فهرست مطالب

آبیاری و زهکشی ایران - سال سیزدهم شماره 4 (مهر وآبان 1398)
  • سال سیزدهم شماره 4 (مهر وآبان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/08/01
  • تعداد عناوین: 25
|
  • ابوالفضل اکبرپور*، محمد جواد زینلی، محمد ناظری تهرودی صفحات 855-868

    در این مقاله، یک مدل هیبریدی بهینه سازی - شبیه سازی برای ارزیابی سیاست پمپاژ مطلوب در یک آبخوان مصنوعی استفاده شده است. در این مطالعه میزان افت سطح آب زیرزمینی در یک آبخوان آزاد فرضی به مساحت 5/1 کیلومتر مربع و سه هدایت هیدرولیکی متفاوت با ضخامت 100 متر و هم چنین تعداد ده حلقه چاه برداشت مورد بررسی قرار گرفت. جهت تخمین سطح آب زیرزمینی آبخوان از روش المان محدود و جهت بهینه سازی موقعیت چاه های برداشت از الگوریتم جامعه مورچگان استفاده شد و در نهایت مدل FEM-ACO ارائه گردید. موقعیت چاه های برداشتی با دبی مشخص به صورتی بهینه یابی می شود که میزان افت سطح آب زیرزمینی در آبخوان کمینه گردد. در این راستا تعداد مقادیر مختلف تعداد مورچه ها، تاثیر میزان تبخیر فرامان و تاثیر درصد نخبه های یک مجموعه از مورچه ها بر مقدار تابع هدف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که الگوریتم های مورچگان ترتیبی و الگوریتم مورچگان نخبه با عملکردی تقریبا یکسان بهترین عملکرد را در بین الگوریتم های مورچگان داشته اند و پس از آن ها، الگوریتم جامعه مورچگان و الگوریتم مورچگان بیشینه-کمینه در رتبه های بعدی قرار دارند. تمامی الگوریتم های مورچگان خیلی زود به همگرایی رسیدند که این همگرایی زودرس به یک بهینه سراسری مناسب را می توان به دلیل استفاده از قیود زنجیره ای دانست. در نهایت بعد از بررسی مدل ارائه شده، موقعیت مناسب چاه های برداشت مشخص گردید. هم چنین نتایج نشان داد که حداکثر افت آب آبخوان حدود 5/2 متر می باشد.

    کلیدواژگان: آبخوام آزاد، الگوریتم مورچگان، آلمان محمدود، بهینه سازی، آب زیرزمینی، هدایت هیدرولیکی
  • علی بافکار*، اکبر رسولی صفحات 869-880

    کمبود منابع آب در جهان و ایران همواره یکی از چالش های مهم انسان به حساب می آید. از طرفی وجود منابع آبی بزرگ نظیر دریاها و اقیانوس ها از جمله دریای مازندران در شمال و خلیج فارس در جنوب ایران ممکن است یکی از راه حل های مناسب در این زمینه باشد. هدف از این تحقیق، بررسی و مقایسه حذف سدیم با استفاده از ستون ثابت توسط جاذب های نانوساختار برگ بلوط و پوسته تخم مرغ می باشد. نتایج نشان داد که مقدار کل جذب، حداکثر ظرفیت جذب و درصد حذف سدیم برای جاذب های برگ بلوط و پوسته تخم مرغ به ترتیب برابر با 21/120 و 10/117 میلی گرم ،1/1 و 24/0 میلی گرم بر گرم و 10/60 و 88/68 درصد برای غلظت 5 میلی گرم بر لیتر، 45/194 و 93/169 میلی گرم، 77/1 و 34/0 میلی گرم بر گرم و 56/55 و 82/54 درصد برای غلظت 10 میلی گرم بر لیتر و 83/466 و 84/453 میلی گرم، 26/4 و 91/0 میلی گرم بر گرم و 66/53 و 03/54 درصد برای غلظت 30 میلی گرم بر لیتر به دست آمد. برازش مدل های پیوسته جذب بر روی داده های آزمایشی توسط جاذب های نانو ساختار نشان داد که در جذب سدیم با استفاده از ستون بستر ثابت، برای جاذب های برگ بلوط و پوسته تخم مرغ، به ترتیب مدل های عمق بستر- زمان سرویس، توماس و یون-نلسون نسبت به بقیه مدل ها دارای برازش بهتری از داده های ستون جذب بودند. بر مبنای نتایج حاصل از این تحقیق، جاذب های نانو ساختار برگ بلوط و پوسته تخم مرغ قابلیت بالای حذف یون سدیم را دارا بوده اند.

    کلیدواژگان: حذف سدیم، نانو ذرات، برگ بلوط، پوسته تخم مرغ، ستون بستر ثابت
  • نگار فتحی، محمد باقر رهنما*، محمد ذونعمت کرمانی صفحات 881-893

    در میان عناصر سنگین، آرسنیک به عنوان یک عنصر سرطانزا شناسایی شده است و غلظت های زیاد آن در منابع آب می تواند یک نگرانی بزرگ برای سلامتی عمومی و محیط زیست ایجاد نماید. آلودگی منابع آب به آرسنیک در بسیاری از نقاط جهان و ایران، از جمله در برخی نواحی استان کرمان گزارش شده است. در تحقیق حاضر، به بررسی مکانسیم حاکم بر رهاسازی آرسنیک و پیش بینی تغییرات غلظت آن در منابع آب زیرزمینی دشت سیرجان، واقع در استان کرمان پرداخته شده است. بدین منظور، پس از انجام مطالعات اولیه میدانی و با در نظر گرفتن موقعیت لاگ حفاری چاه های پیزومتری، 21 حلقه چاه پیزومتری در سطح دشت انتخاب و به بررسی لایه های رس موجود در آن ها پرداخته شد. سپس، اقدام به نمونه برداری از منابع آب زیرزمینی بصورت فصلی از چاه های کشاورزی و شرب در نزدیکی چاه های پیزومتری، با هدف بررسی رابطه میان میزان ضخامت لایه رس و غلظت آرسنیک در منطقه گردید. نتایج حاصله، نشان داد که غلظت آرسنیک ارتباط مستقیم با بافت رسی لایه های زمین دارد. بطوریکه بالا بودن غلظت آرسنیک، مربوط به تخلیه آب زیرزمینی از لایه رسی و اکسید شدن و انحلال آرسنیک در آب زیرزمینی است. بنابراین چرخه اکسیداسیون - احیاء یکی از عوامل موثر بر آزاد سازی آرسنیک در منطقه می باشد. سپس، با هدف پیش بینی تغییرات غلظت آرسنیک طی 5 سال آتی، اقدام به مدلسازی کمی دشت، با استفاده از نرم افزار GMS گردید و تمرکز بر روی چاه های پیزومتری که با توجه به افت سطح آب و وجود لایه رسی، احتمال افزایش ضخامت رس غیر اشباع در آن ها وجود داشت، قرار گرفت. بر پایه نتایج حاصل از مدلسازی و بر اساس روابط بدست آمده بین تغییرات غلظت آرسنیک و تغییرات تراز آب زیرزمینی طی دوران نمونه برداری، مشخص گردید که با گذشت زمان و افزایش برداشت از منابع آب زیرزمینی، غلظت آرسنیک افزایش می یابد. بنابراین با ادامه روند موجود بهره بردای از آبخوان، کمیت و کیفیت آب زیرزمینی کاهش می یابد. از این رو در صورت اعمال مدیریت مصرف آب و کاهش برداشت از منابع آب زیرزمینی، غلظت آرسنیک با شدت کمتری افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آرسنیک، سیرجان، لاگ های پیزومتری، GMS
  • ابوالفضل ناصری*، فریبرز عباسی صفحات 894-908

    با توجه به اهمیت ارتقاء بهره‏وری مصرف آب در تولید محصولات زراعی و باغی در کشور و با عنایت به توانمندی و شایستگی روش‏های سری های زمانی در تحلیل و آینده‏پژوهی رفتار بسیاری از پدیده های مهندسی آب، هدف این پ‍ژوهش تحلیل و آینده‏پژوهی بهره‏وری مصرف آب در تولید گندم در دشت تبریز با الگوهای مناسب سری های زمانی است. نحوه الگو‏بندی، آزمون و آینده‏پژوهی با سری زمانی به این صورت بود که درمجموع 60 سال (از سال 1354 تا 1413) تغییرات بهره‏وری مصرف آب در تولید گندم تحلیل گردید. حدود 30 سال آن برای الگوبندی، 12 سال آن برای آزمون و 18 سال بعدی برای آینده‏پژوهی استفاده گردید. برای تعیین مناسب‏ترین الگو، چهارده الگوی سری زمانی ارزیابی گردید و با توجه به آماره‏های مرسوم الگوی ARIMA(1,0,1) به عنوان مناسب ترین الگو برای بیان بهره‏وری مصرف آب در تولید گندم در دشت تبریز تشخیص داده شد. نتایج نشان داد بهره‏وری مصرف آب در تولید گندم در این دشت روند نسبتا افزایشی داشت. این شاخص در طول 42 سال موردبررسی از 11/0 تا 68/0 کیلوگرم بر مترمکعب تغییر نموده و میانگین آن 32/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. برای ارتقای شاخص بهره‏وری مصرف آب در تولید گندم، سناریو و شرایط مختلف ارتقاء نیز پیش‏بینی گردید. در صورت ارتقای بهره‏وری مصرف آب در تولید گندم به اندازه 10، 15، 20 و 25 درصد، مقدار این شاخص در سال 1413 به ترتیب برابر 95/0، 98/0، 01/1 و 05/1 کیلوگرم بر مترمکعب خواهد بود. درصورتی که با ادامه روند موجود و بدون اعمال برنامه ارتقاء، مقدار این شاخص در سال 1413 برابر 89/0 کیلوگرم بر مترمکعب خواهد بود. راهکارهایی با قابلیت اجرایی برای ارتقای قابل ملاحظه بهره وری مصرف آب در حاشیه شرقی دریاچه ارومیه پیشنهاد گردید.

    کلیدواژگان: ارتقا بهره وری، گندم، پیش بینی بهره وری آب، کارایی مصرف آب، مدیریت مصرف آب
  • مهسا حسن پور نودهی، مریم نوابیان*، مهدی اسمعیلی ورکی صفحات 909-918

    کم شدن منابع آب شیرین و همچنین کاهش کیفیت آب موجود در بخش کشاورزی، نیاز به یافتن منابع جدید جهت استفاده در آبیاری را امری ضروری نموده است. در این خصوص بهره گیری از آب های نامتعارف یکی از گزینه های پیش رو می باشد. استفاده مجدد از زه آب اراضی کشاورزی به عنوان یک منبع آب نامتعارف قابل دسترس، یکی از راه کارهای رفع، کمبود منابع آبی به شمار می رود. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کیفیت زه آب اراضی شالیزاری شهرستان صومعه صرا واقع در واحد عمرانی F4 شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود برای استفاده مجدد در آبیاری و تخلیه به محیط زیست انجام شد. به منظور بررسی زه آب منطقه برای تخلیه به آب های سطحی و استفاده مجدد در آبیاری غلظت پارامترهای نیترات، ارتوفسفات، آمونیوم، نیاز بیولوژیکی اکسیژن، اکسیژن محلول، کل جامدات محلول و اسیدیته در نه مقطع در ماه های اردیبهشت تا تیر سال زراعی 1396 اندازه گیری و با استانداردهای آژانس حفاظت از محیط زیست، سازمان حفاظت محیط زیست ایران و موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران مقایسه شد. بیش ترین غلظت نیترات، ارتوفسفات، آمونیوم و نیاز بیولوژیکی اکسیژن به ترتیب 25/1، 184/0، 91/2 و 89 میلی گرم بر لیتر در ماه اردیبهشت و کم ترین غلظت اکسیژن محلول و بیش ترین غلظت کل جامدات محلول به ترتیب 6/3 و 289 میلی گرم بر لیتر در ماه تیر مشاهده شد. همچنین بیش ترین مقدار اسیدیته 23/8 در ماه اردیبهشت و کم ترین مقدار آن 26/7 در ماه خرداد بود. زه آب زهکش مورد نظر از نظر پارامترهای نیترات، ارتوفسفات، اسیدیته و کل جامدات محلول بر اساس تمام استانداردها در محدوده مجاز و قابل استفاده برای آبیاری و تخلیه به آب های سطحی بود. ولی از نظر پارامترهای اکسیژن محلول، نیاز بیولوژیکی اکسیژن و آمونیوم در برخی از استانداردها فراتر از حد مجاز و غیرقابل استفاده در آبیاری و تخلیه به آب های سطحی بود. با توجه به برآورد بار آلودگی زه آب ورودی زهکش مورد مطالعه به تالاب انزلی مشخص شد که بیش ترین بار آلودگی در طول دوره نمونه برداری در ماه اردیبهشت بود.

