility of metal in soils. It was concluded that addition of diatomite in soil lead decreasing the mobility of Cd and Pb in soils. According to the results, diatomite due to greater efficiency for immobilization of Cd in contaminated soils as a low-cost amendment can be used for immobilization of the high amount of Cd ions from contaminated soils.

    Keywords: Sequential extraction, Diatomite, Cd, Calcareous soil, Mobility factor
  • ZareabyanehH*, BqerkhaniA Pages 141-154

    In this study, 8 drip irrigation systems were evaluated. In every system, an operating manifold was selected and its four laterals including the first, a third, two-thirds and the last one were evaluated. Discharge of 8 emitters per lateral, the first and the last pressure, and the minimum inlet pressure of the lateral were measured. The results showed that the discharge of 87.5% emitters were significantly lower than their nominal discharge, due to low pressure, and physical, chemical and algal blocking. In 12.5% of the emitters, the average discharge rates were 10% higher than the nominal discharge. Uniformity of water application, the potential efficiency of low quarter and application efficiency of low quarter of all systems were poor. The average of emission uniformity, the efficiency reduction factor, potential efficiency of low quarter and the application efficiency of low quarter of the systems were calculated as 38.6, 71.5, 34.73 and 38.6%, respectively. Assessments showed that the major problems of most drip irrigation systems were manipulation of emitters, the blockage of pipes and emitters, heterogeneity of pressure and non-uniform distribution of water, and the user’s lack of knowledge and skills due to traditional attitudes of gardeners, designers and executers. Despite the importance of different filtrations in drip irrigation and the use of new accessories, gardeners usually don't care about the completeness and proportionality of filters with the discharge and the loss and leakage due to the improper maintenance of systems.

    Keywords: Emitter’s blockage, Irrigation efficiency, Irrigation Training, Lower quartile discharge, Potential water application
  • M Mohamadiand, N Shahraki, S Marofi*, niA Hossei Pages 157-170

    The temperature changes have shown increasing trend in recent decades and these changes are much more significant in regions like Iran, which is located in the arid and semi-arid belt of the world. Intensive heat waves are of the most important climatic disasters, which have devastating environmental implications in the nature every year. In this study, the simple probability, stationary probability and consecutive probability of 2-5 days were calculated, after identifying the heat waves. For this purpose, the 30 years data of daily maximum temperature from 16 stations with different climates (cold and dry to moderate humid climates) and were used for application of the first order Markov chain. Results indicated that the maximum and minimum values of the simple probability with of the heat wave days were observed at Bandar- Abbas and Khorram Abad stations with amount 6.1% and 0.2%, respectively. Also, Bandar- Abbas station had the maximum percentage of the average consecutive probability of 2-5 days with the heat wave amounts of 2.91, 1.40, 0.67 and 0.31%, respectively.

    Keywords: Consecutive continues, First order Markov chain, Maximum daily temperature, Simple probability, Stationary probability
  • P Haghighatjou*, R DelirhasanniaTaleschi AmirkhiziM, A Majnooni Heris Pages 185-198

    Extraordinary withdrawal of groundwater resources has caused severe damages to aquifers, and the country's plains are facing subsidence due to this situation. In this regard, following the encouragement of the government by offering financial supports, many of farmers have volunteered to run pressurized irrigation systems. Therefore, gathering proper quantitative and qualitative data of water resources is necessary for sustainable agriculture. In this study, water quality of 103 agricultural wells in Sarab plain, which owners are applying for the operation of pressurized irrigation system, was investigated. To determine the water quality conditions of these wells, the magnesium absorption ratio (MAR), permeability index (PI), salinity potential (PS), Kelley's Ratio (KR), sodium absorption ratio (SAR) and soluble sodium percentage (SSP) indices were evaluated along with some other chemical parameters in the studied plain. The EC, SAR, MAR, PS and chloride indices indicated a decline in water quality from east to west and from south to north of plain. Approximately, water in 50% of wells were in the C3S1 class and the average KR of all wells were in a suitable condition with the value of 0.46. Except for one case with the value of 15.52, the remaining wells water had non-alkaline water with the SAR values less than 15. Only 17% of wells water had SSP values over 40% and they were not suitable based on this indicator. Most of the samples were located below the standard limit of 50% for MAR. Finally, in this study condition the application of sprinkler and tape irrigation systemsfor 90% of wells is recommended and for 10% of the rest of wells gated the pipes irrigation system may be adapted.

    Keywords: Groundwater, Irrigation water, evaluation, Chemical parameters
  • M Hosseini, S Farookhroo, *A Malekpour Pages 199-212

    Today, as a result of the uncertainty and spatial variations of soil consolidation parameters and their effects on the pore-water pressure during the foundation settlement, it is common to apply the uncertainty-based probabilistic methods in such problems. In current study, the role of uncertainty of soil volumetric compressibility, as one of the effective factors on temporal variations of pore-water pressure during consolidation was investigated in Shaft region of Guilan province. In this respect, soil sampling was carried out in 9 bore holes (at the foundation of a steel structure and its yard located in Shaft town). Following the consolidation experiments, the log-normal distribution of soil volumetric compressibility was derived. Then, a computer code was developed in MATLAB to probabilistically analyze the partial differential equation of consolidation using Monte-Carlo simulation method. According to the results, increasing the number of random samples (of compressibility coefficient) from 100 to 1000 caused negligible effects. Whereas, the widening of probability density curves with time implies the dramatic effect of time on increasing the uncertainty of pore-water pressure. Meanwhile, for a given depth, the increased thickness of investigated soil layer caused greater uncertainty of pore-water pressure. Doubling the soil depth and investigated thickness of soil layer led to the increase of probability density by more than 20 times. Finally, during 100 days, the greatest temporal increase in coefficient of variation of pore-water pressure was obtained equal to 2.15 and 0.25 percent for 4- and 16-meters thick layers of soil, respectively.

    Keywords: Consolidation settlement of soil, Log-normal distribution, Monte-Carlo method, Probabilistic analysis, Soil sampling
  • S Marofi*, N Shahraki Pages 213-224

    This study tries to analyze the consecutive frost-free and freeze day’s occurance probabilities, in Hamedan and Malayer Synoptic stations using first-order two-state Markov Chain method. The analysis was performed for the minimum daily temperature data during the October to March in the period of 2000-2014. The data were arranged according to frequency matrix of the freeze and frost-free days mode change and the elements of probability matrix were calculated by the maximum likelihood method. In addition, the initial and consecutive probabilities of the frost-free and freeze periods were also calculated. Based on the results, the number of observed periods with 2 consecutive frost-free days at Hamedan and Malayer synoptic stations were 860 and 1199, respectively. In the same order the occurrences numbers of frost-free days after freezing days at the same stations were also 235 and 246, respectively. Accordingly, 235 and 246 freezing days were occurred after frost-free event and also, 1400 and 1039 periods of 2 consecutive freeze days were detected at Hamedan and Malayer stations, respectively. The average probability percentages of the consecutive freeze periods were 81.06 and 76.73 for the Hamedan and Malayer stations, respectively. The average probability percent of freeze days were 60.11 and 46.99 in the studied stations, respectively. Also, probability percentages for freezing duration of 2-5 days showed that the average probability percentages of the consecutive days were equal to 50.9, 43.73, 37.67 and 32.78 in Hamadan station and 37.82, 30.72, 25.25 and 20.99 in Malayer station, respectively. So the results can be used to predict and prevent potential damage, since the low temperatures have a detrimental effect on agricultural production.

    Keywords: Hamedan, Malayer, Markov chain, Period freeze, Period frost-free