    کلیدواژگان: آمونیوم، اسیدیته، اکسیژن محلول، ارتوفسفات، نیترات
  • فرید فیض الله پور*، فریبرز عباسی، مهدی کوچک زاده، رجب چوگان، محمد نبی غیبی صفحات 919-930

    کودآبیاری روشی موثر برای افزایش کارآیی مصرف آب و کود است. در پژوهش حاضر، آزمایش مزرعه ای به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 4 تکرار با هدف بررسی اثر مصرف تقسیطی نیتروژن در کودآبیاری جویچه ای بر کارآیی مصرف آب و کود اوره، عملکرد و برخی صفات زراعی ذرت دانه ای انجام گردید. شش تیمار کودآبیاری متشکل از دو سطح تقسیط کود (سه و چهار تقسیط) و سه سطح کودی (100، 80 و 60 درصد نیاز کودی) با روش کوددهی دستی مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که کاربرد نیتروژن در چهار تقسیط منجر به عملکرد دانه بیشتری شده است. علاوه بر این در تیمارهای کودآبیاری با مصرف کود کم تر نسبت به روش پخش سطحی کود، کارآیی مصرف آب و کود افزایش یافت. بیش ترین عملکرد دانه و کارآیی مصرف آب در تیمار سه تقسیطی با سطح کودی 100 درصد به دست آمد، درحالی که تفاوت معنی داری از لحاظ عملکرد دانه و کارآیی مصرف آب بین این تیمار و تیمار چهار تقسیطی با سطح کودی 60 درصد وجود نداشت. لذا بر اساس نتایج حاصل، با کاربرد 60 درصد توصیه کودی طی چهار تقسیط، ضمن دست یابی به عملکرد مطلوب، از آلودگی زیست محیطی نیز کاسته شود.

    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، ذرت، عملکرد، کود آبیاری، کارآیی مصرف آب
  • مژگان احمدی، عباس کاویانی*، پیمان دانشکار، زهره فرجی صفحات 931-944

    دمای هوا و سطح زمین از جمله مهم ترین عواملی هستند که در تخمین بسیاری از پارامترهای هیدرولوژیکی در سطح حوزه آبریز مورد استفاده قرار می گیرند. این پارامترها با حضور باندهای حرارتی در سنجنده ها قابل اندازه گیری هستند. در این پژوهش به ارزیابی دمای سطح زمین مدل GLDAS با سنجنده MODIS و همچنین ارزیابی دمای هوای مدل GLDAS و پایگاه NCEP/NCAR با داده های ایستگاهی در استان های البرز، قزوین، زنجان، کردستان و همدان پرداخته شد. در ارزیابی داده های دمای سطح زمین مدل GLDAS با سنجنده MODIS نتایج خوبی حاصل نشد. داده های دمای هوایGLDAS و NCEP-NCAR با داده های ایستگاهی ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که GLDAS و NCEP-NCAR دقت خوبی دارند. به عنوان مثال در مقایسه NCEP-NCAR با میانگین ایستگاه های آق کهریز، سد اکباتان، وسج، ورآینه، خدابنده، سنندج، بیجار و قروه در سال 2008 ضریب تبیین (R2)، ضریب کارایی مدل (EF)، خطای اریب میانگین (MBE)، میانگین مطلق خطا (MAE) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به ترتیب برابر 994/0، 987/0، 319/0، 987/0 و 173/1 درجه سانتی گراد به دست آمد.

    کلیدواژگان: دمای هوا، دمای سطح زمین، GLDAS
  • لعیا سپهری*، کیوان خلیلی صفحات 945-958

    در این تحقیق به منظور بررسی و ارزیابی دقت مدل-های تک متغیره سری زمانی، چند متغیره سری زمانی و مدل-های هیبریدی در مدل سازی مقادیر کیفی جریان رودخانه در محل ایستگاه هیدرومتری پی قلعه واقع در غرب دریاچه ارومیه از داده های کیفی جریان رودخانه و دبی منتاظر با آن در مقیاس سالانه و ماهانه و در دوره آماری 95-1354 استفاده شده است. پارامترهای کیفی مورد بررسی در این تحقیق مقادیر EC، TDS و SAR می باشند که در این مطالعه مقادیر EC و TDS مدل سازی شده و مورد بررسی قرار گرفتند. مدل ARMA(1,0) برای مقادیر EC و TDS ایستگاه هیدرومتری مورد استفاده به عنوان مدل برتر انتخاب گردید. نتایج نشان داد که دقت مدل های تک متغیره خطی سری زمانی در مدل سازی پارامترهای EC و TDS ایستگاه های مورد مطالعه رضایت بخش نبوده ولی قابل قبول می باشد. در مورد مدل های تک متغیره ماهانه نیز نتایج مشابه حاصل شد. بعد از بررسی مدل تک متغیره سری زمانی، مدل های چند متغیره سری زمانی در مقیاس ماهانه و سالانه مورد بررسی قرار گرفت. در این مدل، داده های EC، TDS، SAR و دبی جریان رودخانه مورد بررسی در محل ایستگاه های هیدرومتری پی قلعه به عنوان ورودی مدل در نظر گرفته شد. نتایج بررسی میزان خطای مدل-های CARMA و MPAR در بررسی مقادیر EC نشان داد که به طور متوسط مقادیر خطا به ترتیب 25 و 21 درصد نسبت به مدل های ARMA و PARMA کاهش می یابد که این بهبودی مقادیر خطا در مورد داده های TDS به ترتیب برابر با 34 و 33 درصد می باشد. به طور کلی نتایج نشان داد که در تمام ایستگاه های مورد مطالعه مدل سازی مقادیر EC و TDS در مقیاس سالانه و ماهانه با استفاده از مدل های چندمتغیره سری زمانی نتایج بهتری را نسبت به مدل های تک متغیره خانواده آرما ارائه می کند. در نهایت با بکارگیری مدل های هیبریدی سری زمانی، میزان خطای ناشی از مدل سازی مقادیر EC در مقیاس ماهانه و سالانه به ترتیب حدود 46 و 10 درصد و برای مقادیر TDS حدود 40 و 12 درصد بهبود بخشیده و کاهش یافت.

    کلیدواژگان: سری زمانی، کیفیت آب، مدل های چند متغیره، مدل های همزمان، مدل های غیر خطی
  • پیمان مختاری مطلق، علی شاهنظری*، محمدرضا نوری امامزاده ئی صفحات 959-972

    تخلیه آب اضافی ناحیه ریشه از اهداف اجرای سیستم های زهکشی است. در این پژوهش مدل HYDRUS 2D/3D برای مدیریت انتقال رطوبت در تعیین عمق و فاصله زهکش ها برای کشت دوم اراضی شالیزاری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در سه سال زراعی (1396-1393) مورد ارزیابی قرار گرفت. مزرعه الف دارای دو زهکش با عمق 90 سانتی متر و فاصله 30 متری و مزرعه ب دارای زهکش هایی در عمق های 90، 65، 90 سانتی متری با فاصله 15 متری بود. مدل نسبت به پارامتر تجربی خاک آنالیز حساسیت شد. نتایج نشان داد که مدل HYDRUS نسبت به رطوبت حجمی اشباع دارای حساسیت زیاد می باشد. سناریوهایی شامل: اعمال زهکش میانی در 1- عمق 40، 2- عمق 90، 3- دو زهکش میانی در عمق 40 و 4- دو زهکش میانی در عمق 65 سانتی متری برای مزرعه الف تعریف شد. بیشترین کاهش رطوبت در سناریوی چهار 75/18 درصد و کمترین 22/0 درصد در سناریوی یک رخ داد. سناریوی سه، دو روز و سناریوی چهار، چهار روز نسبت به مزرعه ب رطوبت لایه اول را زودتر تخلیه و به ظرفیت زراعی رساند. سناریوی چهار بهترین و سناریوی یک ضعیف ترین نتایج را نشان داد.

    کلیدواژگان: سطح ایستایی، سناریو، ظرفیت زراعی، لایه کف شخم
  • فاطمه محمدپور، مریم نوابیان* صفحات 973-986

    طراحی و مدیریت صحیح سامانه های آبیاری و زهکشی منجر به کاهش افت کیفیت زه آب و در نتیجه حفاظت از منابع آب و خاک می شود. در اراضی شالیزاری به دلیل وجود رس زیاد و لایه غیرقابل نفوذ، نوع زهکش و پوشش دور آن تاثیر زیادی بر حرکت آب در خاک و در نتیجه انتقال املاح دارد. بنابراین شناخت فرآیند انتقال املاح در چنین شرایطی می تواند منجر به طراحی و مدیریت اصولی زهکشی در اراضی شالیزاری شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر زهکشی زیرزمینی ترانشه دار بر کیفیت زه آب در زهکشی میان فصل و پایان فصل برنج انجام شد. همچنین انتقال املاح در اعماق و نقاط مختلف خاک نسبت به موقعیت زهکش مورد بررسی قرار گرفت. به منظور انجام این آزمایش مخزنی با طول و عرض 300 و 60 سانتی متر و ارتفاع یک متر ساخته شد. لوله زهکش از جنس پلی اتیلن و با قطر 10 سانتی متر در ترانشه شن و ماسه به عرض 20 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر کارگذاری شد. گیاه برنج در مخزن کاشته و کود فسفاته و ازته مطابق عرف اراضی شالیزاری اعمال شد. شیوه آبیاری غرقاب دائم با عمق پنج سانتی متر اجرا و در مرحله پنجه زنی و برداشت محصول به ترتیب زهکشی میان فصل و پایان فصل انجام شد. در طول آزمایش از محلول خاک در اعماق و فواصل مختلف و هم چنین زه آب زهکش نمونه برداری و پارامترهای شیمیایی از جمله هدایت الکتریکی (EC)، نسبت جذب سدیم (SAR)، غلظت نیترات و آمونیوم در آزمایشگاه قرائت شد. نتایج نشان داد میانگین هدایت الکتریکی زه آب خروجی در میان فصل (567 میکروزیمنس بر سانتی متر)، 51 درصد بیش تر از هدایت الکتریکی زه آب پایان فصل (289 میکروزیمنس بر سانتی متر) بود. زهکشی پایان فصل نسبت به میان فصل در زمان مشابه به ترتیب 3 و 45 درصد بیش تر آب و املاح را از پروفیل خاک خارج کرد. غلظت نیترات و آمونیوم در زه آب پایان فصل نسبت به میان فصل به ترتیب 39 و12 درصد کاهش داشت. نتایج حاکی از اثرگذاری لایه سخت بر تجمع املاح بود به طوری که در پایان آزمایش تجمع املاح و نیترات محلول خاک در بالای این لایه نسبت به عمق کارگذاری زهکش به ترتیب با افزایش 11 و 47 درصدی همراه بود.

    کلیدواژگان: آمونیوم، پوشش معدنی، کیفیت زه آب، نیترات، هدایت الکتریکی
  • رامین تبریزی، سیدمهدی ثاقبیان* صفحات 987-997

    پرش هیدرولیکی متداول ترین روش جهت استهلاک انرژی جنبشی آب در پایین دست سرریزها، شوت ها و دریچه ها می باشد. تاکنون، روابط متعددی برای پیش بینی مشخصات پرش هیدرولیکی ارائه شده اند. به دلیل پیچیده بودن پدیده پرش، نتایج حاصل از این روابط در شرایط مختلف یکسان نبوده و جامعیتی برای تعمیم کلی ندارد. در تحقیق حاضر، مشخصات پرش هیدرولیکی از جمله نسبت اعماق متناوب و طول پرش در کانال های مرکب (مقطع مستطیلی و ذوزنقه ای) با بستر زبر با استفاده از روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) تخمین زده شده است. مدل های متفاوتی تعریف شده و نرخ تاثیر پارامترهای ورودی در هر نوع کانال مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج حاصل از روش رگرسیون ماشین بردار پشتیبان قابلیت و کارایی بالای این روش را در تخمین مشخصات پرش هیدرولیکی به خوبی نشان داد. ملاحظه گردید که مدل با پارامترهای ورودی (نسبت فاصله المان های زبر به ارتفاع آن ها) Fr1, w/z (عدد فرود) منجر به نتایج دقیق تری می گردد و مشخصات المان های زبر به کار رفته در بستر کانال در تخمین مشخصات پرش تاثیرگذار است. بهترین حالت ارزیابی برای داده های آزمون در کانال ذوزنقه ای برای نسبت اعماق متناوب با مقادیر R=0.979, DC=0.975 ,RMSE=0.046 و برای طول پرش هیدرولیکی با مقادیر R=0.935, DC=0.858 ,RMSE=0.072 بدست آمد. همچنین نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که عدد فرود تاثیرگذارترین پارامتر در تخمین مشخصات پرش هیدرولیکی است.

    کلیدواژگان: بستر زبر، پرش هیدرولیکی، کانال مرکب، ماشین بردار پشتیبان
  • محمود صبوحی*، امیر جلالی موحد، سمیه شیرزادی لسکوکلایه، مهدی ضرغامی، فرشید فلفلانی صفحات 998-1009

    تغییرات اقلیمی، افزایش جمعیت و بهره برداری غیر بهینه از منابع آب، لزوم توجه به حفاظت و پایداری این نهاده ضروری در تولید محصولات کشاورزی را دوچندان می نماید. لذا، بهره گیری از مدیریت تقاضای آب، به عنوان راهکاری جهت استفاده اصولی تر از منابع آب می تواند کارگشا باشد. در مطالعه حاضر، جهت بررسی سیاست مدیریت تقاضا بر تعادل منابع آب زیرزمینی حوضه آبریز نیشابور، از الگوی اقتصادی و روش پویایی سیستم (SD) استفاده شد. سیاست های مورد بررسی شامل کاهش آب تخصیصی به بخش کشاورزی و افزایش راندمان آبیاری می باشند. بر اساس نتایج سیاست کاهش سهم آب آبیاری اثر مثبتی بر سطح آب زیرزمینی دارد بدون اینکه تاثیر زیادی بر کاهش میزان کشت محصولات زراعی و درنتیجه آن کاهش سود زراعی کشاورزان منطقه داشته باشد. همچنین، افزایش راندمان آبیاری نسبت به سیاست کاهش آب تخصیصی کشاورزی، وضعیت بهتری در سطح آب زیرزمینی و میزان سود محصولات زراعی کشاورزان نشان داد. به طوری که حداکثر میزان تغییر در سود ناخالص کشاورزی منطقه 10درصد کاهش و حداقل بهبود در تراز آب زیرزمینی حوضه 47/0 متر تعیین شد. جهت بررسی وضعیت آینده منابع آب حوضه آبریز نیشابور، سیاست کاهش سهم آب در شبیه سازی منابع آب زیرزمینی حوضه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تا 20 درصد کاهش آب کشاورزی، وضعیت سطح آب زیرزمینی تا سال 1403، حدود 7/4 متر بالاتر خواهد آمد و به تعادل نزدیک تر خواهد شد. تجزیه و تحلیل نتایج بیان کننده این مطلب می باشد که اجرای سیاست افزایش راندمان آبیاری به همراه کاهش سهم آب کشاورزی تاثیر مناسب تری بر تعادل حوضه خواهد داشت.

    کلیدواژگان: رفاه اقتصادی، پویایی سیستم، حوضه آبریز نیشابور، مدیریت تقاضای آبیاری
  • علیرضا نورعلی نژاد، حسین بابازاده، ابراهیم امیری*، حسین صدقی صفحات 1010-1026

    این پژوهش به منظور بررسی مدیریت آبیاری و بهره وری مصرف آب در لوبیای معمولی و چشم بلبلی در آستانه اشرفیه در سال های 1395و 1396 انجام شد. پژوهش حاضر به صورت اسپلیت پلات و در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در 3 تکرار انجام گرفت. تیمارهای اصلی شامل آبیاری 40، 60، 80 و 100 درصد نیاز آبی گیاه و تیمار فرعی شامل بدون کود و 30 ،60 و90 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در دو رقم لوبیا معمولی و چشم بلبلی بود. نتایج تحقیق نشان داد که اثر آبیاری در هر دو رقم بر عملکرد بیولوژیک، غلاف و دانه، در سطح 1 درصد، و اثر کود نیتروژن در سطح 1 درصد بر عملکرد بیولوژیک، و در سطح 5 درصد بر عملکرد دانه معنی دار بود. اثر متقابل آبیاری و کود در سطح 1 درصد بر بهره وری مصرف آب در عملکرد بیولوژیک، غلاف و دانه معنی دار بود. در طی سال های پژوهش، بیشترین مقدار عملکرد دانه در اثر آبیاری بر ارقام در سال های زراعی 95 و 96، در شرایط 100 درصد نیازآبی در رقم لوبیا چشم بلبلی به ترتیب 1137 و 1183 کیلوگرم در هکتار، و در رقم لوبیای معمولی به ترتیب 2400 و 2512 کیلوگرم در هکتار بود. بیشینه مقدار عملکرد دانه در اثر کود نیتروژن بر ارقام در سال های زراعی 95 و 96، در سطوح کودی 30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در رقم لوبیا چشم بلبلی به ترتیب 949 و 953 کیلوگرم در هکتار، و در رقم لوبیای معمولی به ترتیب 1436 و 1509 کیلوگرم در هکتار بود. بیشترین مقدار عملکرد دانه در سال زراعی 95 و 96 در شرایط 100 درصد نیاز آبی و سطوح کودی 30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در رقم چشم بلبلی به ترتیب 1580 و 1643 کیلوگرم در هکتار، و بیشینه مقدار عملکرد دانه در سال زراعی 95 و 96 در شرایط 100 درصد نیاز آبی و سطوح کودی 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در رقم لوبیا معمولی به ترتیب 3486 و 3646 کیلوگرم در هکتار بود. بیشترین مقدار بهره وری مصرف آب در دانه در سال زراعی 95 و 96 در شرایط 100 درصد نیاز آبی و سطوح کودی 30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در رقم چشم بلبلی به ترتیب 35/0 و 33/0 کیلوگرم در مترمکعب، و بیشینه مقدار بهره وری مصرف آب در دانه در سال زراعی 95 و 96 در شرایط 100 درصد نیاز آبی و سطوح کودی 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در رقم لوبیا معمولی به ترتیب 70/0 و 69/0 کیلوگرم در مترمکعب بود.

    کلیدواژگان: نیاز آبی، عملکرد دانه، همبستگی صفات
  • رسول اسدی، فرزاد حسن پور*، میترا مهربانی، امین باقی زاده، فاطمه کاراندیش صفحات 1027-1038

    به منظور ارزیابی ویژگی های کمی گیاه دارویی رزماری در شرایط کاربرد دو سیستم آبیاری قطره ای تحت تاثیر کم آبیاری تنظیم شده و آبیاری ناقص ریشه، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تولید نهال شهرداری کرمان در سال زراعی 1395 اجرا شد. در این تحقیق، دو سیستم آبیاری قطره ای (سطحی و زیرسطحی) به عنوان عامل اصلی و پنج سطح آبیاری شامل آبیاری کامل (تامین کامل کمبود رطوبت خاک تا حد ظرفیت زراعی)، کم آبیاری تنظیم شده و آبیاری ناقص ریشه هر کدام در دو سطح 75 و 55 درصد آبیاری کامل به عنوان عامل فرعی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که کاربرد سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی نسبت به آبیاری قطره ای سطحی علاوه بر صرفه جویی 4/11 درصدی در مصرف آب، باعث افزایش 21 درصدی بهره وری آب شد. همچنین بیشترین وزن خشک اندام هوایی (2/4404 کیلوگرم در هکتار)، ارتفاع بوته (4/68 سانتی متر)، تعداد شاخه زایا (7/128) و شاخص سطح برگ در مزاحل مختلف رشد، در سطح تامین کامل کمبود رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی بدست آمد. تامین 75 درصد آبیاری کامل در شرایط آبیاری ناقص ریشه در سیستم زیرسطحی باعث افزایش تمامی شاخص های رشد گیاه نسبت به تامین 75 درصد آبیاری کامل در شرایط کم آبیاری تنظیم شده در سیستم زیرسطحی شد. این در حالی بود که تامین 75 درصد آبیاری کامل در شرایط آبیاری ناقص ریشه در سیستم زیرسطحی در حالی صرفه جویی 25 درصدی در مصرف آب و افزایش 8/12 درصدی بهره وری آب را در پی داشت که کاهش 3/5 درصدی وزن خشک اندام رویشی، 9/8 درصدی تعداد شاخه زایا و 8/9 درصدی ارتفاع بوته را نسبت به تامین کامل کمبود رطوبت خاک در سیستم زیرسطحی رقم زد. با بررسی هم زمان بهره وری آب و خصوصیات رشد گیاه دارویی رزماری، می توان به این نتیجه رسید که با تامین 75 درصد آبیاری کامل در شرایط آبیاری ناقص ریشه در سیستم زیرسطحی، علاوه بر صرفه جویی در مصرف آب و افزایش بهره وری آب، با کم ترین کاهش در پارامترهای رشد گیاه مواجه شد.

    کلیدواژگان: آبیاری ناقص ریشه، بهره وری آب، شاخص سطح برگ، کرمان، گیاه دارویی
  • حسین رحمتی، سعید برومندنسب*، زهرا ایزدپناه، محمد الباجی صفحات 1039-1051

    شور شدن خاک یکی از اساسی ترین مشکلات بخش کشاورزی و یکی از اصلی ترین دلایل کاهش عملکرد محصولات کشاورزی محسوب می شود. در این مطالعه با استفاده از تصویر ماهواره لندست 8 و اطلاعات 121 نمونه خاک برداشت شده از سطح شبکه و همچنین به کارگیری شاخص های شوری و رگرسیون های خطی چندگانه (با تخمین گر OLS) و ریچ شوری خاک سطحی شبکه آبیاری و زهکشی گتوند-عقیلی مدل سازی و نقشه شوری خاک رسم شد. نتایج نشان داد بین باندهای سنسور OLI ماهواره لندست 8 و هدایت الکتریکی نمونه های خاک همبستگی معنی دار وجود دارد و بالاترین همبستگی مربوط به باند قرمز است. همچنین بین شاخص های شوری و هدایت الکتریکی نمونه ها نیز همبستگی معنی دار شناسایی شد. نتایج به دست آمده از مدل رگرسیونی OLS حاکی از توانایی این مدل در آشکارسازی % 48 از تغییرات شوری خاک شبکه است، اما با توجه به شاخص عامل تورم واریانس مشخص شد که متغیرهای مستقل مدل OLS دارای هم خطی هستند. در مقابل نتایج رگرسیون ریچ نشان داد که این روش توانایی بالایی در حذف هم خطی متغیرهای مستقل دارد. با رسم نقشه های دو مدل رگرسیونی OLS و ریچ میانگین شوری خاک شبکه به ترتیب 8/5 و 5/4 دسی زیمنس بر متر برآورد گردید. همچنین براساس مدل رگرسیونی ریچ به ترتیب %33 و %15 از مساحت شبکه در کلاس های تقریبا شور و شور قرار گرفتند. علاوه بر این طبق نقشه شوری مدل رگرسیونی OLS، %6 از مساحت شبکه در کلاس کاملا شور قرار گرفت.

    کلیدواژگان: شاخص شوری، عامل تورم واریانس، کلاس های شوری خاک، هم خطی
  • علی نصیریان*، علی محتشمی صفحات 1052-1063

    ایرانیان از دیرباز با احداث قنات اقدام به استحصال آب از منابع آب های زیرزمینی نموده اند. در صورتی که قنات در خاکی با ضریب نفوذپذیری زیاد احداث شده باشد، نشت آب در قسمت خشکه کار تعیین کننده خواهد بود. یکی از روش هایی که برای کاهش تلفات آب در خشکه کار مخصوصا در گذشته ها استفاده شده است، روش گل آلوده سازی آب است. در این تحقیق به بررسی میزان تاثیر گل آلوده سازی آب بر روی کاهش نشت ازکانال خاکی با مقطع ذوزنقه که نزدیکترین شکل به مقطع عرضی خشکه کار قنات ها است پرداخته شد. بدین منظور کانالی خاکی با مشخصات معلوم احداث گردید و در دو مرحله آب زلال و گل آلود از آن عبور داده شد و نشت با روش آزمایش برکه اندازه گیری شد. برخی از مهمترین نتایج این تحقیق عبارتند از: 1- عبور آب گل آلوده از کانال در بازه زمانی کوتاه و تشکیل لایه رسوبی می تواند نشت کانال را به میزان 46 درصد کاهش دهد. 2- در تحلیل عددی مشخص شد که عمده ترین عامل کنترل نشت در کانال های خاکی با داشتن لایه سطحی نازک از رسوبات، لایه سطحی خاک می باشد.3-نتایج بررسی ها نشان داد که نتایج بدست آمده از روش بوور برای هر دو حالت وجود و عدم وجود لایه نازک از رسوبات با نتایج آزمایشگاهی دارای انطباق مناسبی است.

    کلیدواژگان: آب بندی، پلکسیس، کانال خاکی، روش بوور، نشت
  • فرشته بهرامی، مهدی دستورانی* صفحات 1064-1074

    از آنجایی که شاخص WQI یکی از مناسبترین شاخص ها برای ارزیابی کیفیت آب های زیرزمینی محسوب می شود در این پژوهش از شاخص WQI برای ارزیابی کیفیت منابع آب زیرزمینی در دو سال 1391 و 1396 استفاده شد. پارامترهای مورد استفاده عبارت بودند از : PH، کلراید، سولفات، کل جامدات محلول، سختی کل، قلیائیت، سدیم. نتایج ارزیابی نشان داد که میزان کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت سرایان در سال 1396 بیشتر از سال 1391 بود. با توجه به اینکه خشکسالی چند ساله در منطقه حاکم هست نتایج نشان داد که پمپاژ بیش از حد از آب های زیرزمینی چاه ها و عدم مدیریت مناسب در بهره برداری از منابع آب زیرزمینی در سال 1391 باعث کاهش کیفیت منابع آبی گردیده است بطوریکه 15درصد از منابع آبی در محدوده بد و 5 درصد در محدوده خیلی بد قرار گرقتند. اجرای طرح احیا و تعادل بخشی منابع آب با هدف کنترل و مدیریت برداشت منابع آب و در نتیجه برقراری تعادل بین تغذیه و برداشت از این منابع باعث گردید با توجه به اینکه دشت سرایان بحرانی ممنوعه می باشد ولی کیفیت آب بدلیل کاهش برداشت و مدیریت مناسب در بهره برداری در سال 1396 افزایش یابد بطوریکه تمام منابع آبی مورد مطالعه در محدوده خوب و عالی قرار گفته اند.

    کلیدواژگان: شاخص کیفیت آب، شت سرایان، آب زیرزمینی، بحرانی ممنوعه
  • نادیا شهرکی، صفر معروفی*، صادق غضنفری مقدم صفحات 1075-1086

    در این مطالعه به منظور مدل سازی مقادیر حدی و وقوع بارش، از داده های بارش روزانه چهار ایستگاه سینوپتیک استان آذربایجان شرقی که دارای اقلیم نیمه خشک فراسرد بودند، استفاده شده است. بدین منظور از زنجیره مارکف مرتبه های اول، دوم و سوم دو حالته برای محاسبات وقوع بارش و توابع چگالی پارتو تعمیم یافته و نمایی برای برآورد مقدار آن استفاده شده است. همچنین از تابع چگالی نمایی- پارتو تعمیم یافته به-منظور بهبود در عملکرد برآورد مقادیر حدی بارش نیز بهره گرفته شد. قابل ذکر است که مدل ارائه شده دارای ساختاری تکه ای می باشد، لذا توزیع پارتو تعمیم یافته برای مقادیر حدی و تابع نمایی برای سایر مقادیر استفاده شده است. بررسی معیار AIC نشان می دهد که زنجیره مارکف مرتبه اول برای برآورد وقوع بارش روزانه، مناسب ترین مدل می باشد. به طور متوسط برتری زنجیره مارکف مرتبه اول از مرتبه های دوم و سوم به ترتیب 79 و 66 درصد برای تمام ایستگاه های مطالعاتی بوده است. همچنین با توجه به معیار RMSE، مقادیر حدی بارش روزانه که توسط توزیع تکه ای نمایی- پارتو تعمیم یافته برآورد شده است، دارای دقت بیش تری نسبت به برآورد سایر توزیع ها می باشد. معیار RMSE برای برآورد مقادیر حدی بارش روزانه توسط توزیع تکه ای نمایی- پارتو تعمیم یافته برای تمام ایستگاه ها بین 0015/0 تا 0017/0 متغیر بوده است.

    کلیدواژگان: بارش حدی، توزیع تکه ای نمایی- پارتو تعمیم یافته، زنجیره مارکف، نیمه خشک فراسرد
  • زهرا باعزم، مهدی ناصری*، ابوالفضل اکبرپور، سید حمید ظهیری صفحات 1087-1101

    با توجه به پیچیدگی های محیط آب زیرزمینی، ابداع فن آوری های نو و بهره گیری از روش های پیشرفته در این امر، کمک شایانی در بهبود مدیریت منابع آب زیرزمینی کرده است. در این مطالعه جهت مدیریت بهره برداری از آبخوان از مدل ارائه شده شبیه سازی-بهینه سازی FEM-MOIPO استفاده شد. مدل سازی ریاضی آبخوان با استفاده از شبیه سازی عددی اجزاء محدود با در نظر گرفتن معادلات دو بعدی جریان آب زیرزمینی انجام شد. در این مطالعه 3 سناریو جهت مدیریت بهینه بررسی شد که در هر سناریو با تعداد چاه های مشخص مختلف میزان افت و هزینه ی مورد نیاز برای پمپاژ با توجه به نیاز آب مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین منطقه ی مورد مطالعه با توجه به مقدار ضریب هدایت هیدرولیکی به 3 ناحیه تقسیم گردید. در نهایت هزینه ی پمپاژ چاه های بهره برداری با توجه به هدف مورد نظر (موقعیت چاه ها جهت بهره برداری بهینه، کاهش سطح افت) با استفاده از روش نوین الگوریتم صفحات شیب دار چند هدفه بهینه گردید. نتایج نشان داد با توجه به این که آبخوان فرضی از 7 چاه پمپاژ برخوردار است با غیر فعال کردن دو چاه در سناریوی 1، آبخوان دارای کم ترین هزینه جهت پمپاژ و افت سطح آب بود. همچنین سطح آب محاسبه شده توسط مدل اجزاء محدود با سطح آب مشاهداتی مدل مقایسه شدند به طوری که خطای نسبی و خطای جذر میانگین مربعات به ترتیب 0.00024 و 0.223 محاسبه شد که نشان دهنده ی دقت بالای مدل می باشد.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، الگوریتم بهینه سازی سطوح شیب دار، پمپاژ، FEM
  • علی بافکار*، حمزه علی علیزاده، جبار مظفری صفحات 1102-1112

    انتخاب الگوی کشت مناسب یکی از مهمترین عوامل دستیابی به پایداری منابع آب می باشد چرا که با توجه به کمیت و کیفیت آب و خاک کشت گیاهان نامناسب و غیر بومی ممکن است موجب شور شدن و بالا آمدن سطح آب زیرزمینی محیط رشد گیاه شده و تخریب ساختمان خاک و به تبع آن کاهش مقدار عملکرد شود. بر این اساس و با توجه به پویایی شبکه آبیاری و زهکشی دشت عباس، واقع در پایاب سد کرخه و در استان ایلام، از نظر مقدار و کیفیت آب در سناریوهای مختلف الگوی کشت با استفاده از رویکرد پویایی سیستم مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توجه به اطلاعات مورد نیاز در این روش مرزهای سیستم، ایجاد مدل مفهومی، تعیین روابط علی و معلولی، تعیین مقادیر متغیرها و صحت سنجی براساس اطلاعات مشاهده ای، آزمون ساختاری، آزمون حدی و پارامترهای آماری و الگوی کشت مطرح شده مورد بررسی قرار گرفته است. مدل مفهومی بر مبنای پنج زیر مدل تقاضای آب، عرضه آب، تنش های محیطی، اقتصاد آب و محیط زیست درنظر گرفته شد. نتایج حاصل از بکارگیری این مدل نشان می دهد در تحلیل حساسیت پارامترهای ورودی ضریب برگشت آب کشاورزی به آبخوان به شدت تاثیر گذار بوده و افزایش مقدار آن باعث افزایش حجم استاتیک آبخوان و افزایش کیفیت آب زیرزمینی به سبب رقیق شدن و همچنین کاهش شوری خاک به علت آبشویی می شود. از دیگر نتایج این تحقیق استفاده از الگوی کشت پر مصرف با تاکید بر افزایش سطح علوفه که مانع از زه دار شدن اراضی در بلند مدت باعث بهبود ساختمان خاک خواهد شد.

    کلیدواژگان: نرم افزار vensim، مدل مفهومی، الگوی کشت ذرت علوفه ای، دشت عباس
  • عالیه سعادت پور، امین علیزاده*، علی نقی ضیایی، عزیزاله ایزدی صفحات 1113-1129

    پیشرفت های اقتصادی و اجتماعی یک منطقه متاثر از مقدار کل منابع آب آن حوضه می باشد بطوریکه دانستن مقدار دقیق منابع آب به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک حیاتی است. تخمین سنتی منابع آب، تنها بر مقدار کمی آب آبی تمرکز داشته و اهمیت آب سبز مورد توجه قرار نگرفته است. بنابراین در این مطالعه، منابع آب آبی و آب سبز در حوضه آبریز نیشابور توسط دو مدل SWAT و SWAT-MODFLOW مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین از الگوریتم SUFI-2، در بسته نرم افزاری SWAT-CUP برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل هیدرولوژیک نیشابور بر اساس دبی ماهانه رودخانه استفاده گردید. شاخص هایp-factor، r-factor، R2و نش-ساتکلیف (NS) به منظور ارزیابی توانایی مدل SWAT در شبیه سازی رواناب به کار برده شد. آمار رواناب چهار ایستگاه هیدرومتری در سال های 2001-2011 برای واسنجی و اعتبارسنجی این حوضه به کار برده شد. نتایج نشان دادکه در مرحله واسنجی رواناب ماهانه، ضرایب p-factor، r-factor، R2 و NS در خروجی حوضه به ترتیب حدود 37/0، 55/0، 86/0 و 85/0 و در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب حدود 29/0، 83/0، 7/0 و 65/0 بوده است. بررسی نتایج دو مدل نشان می دهد که مولفه های منابع آب به جز آب آبی، که مدل SWAT-MODFLOW مقدار بیشتری را تخمین زده، در سایر موارد تقریبا مشابه بدست آمده است. لذا با بررسی تغییرات مکانی آب آبی دو مدل مشاهده گردید که بیشترین تفاوت در محدوده آبخوان نیشابور می باشد که می تواند به دلیل قابلیت بهتر مدل تلفیقی در شبیه سازی فرایندهای مختلف از جمله تغذیه آب های زیرزمینی و نفوذ منطقه غیراشباع باشد. همچنین روند تغییرات مکانی آب سبز نشان می دهد که میزان آب سبز به سمت دشت نیشابور افزایش می یابد. تغییرات ماهانه آب آبی و سبز حاصل از شبیه سازی دو مدل گویای این مطلب است که روند تغییرات بارندگی، آب آبی و سبز تقریبا مشابه بوده است و در فصل زمستان با کاهش دما، اختلاف بین آب آبی و آب سبز بیشتر می شود. همچنین شیب تغییرات آب آبی و سبز در مدل تلفیقی ملایم تر می باشد.

    کلیدواژگان: آب آبی، آب سبز، بیلان آب، دشت نیشابور، مدل swat-modflow
  • وحید یگانگی دستگردی*، محمدحسین شریف زادگان، نغمه مبرقعی دینان صفحات 1130-1140

    تاثیر برنامه های توسعه منطقه ای بر منابع و مصارف آب همواره از دغدغه های پژوهشگران بوده است. لذا یکی از سوالاتی که با شدت گرفتن خشکسالی ها در کشور مطرح می شود، چگونگی ارزیابی کیفیت برنامه های توسعه منطقه ای از منظر مواجهه با خشکسالی است. در این پژوهش از روش فو و تانگ موسوم به روش آگاهی-تحلیل-کنش برای ارزیابی کیفیت مواجهه با خشکسالی در شش برنامه منطقه ای در استان چهارمحال و بختیاری استفاده شد. یافته های پژوهش نشان داد که مولفه آگاهی در تمامی برنامه ها در حد متوسط مورد توجه قرار گرفته است. در مولفه تحلیل، طرح های جامع ناحیه ای در سطح خوب قرار گرفته و سایر طرح ها در سطح متوسط قرار داشتند. مولفه کنش در تمامی برنامه ها در حد متوسط مورد توجه قرار گرفته و امتیازات مربوط به مولفه کنش در شش برنامه مورد بررسی تفاوت زیادی را نشان نمی دهد. از نظر امتیاز کل برنامه، تنها یکی از برنامه ها امتیاز بیش از متوسط دریافت نموده و در سطح امتیاز خوب قرار گرفت و کیفیت سایر طرح ها در سطح متوسط قرار داشتند. نتایج آزمون تحلیل واریانس نشان داد که میانگین مولفه تحلیل در برنامه ها از دو مولفه آگاهی و کنش بیشتر است و بین امتیاز مربوط به مولفه های سه گانه برنامه ها تفاوت معناداری مشاهده نمی شود. به عبارت دیگر، برنامه های توسعه منطقه ای نتوانسته اند در سه مولفه آگاهی، تحلیل و کنش، در خصوص سازگاری با خشکسالی موفق باشند.

    کلیدواژگان: ارزیابی برنامه، خشکسالی، توسعه منطقه ای، الگوی توسعه
  • وحید یگانگی دستگردی*، محمدحسین شریف زادگان، نغمه مبرقعی دینان صفحات 1141-1152

    اغلب روش های مورد استفاده برای سنجش آسیب پذیری بخش کشاورزی نسبت به خشکسالی، یا از نظرات کارشناسان مختلف استفاده ننموده اند و به تفاوت های محیطی و اقلیمی مناطق توجه نکرده اند و یا به تمامی شاخص های به کار رفته در مدل ها وزن یکسان داده اند. پرسش آن است چگونه می توان با بهره گیری از نظر کارشناسان حوزه های مختلف، میزان آسیب پذیری را ارزیابی نمود؟ در این مقاله از مدل بهاتاچاریا و داس برای ارزیابی استفاده شد و از 16 نفر از نخبگان خواسته شد تا به کمک روش تحلیل سلسله مراتبی، وزن شاخص های مورد استفاده در مدل را تعیین کنند. سپس با توجه به وزن های تعیین شده، نقشه پهنه بندی آسیب پذیری تهیه شد. یافته ها نشان می دهد که تفاوتی 5/3 برابری بین در معرض بودن پهنه های مختلف وجود دارد. همچنین تفاوتی 7/3 برابری در پهنه هایی که بیشترین حساسیت را دارند نسبت به پهنه هایی که کمترین حساسیت را دارند مشاهده شد. میزان ظرفیت سازگاری نیز تفاوتی 6/2 برابری را در پهنه های با حداکثر و حداقل ظرفیت سازگاری نشان می دهد. یافته ها همچنین تفاوتی 6/17 برابری را در پهنه هایی که بیشترین آسیب پذیری را دارند نسبت به پهنه هایی که کمترین آسیب پذیری را دارند، نشان می دهد. ارتباط مستقیمی نیز بین میزان بارندگی و میزان آسیب پذیری نسبت به خشکسالی مشاهده نشد.

    کلیدواژگان: ارزیابی آسیب پذیری، تحلیل سلسله مراتبی، خشکسالی، کشاورزی، مدل بهتاچاریا، داس
  • ناصر نیک نیا، حسن ترابی پوده*، حجت الله یونسی صفحات 1153-1166

    در این تحقیق به بررسی و ارزیابی میزان آب مجازی و ردپای آب در بخش کشاورزی صنعت و شرب دشت نیشابور پرداخته شد. با محاسبه میزان آب مجازی در گروه های عمده محصولات کشاورزی، متوسط سالانه رد پای آب محصولات زراعی و باغی طی سالهای 1385-1393 5/544 میلیون متر مکعب برآورد شده است که از این مقدار 91 درصد منابع آب آبی و 9 درصد منابع آب سبز مصرف شده است. با توجه به جمعیت 433105 نفر، جمع آبرانه مورد نیاز برای تامین غذا و شرب جمعیت ساکن در منطقه حجمی معادل 7/1203 میلیون متر مکعب آب سبز و آبی برای تامین الگوی غذایی بهینه و 28/35 میلیون متر مکعب برای نیاز آب شرب برآورد شده است. متوسط شاخص رد پای آبدر منطقه نیشابور5/2633 میلیون متر مکعب در سال تخمین زده شده است که 31/1079 میلیون متر مکعب آب از منابع آب آبی و 2/1554 میلیون متر مکعب آن از منابع آب سبز تامین شده است.آبرانه آبی به ازاء هر نفر 2492 متر مکعب در سال و آبرانه سبز هر نفر 3589 متر مکعب در سال است. حدود 50 درصد از رد پای آب آبی به محصولات دامی، 46 درصد به محصولات کشاورزی، 3 درصد به مصارف شرب و 1 درصد به مصارف صنعت مربوط است. کمبود آب آبی در حد متوسط و حدود 140 درصد برآورد شده است.

    کلیدواژگان: ردپای آب، صنعت، کشاورزی، دشت نیشابور
  • صادق نادری*، منصور پرویزی، محمد صدقی اصل صفحات 1167-1181

    با توجه به ضرورت بحث آب های زیر زمینی و همچنین کمبود منابع آب زیر زمینی، در مطالعه حاضر دبی و نیم رخ نشت جریان های زیر سطحی تحت شرایط با تغذیه سطحی درون محیط متخلخل ماسه ای (ماسه ساحلی) با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی شبیه سازی گردید. سپس داده های حاصل از روابط تحلیلی بی یر و کاسترو-ارگاز مورد مقایسه قرار گرفت. مدل آزمایشگاهی شامل یک محیط متخلخل ریزدانه به طول 5 متر، عرض 6/0 متر و ارتفاع 1 متر می باشد. برای ترازهای مختلف جریان و شیب 0135/0 دبی نشت و نیم رخ نشت تحت شرایط با تغذیه سطحی اندازه گرفته شده و نتایج حاصل با نتایج حاصل از روابط تحلیلی مورد ارزیابی و قرار گرفت. میزان خطای دبی با استفاده از درصد خطای نسبی و میزان خطای نیم رخ نشت با استفاده از مقیاس تابع هدف نرمال (NOF) محاسبه گردید. پس از مقایسه نتایج آزمایشگاهی و نتایج تحلیلی، نقاط ضعف و قوت هر یک از روابط تحلیلی مشخص گردید. پس از محاسبات و ارزیابی نتایج دبی نشت آزمایشگاهی با دبی رابطه تحلیلی بی یر درصد خطای نسبی بین 2/14 تا 44 درصد به دست آمد. با مقایسه نتایج نیم رخ نشت آزمایشگاهی با روابط تحلیلی مورد اشاره، مبزان NOF برای رابطه تحلیلی بی یر بین 033/0 تا 074/0 و برای رابطه تحلیلی کاسترو- ارگاز بین 023/0 تا 245/0 به دست آمد که نشان از انطباق مناسب بین داده های برداشت شده آزمایشگاهی با نتایج حاصل از رابطه تحلیلی بی یر دارد.

    کلیدواژگان: تغذیه سطحی، خط نشت، دبی نشت، روابط تحلیلی، مدل آزمایشگاهی
|
  • A. Akbarpour*, M. Javad Zeynali, M. Nazeri Tahroudi Pages 855-868

    In this paper, an optimization simulation hybrid model is used to evaluate the optimum pumping policy in an artificial aquifer. In this study, the groundwater level drop was investigated in a hypothetical free aquifer with a surface area of 1.5 square kilometers and three different hydraulic conductivity with a thickness of 100 meters, as well as ten pumping wells. In order to estimate the groundwater level of the aquifer, the finite element method was used and to optimize the position of the wells, used the algorithm of the ant colony and finally the FEM-ACO model was presented. The position of wells with a specific discharge is optimized to minimize groundwater level losses in the aquifer. In this regard, the number of different number of ants, the effect of Foramen evaporation and the effect of the elite percentage of an ant collection on the value of the objective function were investigated. The results showed that sequencer antler algorithms and elite ant anchor algorithms with almost identical performance have the best performance among the antler algorithms, and after that, the antler community algorithm and the max-minimal ant antler algorithm are in the next ranks. All of the ant colony algorithms arrived too quickly into convergence, which makes this early convergence a suitable global optimum due to the use of chain constraints. Finally, after considering the proposed model, the proper position of the wells was determined. The results also showed that the maximum water loss in the aquifer is about 2.5 m.

    Keywords: Ant algorithm, Aquifer, Finite Element, Groundwater, Hydraulic conduction, Optimization
  • A. Bafkar*, A. Rasouli Pages 869-880

    The shortage of water resources in the world and in Iran is always one of the most important human challenges. On the other hand, the existence of large water resources such as seas and oceans, including the Mazandaran Sea in the north and the Persian Gulf in southern Iran, may be one of the most appropriate solutions in this regard. The results showed that total absorption, maximum absorption capacity and percentage of sodium removal for oak leaf and oat leaves adsorbants were equal to 120.21 and 117.10 mg, 1.1 and 0.24 mg / g, 60/10, and 68.88% for concentrations of 5 mg / l 194.45 and 169.93 mg, 1.77 and 0.34 mg / g and 55/56 and 54.82% for concentrations of 10 mg / l and 466.83 and 453.84 mg, 4.26 and 0.91 mg / g, 53.66 and 54.03% for the concentration of 30 mg / ml. The fitting of continuous adsorption models on experimental data by nanostructured adsorbents showed that in the sodium adsorption using fixed bed column for oak leaf and egg shell absorbers, the substrate-time service models, Thomas and Yon-Nelson, respectively, compared to the rest of the models Have better fit of absorption column data. Based on the results of this study, octopus and egg shell nanostructured adsorbents have high potential for removal of sodium ion

    Keywords: Removal of sodium, nanoparticles, oak leaves, egg shells, fixed bed columns
  • N.Fathi, M.Rahnama*, M.Zounemat Kermani Pages 881-893

    Among heavy metals, arsenic has been identified as a carcinogenic element. High concentrations of arsenic in water resources can be a major concern for public health and the environment. Arsenic pollution in the groundwater resources has been reported in many parts of the world and Iran, especially in some parts of Kerman province. In the present study, Arsenic release mechanism and prediction of its concentration variations in groundwater resources were investigated in Sirjan Plain, in Kerman Province. For this purpose, after conducting primary field studies and taking into account the position of the piezometric wells, 21 piezometric wells were selected across the plain surface and the layers of clay in them were examined. Then, sampling of groundwater resources was conducted seasonally from agricultural and drinking wells near piezometric wells. The results showed that the concentration of arsenic was directly related to the clay texture of the earth's layers. The high concentration of arsenic was related to the discharge of groundwater from the clay layer and the oxidation and dissolution of arsenic in groundwater. Therefore, the Oxidation-Reduction cycle is one of the effective factors on releasing of arsenic in the region. In order to the prediction of arsenic concentration variations in the next 5 years, Quantitative Modeling was done using GMS software with a focus on the piezometer wells that had a potential for the increase in the unsaturated clay thickness due to the reducing level of groundwater and the presence of clay layers in them. Based on the results of modeling and relationships between arsenic concentration variations and groundwater level variations during the sampling period, it was determined that arsenic concentrations increase with groundwater resources discharge. Therefore, the quantity and quality of groundwater will decreased with the continued of exploitation of aquifers. According to these results, water management and reduced harvesting of groundwater resources can be effective on the reduction of arsenic concentration increasing rate.

    Keywords: Arsenic, Groundwater, GMS, Piezometric logs, Sirjan
  • A. Nasseri*, F. Abbasi Pages 894-908

    Considering the importance of enhancing water use efficiency in the production of crops in the Iran; and due to the appropriateness of time series methods in the analysis and future studies of the behavior of water engineering phenomena, the aim of this study was to analyze and future study of water use efficiency in wheat production in Tabriz plain with suitable time series models. The modeling (based on 30 years data), test (based on 12 years data) and future study (based on 18 years data) were made with 60 years (from 1354/1975 to 1413/2034) water use efficiency in wheat production. Fourteen time series models were evaluated to determine the suitable model. Based on common statistics, ARIMA (1,0,1) was detected as the most suitable model for water use efficiency in wheat production in Tabriz plain. Results revealed that water use efficiency in wheat production had approximately an increasingly trend. This index was from 0.11 to 0.68 kg m-3 with an average of 0.32 kg m-3. Scenarios and various promotion conditions were also considered to improve the water use efficiency in wheat production. If the water use efficiency in wheat production is increased by as much as 10, 15, 20 and 25 percent, then the index in the year 1413/2034 will be respectively equal to 0.95, 0.98, 1.01, and 1.05 kg m-3. With the continuation of the current trend and without applying the any improvement plan, the value of this index will be 0.89 1.05 kg m-3 in 1413/2034. Applicable procedure and solutions were proposed to significantly enhance water use efficiency in wheat production in the east of Urmia Lake.

    Keywords: Predicting water use efficiency, Productivity improvement, Water productivity, Water consumption management, Wheat
  • M. Hasanpour Nodehi, M. Navabian*, M. Esmaeili Varaki Pages 909-918

    Reducing fresh water resources and the quality of water in the agricultural has led to importance of the finding new sources of water for irrigation. In this regard, the use of non-conventional waters is one of the options. Using of drainage water as a non-conventional water source is one of the solutions to solve the water deficiency problem in agriculture. The present study was carried out to evaluate and simulate the quality of the drainage water of the rice fields in the city of Soumatserra, located in the F4 unit of Sefidrud Irrigation and Drainage Network for reuse in irrigation and evacuated to the environment. In order to investigate the quality of drainage water for discharge to surface water resources and reuse in irrigation, the concentration of the nitrate, orthophosphate, ammonium, biological oxygen demand, dissolved oxygen, total dissolved solids and acidity was measured in nine points in May-July 2017 and was compared with the standards of the Environmental Protection Agency, the Environmental Protection Agency of Iran, Institute of Standards and Industrial Research of Iran. The highest concentration of nitrate, orthophosphate, ammonium, and biological oxygen demand were 1.25, 0.184, 2.91 and 89 mg/ l in May and the lowest concentration of dissolved oxygen and the highest concentration of total dissolved solids were 3.6 and 289 mg/l in July. Also, the highest and lowest value of pH was 8.23 in May and 7.26 in June. Drainage water in terms of nitrate, orthophosphate, total dissolved solids and acidity, according to the mentioned standards was allowed in reuse in irrigation and discharge to surface water resources. But in terms of dissolved oxygen, biological oxygen demand and ammonium was diagnosed over the limit for reuse in irrigation and discharge to surface water resources. According to estimation of the pollution load of the drain to the Anzali wetland, it was found that the highest amount of pollution during the sampling period was occurred in May.

    Keywords: Ammonium, Acidity, DO, Nitrate, Orthophosphate
  • F. Feizolahpour*, F .Abbasi, M. Kouchakzadeh, R. Choukan, M. nabi Gheibi Pages 919-930

    Fertigation is an effective method to increase water and fertilizer use efficiencies. In present study, a field experiment was carried out factorially in a randomized complete block design with four replicates to evaluate the effects of furrow fertigation on water and fertilizer use efficiencies, yield and yield components of corn. Six fertigation treatments combining two fertilizer split levels (3 and 4 splits) and three levels of urea fertilizer (60, 80 and 100% of required fertilizer) were compared with broadcast fertilization. The results showed that application of nitrogen in four splits, provided more grain yield. Besides, by consuming low fertilizer in the fertigation treatments due to broadcast fertilization method, water and fertilizer use efficiencies were increased. The highest grain yield and water use efficiency were achieved in the three split treatment with 100% level, while there were no significant differences of grain yield and water use efficiency between this treatment and the four split treatment with 60% level. Therefore, by applying 60 percent of required fertilizer in four splits, while achieving optimal performance, the level of environmental pollution will be reduced.

    Keywords: Corn, Fertigation, Surface irrigation, Yield, Water use efficiency
  • M. Ahmadi, A. Kaviani*, P. Daneshkar, Z. Faraji Pages 931-944

    Air temperature and land surface are among the most important factors used in estimating many hydrological parameters at the catchment area. These parameters are measurable by the presence of thermal bands in sensors. In this study, GLDAS model with MODIS sensor and GLDAS model and NCEP / NCAR temperature estimation with station data in Alborz, Qazvin, Zanjan, Kurdistan and Hamadan provinces were evaluated. The GLDAS model with MODIS sensor did not achieve good results in assessing land surface temperature data. GLDAS and NCEP-NCAR air temperature data were evaluated with station data. The results showed that GLDAS and NCEP-NCAR have a good accuracy. For example, in comparing NCEP-NCAR with the average of Agkhiriz stations, Ekbatan Dam, Washj, Varineh, Khodabandeh, Sanandaj, Bijar and Ghorveh in 2008, the coefficient of explanation (R2), the efficiency coefficient of the model (EF), the mean error error (MBE) Mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE) were 0.984, 0.987, 0.979, 0.979, and 1713.1 degrees Celsius, respectively

    Keywords: Air temperature, Ground surface temperature, GLDAS
  • L. Sepehri*, K. Khalili Pages 945-958

    In this research, in order to study and evaluate the accuracy of single-variable time series models, multi-variables time series and hybrid models in modeling the river flow quality values in the Peygale hydrometric station located in the west of Lake Urmia from data The qualitative flow of the river and the flow river has been observed on an annual and monthly scale and during the statistical period of 1975-2016. The qualitative parameters studied in this study are EC, TDS and SAR values. In this study, EC and TDS values were modeled and studied. The ARMA model (1.0) was selected for EC and TDS values of the hydrometric station used as the superior model. The results showed that the accuracy of single-variable linear time series models in modeling the EC and TDS parameters of the studied station was not satisfactory, but acceptable. Similar results were obtained for monthly single-variable models. After studying the time series single-valued model, multi-variable time series models were investigated on the monthly and annual scale. In this model, the EC, TDS, SAR and flow data of the river were considered at the Peylgale hydrometric station as inputs of the model. The results of the error analysis of CARMA and MPAR models for EC values showed that, on average, the error values were 25 and 21 percent lower than the ARMA and PARMA models, which resulted in an improvement in the error values for the data TDS is 34% and 33% respectively. Overall, the results showed that in all stations studied, EC and TDS values are estimated to be better than single-variable models of ArmA family on annual and monthly basis using multiple time series models. Let's say Finally, applying the time series hybrid models, the error rate resulting from modeling of EC values in the monthly and annual scale was 46% and 10%, respectively, and for the TDS values it was 40% and 12%, respectively.

    Keywords: Contemporaneous Models, Linear Models, Multivariate Models, Time series, Water Quality
  • P. Mokhtari Motlagh, A. Shahnazari*, M.R. Nouri Emamzade Pages 959-972

    Depletion of excess soil moisture from root zone is one of the objectives of the implementation of drainage systems. In this study the ability of HYDRUS 2D/3D model to soil moisture transport management for determining of depth and space of drains in second cropping of paddy fields of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University in For the three growing season (2014-2017) is assessed. So, two kinds of fields were constructed: Field A with subsurface drainage systems and drain depth of 0.9 m and drain spacing of 30 m and field B having drain spacing of 15 m and alternate drain depths of 90, 65 and 90 cm. Sensitivity analysis and calibration were first performed with the aim of verifying the HYDRUS model. The sensitivity analysis indicated that the software had maximum sensitivity to the saturated volumetric water content. Four scenarios were considered for field A in HYDRUS model which consist of: middle drain in 1- the depth of 40, 2- in the depth of 90, 3- two middle drains in the drain of 40 and 4- two middle drains of 65 cm. Scenario 4, 3, 2 in field B and scenario 1 showed the maximum of soil moisture depletion respectively. The maximum loss of soil moisture was observed in scenario 4 by 18.75 percent and minimum loss of soil moisture was occurred in scenario 1 by 0.22 percent. Also, evaluation of results showed that scenario 3 and scenario 4 depleted the soil moisture during the period of 2-days and 4-days, respectively earlier in respect to of first level of soil and reached to field capacity. Also, results showed that scenario 4 is the best in contrast to scenario 1 which has the worst.

    Keywords: Field Capacity, Plough layer, Scenario, Water Level
  • F. Mohamadpour, M. Navabian* Pages 973-986

    Proper design and management of irrigation and drainage systems improves the quality of drainage and conserve soil and water resources. In paddy fields, due to the high clay and impenetrable layer, the type of drainage and its envelope have a great effect on the movement of water in the soil and, consequently, solute transport. So, recognition of solute transport in this condition can lead to effective design and management of drainage to achieve proper drain water quality in paddy fields. So a box with dimensions 300×60×100 cm (in length, width and height) was considered. A Polyethylene drain pipe with 10 cm in diameter was laid in the sand and gravel trench with 20 cm width and 50 cm height. The rice transplant was transferred to the box and applied phosphate and urea fertilizer according to paddy fields custom. Flood irrigation method with 5 cm above the soil was performed and mid and end drainage was applied at tillering and harvesting stages, respectively. During experiment, the soil solution and drain water was sampled and chemical parameters including electro conductivity (EC), sodium adsorption ratio (SAR) and nitrate and ammonium concentration was measured. Results showed that mean EC of mid season drainage (567 ds/m) was 51% more than Mean EC of end season drainage. Nitrate and ammonium concentration of drain water of end season drainage reduced 12 and 39% than mid season drainage, respectively. The results indicated that hardpan layer has an effect on the accumulation of solute, so that at the end of the experiment, the accumulation of solute and nitrate on the top of this layer comparing with drain depth were 11 and 47 percent, respectively.

    Keywords: Ammonium, Electro conductivity, Mineral envelope, Nitrate, Water quality
  • R. Tabrizi, S. M. Saghebian* Pages 987-997

    Hydraulic jump is the most common method of dissipating water’s kinetic energy in downstream of spillways, shoots and valves. So far several relations have been developed to estimate hydraulic jump characteristics, however, the results of these equations are not general and acceptable due to the uncertainty of the function. In this study, hydraulic jump character-istics such as sequence depth ratio and hydraulic jump were estimated in compound channels (rectangular and trapezoidal channels) with rough beds using Support Vector Machine (SVM). Different models were developed and the influence rate of input parameters in each channel was investigated. Comparison of the obtained results of support vector machine showed the high efficiency of this method in estimation of hydraulic jump characteristics. It was observed that model with input parameters of Fr₁( Fraud number), w/z (ratio of rough elements space to height of them) led to most accurate results and rough elements properties were effective in hydraulic jump characteristics estimation. The best result for test series was obtained for the sequence depth ratio with the values of R=0.979, DC=0.975 and RMSE=0.046 and for and the hydraulic jump length with the values of R=0.935, DC=0.858 and RMSE=0.072 in trapezoidal channel. Also, the results of sensitivity analysis indicated that Fraud number is the most significant parameter in estimation of hydraulic jump charac-teristics.

    Keywords: Compound channel, Hydraulic jump, Rough bed, Support Vector Machine
  • M. Sabouhi Sabouni *, A. Jalali Movahed, S. Shirzadi Laskookalayeh, M. Zarghami, F. Felfelani Pages 998-1009

    Climate change, population growth and non-optimal utilization of water resources are doubling the need to pay attention to the conservation and sustainability of this essential input in agricultural production. Therefore, the use of water demand management can be used as a method for more principled use of water resources. In this study, the economic model and system dynamics method (SD) were used to study the demand management policy for the balance of groundwater resources in the Neyshabour basin area. The policies under consideration include allocating water to the agricultural sector and increasing irrigation efficiency. The results showed that the policy of reducing irrigation water's share has a positive effect on the groundwater level without having a significant effect on reducing crop cultivation and, consequently, reducing the agricultural productivity of farmers in the region. Also, increasing the irrigation efficiency in relation to the policy of reducing agricultural water allocation showed the better condition in groundwater level and the profitability of crop farmers. So that the maximum amount of change in agricultural gross profit of the region decreased by 10% and the minimum improvement in groundwater level of the basin was 47.0 meters. In order to investigate the future status of water resources in the Neyshabour basin was studied the policy of reducing water share in simulation of basin ground water resources. The results showed that up to 20 percent reduction in agricultural water, the groundwater level will rise by about 7.4 meters to 1403, and will be closer to balance. The analysis of the results suggests that implementation of the policy of increasing irrigation efficiency along with decreasing agricultural water's share will have a more effect on the balance of the basin.

    Keywords: Economic welfare, System dynamic, Neyshabour basin, Irrigation demand management
  • A.R. Nouralinezhad, H. Babazadeh, E. Amiri*, H. Sedghi Pages 1010-1026

    This research was carried out to evaluate irrigation management and water productivity in common bean and cowpea in Astaneh-Ashrafieh in 2016 and 2017. The present study was conducted as split plot in a randomized complete block design with three replications. The main treatments were irrigation of 40, 60, 80 and 100% water requirement and sub plots without fertilizer and 30, 60 and 90 kg N ha-1 in two common bean cultivars and cowpea. The results of this study showed that the effect of irrigation in both cultivars on biological yield, pod and seed, at 1% level, and nitrogen fertilizer effect at 1% level on biological yield, and at 5% level on seed yield were significant. Interaction of irrigation and fertilization at 1% level was significant on water productivity in biological yield, pod and seed yield. During the research years, the highest amount of seed yield due to irrigation on cultivars in 2016 and 2017, in 100% water requirement, was 1137 and 1183 kg ha-1 respectively, and in the common bean cultivar it was 2400 and 2512 kg ha-1 respectively. The maximum seed yields from nitrogen fertilizer on cultivars at 2016 and 2017 of age at 30 kg N ha-1 cultivars at 949 and 953 kg ha-1, respectively, and in cowpea, it was 1436 and 1509 kg ha-1 respectively. The highest seed yield in 2016 and 2017 in 100% water requirement and 30 kg N ha-1 in cowpea cultivar was 1580 and 1643 kg ha respectively. The maximum seed yield in the 2016 and 2017 of in 100% water requirement and 60 kg N ha-1 in conventional bean cultivars was 3486 and 3646 kg ha-1, respectively. The highest amount of water productivity in seed in 2016 and 2017 of cowpea in 100% water requirement and 30 kg N ha-1 in cowpea was 0.35 and 0.33 kg m-3 respectively, and the maximum amount of water use productivity in seed in 2016 and 2017 in 100% water requirement and 60 kg N ha-1 in commn bean cultivars was 0.70 and 0.69 kg m-3 respectively.

    Keywords: water requirement, Seed yield, Correlation of traits
  • R. Asadi, F. Hassan Pour*, M. Mehrabani, A. Baghizadeh, F. Karandish Pages 1027-1038

    In order to study the effects of two drip irrigation systems and deficit irrigation on the quantitative traits of Rosmarinus officinalis L., an experiment was conducted in Kerman Municipality seedling production station in 2016. The experimental treatments were laid out in split plot a randomized complete block design with three replications. The treatments consisted of five irrigation regimes (full irrigation (FI-100), regulated deficit (RDI75 and RDI55) and partial root zone drying irrigation (PRD75 and PRD55)) in main plot and two drip irrigation systems (S1= surface and S2= subsurface) in sub plot. The results showed that applying of subsurface drip irrigation system compared to use of surface drip irrigation, in addition to saving 11.4 percent in water use, increased the water productivity 21 percent. Also, the highest herbage dry weight (4404.2 kg.h-1), plant height (68.4 cm), number of shoots (128.7) and leaf area index in different stages of growth were produced by S2FI. Using S2PRD75 compared to use of S2RDI75, increased all of the Rosmarinus plant growth parameters. However, Using S2PRD75 compared to use S2FI in addition to saving 25 percent in water use, increased the water productivity 12.8 percent and dry weight, number of shoots per plant and height of plant decreased 5.3, 8.9 and 9.8 percent respectively. Simultaneous analysis of Rosmarinus’s water productivity and its growth parameters showed that it could be possible to save in irrigation water use and increase the water productivity with the lowest decrease in the Rosmarinus plant growth parameters by applying S2PRD75.

    Keywords: Kerman, Leaf Area Index, Medicinal Plant, Partial Root Zone Drying Irrigation, Water Productivity
  • H. Rahmati, S. Boroomand, Nasab*, Z. Izadpanah, M. Albaji Pages 1039-1051

    Soil salinization is one of the main obstacles in the agriculture sector and one of the main factors of crop yield reduction. In this study, a Landsat-8 image and extracted data of 121 soil samples from network surface were utilized and soil salinity indices, multiple linear regression with ordinary least square and Ridge regression were applied so that Gotvand-Aghili irrigation and drainage network soil salinity was modeled and soil salinity map was finally prepared. The results indicated that there is a significant correlation between bands of Landsat-8 Operational Land Imager (OLI) sensor and electrical conductivity of soil samples and the red band had the highest correlation. Furthermore, the findings revealed a significant correlation between salinity indices and electrical conductivity of soil samples. The results of OLS regression model further disclosed that this model was able to represent 48% of the network soil salinity variation, however, according to the variance inflation factor, independent variables of OLS model enjoyed multicollinearity. Conversely, the results of Ridge regression illuminated that this approach has a high ability for removing multicollinearity of independent variables. By mapping OLS and Ridge regression models, the average soil salinity of the network assessed 5.8 and 4.5 ds/m, respectively. Moreover, according to Ridge regression model, 33% of the network area was classified as moderately saline while 15% of it would fall into a strongly saline class. Also, based on the salinity map of OLS regression model, 6% of the network area was categorized as very strongly saline class.

    Keywords: Inflation factor variance, Multicollinearity, Salinity indices, Soil Salinity Classes
  • A. Nasirian*, A. Mohtashami Pages 1052-1063

    The ancient Iranians have used the underground water resources by excavating Qanats. If the Qanat is excavated in soils with high permeability coefficient, seepage in dry zone is the determinant part. One of the methods which is used for reduction of water-loss in dry zones is getting the water muddy. This study is about the investigation of the effects of muddy water on seepage reduction in trapezoid earthen channels which has the most resemblance to dry zones of qanats. In order to achieve this purpose an earthen channel with determined characteristics was excavated. In two stages fresh water and muddy water are conveyed into the channel and finally seepage was measured by using pondage test. The results have revealed that: 1- With moving the muddy water in a small period of time with forming sedimentary layer the seepage can be reduced more than forty-six percent (46%). 2- Numerical analysis indicated that the most significant factor in seepage reduction is sedimentary layer. 3- The achieved results from investigation showed in both conditions the Bouwer method indicates good correspondence with experimental results.

    Keywords: Sealing, Plaxis, earthen channel, Bouwer method, Seepage
  • F. Bahrami, M. Dastourani* Pages 1064-1074

    Since the WQI index is one of the most suitable indicators for assessing groundwater quality, WQI index for assessing the quality of groundwater resources in two years 2012 and 2017 was used in this research. The parameters used were pH, chloride, sulfate, total solids solubility, total hardness, alkalinity, sodium. The results of the survey showed that the quality of groundwater resources of the Sarayan plain was more than 2012 in 2017. Regarding the multi-year drought in the region, the results showed that excessive pumping of underground water wells and lack of proper management of groundwater resources in 2012 caused a decrease in the quality of water resources. 15% of the water resources are in the bad range and 5% in the very poor range. The implementation of a water resources rehabilitation and balance plan aimed at controlling and managing water resources harvesting and, as a result, balancing nutrition and harvesting of these resources, has made it difficult for plains to be prohibited, but water quality due to reduced harvest and proper management in Operation will increase in 2017, so that all the water resources studied are in good and excellent range.

    Keywords: Water Quality Index, Plain Sands, Groundwater, Forbidden Criticality
  • N. Shahraki, S. Marofi*, MS. Ghazanfari Moghadam Pages 1075-1086

    In this study using 4 synoptic stations of semi-arid extra cold climate of east Azerbaijan province were used in order to modeling extreme values and occurrence rainfall. To this aim, a stochastic rainfall time series generation consisting of first, second and third-order Markov models and the generalized Pareto and Exponential distribution density functions were used for reproducing amount rainfall. Also, the Exponential- generalized Pareto density function was used to improve the estimation of extreme values. The proposed model essentially was a piecewise distribution approach created by parametrically modeling the tails (i.e. above a threshold) of the distribution using a generalized Pareto, , and the rest Exponential density estimation methods. The results Based on the AIC criterion indicated that the first-order Markov performs relatively better than another model for daily rainfall occurrence. The average of preference first- order Markov chain compared with second and third order was 79 and 66% for all study stations, respectively. Also, results from RMSE showed that Exponential- generalized Pareto probability density performs better to reproduce extreme daily rainfall comparing another distribution. The RMSE criterion is varying between 0.0015 to 0.0017 for Piecewise Exponential-generalized Pareto distribution to estimate extreme daily rainfall daily rainfall.

    Keywords: Extreme rainfall, Markov chain, Piecewise Exponential - generalized Pareto distribution, Semiarid extra cold
  • Z. Baazm, M. Naseri*, A. Akbarpour, S.H. Zahiri Pages 1087-1101

    Given the complexity of the underground water environment, the invention of new technologies and the use of advanced techniques in this area has contributed greatly to improving the management of groundwater resources. In this study, FEM-IPO simulation-optimization model was used to manage the groundwater operation. The aquifer mathematical modeling was done by the numerical simulation of the finite elements, taking into account two-dimensional equations of groundwater flow. In this study, three scenarios were considered for the optimum management. In each scenario with different and distinctive wells, the amount of losses and costs required for pumping according to water requirement was evaluated. Also, the studied area was divided into 3 regions based on the amount of hydraulic conduction coefficient. Finally, the cost of the pumping of the wells according to the target (well positioning for the optimal utilization, the reduction of the dropping level) was optimized using the sloped surface algorithm. The results showed that considering the hypothetical aquifer of 7 pumping wells, by disabling two wells in scenario 1, the aquifer had the lowest cost for pumping and water loss. The water level calculated by the finite element model was compared with the observed water level so that the relative error and root mean square error were calculated to be 0.00024 and 0.223 respectively indicating high accuracy of the model.

    Keywords: Optimization, Inclined Planes system Algorithm, FEM, Groundwater, pumping
  • A. Bafkar*, H.A. Alizadeh, J. Mozafari Pages 1102-1112

    Selection of crop pattern is one of the most important factors in achieving water resources Sustainability. Due to the quantity and quality of soil and water, unsuitable and non-native plants may cause saltinification and elevation of groundwater level in the plant growth environment and degrade soil structure. And consequently reduce performance. Based on the dynamics of irrigation and drainage network in the Dasht-e-Abbas, located along the Karkheh Dam and Ilam province, in terms of quantity and quality of water in different scenarios of the crop pattern, using the system dynamics approach has been evaluated. Considering the information needed in this method, the boundaries of the system, the creation of a conceptual model, the determination of causative and causal relationships, the determination of the variables and verification based on observational information, structural testing, boundary test, and statistical parameters and the proposed cultivation pattern have been studied. The conceptual model was considered based on five sub-models of water demand, water supply, environmental stress, water economics and environmental issues. The results of this model show that in sensitivity analysis of input parameters, the coefficient of return of agricultural water to the aquifer has a great effect and its increase will increase the static volume of aquifer and increase the quality of groundwater due to dilution and also reduce the salinity of the soil due to Leaching. From other results of this study, using a crop pattern with an emphasis on increasing forage levels that prevents land drainage in the long time will improve soil construction.

    Keywords: Vensim software, Conceptual model, Crop pattern, Forage corn, Dasht, e, Abbas
  • A.Saadatpour, A.Alizadeh*, A.N.Ziaei, A.Izady Pages 1113-1129

    The total amount of water resources severely affects socioeconomic development of a region or watershed, which means that accurate quantification of the total amount of water resources is vital for the area, especially for the arid and semi-arid regions. Traditional evaluation of water resources only focused on the qualification of blue water, while the importance of green water was not fully considered. Therefore, the blue and green water resources in the Neishabour basin were evaluated evaluated by the SWAT and SWAT-MODFLOW models in this study. Furthermore, the Sequential Uncertainty Fitting program (SUFI2) which is one of the programs interfaced with SWAT, in the package SWAT-CUP (SWAT Calibration Uncertainty Programs), was used to calibrate and validate Neishabour hydrologic model based on river discharges. R-factor, P-factor, R2 and Nash-Sutcliff (NS) parameters were used in order to evaluate the ability of the SWAT model to be used in runoff simulation. In this paper, results of calibration and validation are given for the river monthly discharge. Runoff data for four hydrometric stations in 2001-2011 were used to calibrate and validate this basin. The results show that p-factor, r-factor, R2 and NS for calibration are about 0.37, 0.55, 0.86 and 0.85 and for validation are about 0.29, 0.83, 0.7 and 0.65 respectedly. The results show that the components of water resources, except for blue water, which SWAT-MODFLOW model estimates more, are similar in other cases. Therefore, two models were used to investigate the spatial variations of blue water in the watershed. The main difference was within the Neishabour plain, which could be due to the integrated ability of the model to simulate different processes, such as groundwater recharge and infiltration of the non-saturated zone. Moreover, the spatial distribution of the green water indicates that the amount of green water increases gradually towards Neishabur plain. The study of interannual variability of the blue and green water shows that the trends in precipitation, blue and green water have a relatively similar characteristic during the same period and in the winter, the lower temperature, the greater difference between the blue and green water. Also, the trend of the blue and green water changes is milder in the integrated model.

    Keywords: Blue water, Green water, Neishabour basin, SWAT-MODFLOW model, Water budget
  • V. Yeganegi Dastgerdi*, M. H. Sharifzadegan, N. Mobarghei Dinan Pages 1130-1140

    The impact of regional development plans on water resources and water consumption has always been a concern for researchers. So one of the issues that is being raised by drought is how to assess the quality of regional development plans considering the drought. In this research, Fu and Tong plan assessment method called "Awareness-Analyzing-Action" was used for assessing the quality of six regional plans in Chaharmahal and Bakhtiari province. The findings of the study showed that the awareness component in all programs was considered moderately. Regarding the analysis component, comprehensive regional plans were in a good level, and other plans were at a modest level. The action component is considered moderately in all programs and the scores related to the component of action in the plans were not differing significantly. In terms of the overall program score, only one plan received a score above average and was at a good grade and the quality of the other plans was moderate. The results of ANOVA test showed that the mean of analysis component in the programs is more than the two components of awareness and action and there is no significant difference between the score of the three components of the programs. In other words, regional development programs have failed to succeed in three components of awareness, analysis, and action on drought adaptation.

    Keywords: Assessment, Drought, Regional Development, Development Pattern
  • V. Yeganegi Dastgerdi*, M. H. Sharifzadegan, N. Mobarghei Dinan Pages 1141-1152

    Most of the methods used to measure the vulnerability of agricultural sector to drought, did not use the opinions of different experts or did not pay attention to the environmental and climatic differences of the regions, or gave the same weight to all the indicators used in the models. The question is how can assess the vulnerability by using the experts’ opinion from different domains? In this paper, the Bhattacharya and Das model were used to assess the drought vulnerability, and 16 experts were asked to determine the weight of the indicators using hierarchical analysis method. Then, according to the specified weights, a vulnerability map was prepared. The findings show that there is a difference of 3.5 times between the exposures of different zones. Also, a difference of 3.6 times was observed between the most sensitive areas and least sensitive areas. The adaptive capacity also shows a difference of 2.6 times in zones with maximum and minimum adaptive capacity. The findings also show a difference of 17.6 times in areas with the highest vulnerability to areas with the least vulnerability. No direct correlation between rainfall and degree of vulnerability to drought was also observed.

    Keywords: Agriculture, AHP, Bhattacharya, Das Model, Drought, Vulnerability Assessment
  • N. Niknia, H. Torabi poodeh*, H. Yonesi Pages 1153-1166

    In this research, we evaluated the virtual water and water footprint in the agricultural industral sectors of Neyshabour plain. By calculating the amount of virtual water in the major groups of agricultural products, the average annual water footprint of agricultural and horticultural products is estimated to be 534.5 million cubic meters during the years 1313-1383, which consumed blue and green water footprint of this water resource are 91% and 9%, respectively. According to the population of 433,105 persons, the total food and drinking water for the population living in Neyshabour region is 1203.17 million cubic meters of green and blue water for optimal food supply and 35.28 million cubic meters for estimated drinking water. The average index of water footprint in the Neyshabur region is estimated to be 2633.5 million cubic meters per year, which 1079.3 and 1554.2 million cubic meters of water are supplied from blue and green water resources. Blue and green water footpint of each person are 2492 and 3589 cubic meters per year. The water footprint of livestock products, agricultural products, drinking and industry expenditures are about 50%,46%,3%,1%, respectively. Scarcity of blue water is moderate and about 140%.

    Keywords: water footprint, industrial, agriculture, Neyshabour plain
  • S. Naderi*, M. Parvizi, M. Sedghi Asl Pages 1167-1181

    With recharge to ground water problems and also lack of ground water resources, in this paper see page discharge and subsurface were modeled for fine-grain soil with surface recharge by a laboratory model. It was compared the results of experimental with the results of Bear (1972) and Castro- Orgaz et al (2012) analytical solutions. Laboratory model having fine porous media has 5 m long, 0.6 m wide and 1 m deep. For different water levels and bed slope of 0.0135, the seepage flow and subsurface water profile were measured under surface recharge condition and then were compared with the above- mentioned analytical solutions. Comparison seepage flow were compared with experimental seepage flows and the value of relative error were determined. Also the different between experimental and analytical results were determined means of NOF. After the comparison between experimental and analytical results, the weakness and strength of each method has been revealed. After comparison and evaluation the results of the discharge experimental with the analytical relationship Bear (1972) the relative error was between 4.2 to 6.4 percent. and then were compared with analytical relationship. The values of relative error percent and NOF function for compared and measured variables were computed. After comparison of experimental results and analytical solutions, the weakness and strength of each method has been revealed. After comparing the results of the discharge experimental with the analytical relationship based on Dupuit- Forchheimer assumption the relative error was between 4.2 to 6.4 percent. By the comparison of the experimental results with analytical solution for Subsurface flow profile, the NOF were analytical between 0.012 to 0.048 for Chapman, 0.011 to 0.081 for Bear and 0.011 to 0.078 for Castro- Orgaz et al, respectively, which indicated a proper confirmation.

    Keywords: Analytical methods, Laboratory model, Seepage discharge, Seepage line, Surface recharge