فهرست مطالب

علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی) - سال بیست و سوم شماره 3 (پیاپی 89، پاییز 1398)
  • سال بیست و سوم شماره 3 (پیاپی 89، پاییز 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/09/10
  • تعداد عناوین: 30
|
  • جواد روزگار، امیرعباس کمان بدست*، علیرضا مسجدی، محمد حیدرنژاد، امین بردبار صفحات 1-13

    سرریزهای نیلوفری یکی از انواع سرریزها است که به منظور عبور سیلاب از ارتفاع بالا به پایین استفاده می شوند. از این نوع سرریزها در مخزن سدهای واقع در دره های باریک و در مکان هایی که شیب دیواره های مخزن زیاد است، استفاده می شود. در سرریزهای نیلوفری وجود گرداب می تواند باعث کاهش دبی، ضریب دبی و عملکرد سرریز شود. سرریزهای زیگزاگی به عنوان گزینه ای مناسب برای اصلاح سرریزهایی که برای عبور دبی حداکثر محتمل با مشکل رو به رو هستند، مطرح می شوند. در این پژوهش با ساخت مدل فیزیکی سرریز نیلوفری- زیگزاگی در دو مقطع دایره ای و مربعی در آزمایشگاه هیدرولیک کاربردی گروه آبیاری مجتمع عالی آموزش صنعت آب و برق خوزستان، هیدرولیک جریان مورد بررسی قرار گرفته و نتایج به صورت نمودار ارائه شد. تجزیه و تحلیل داده های آزمایشگاهی برای سرریز دایره ای و مربعی نشان داد که با افزایش طول سرریز، ضریب تخلیه سرریز کاهش می یابد. در بهترین وضعیت برای هر دو سرریز دایره ای و مربعی به لحاظ طول قرارگیری تیغه ها، سرریز مربعی در شرایط چهار تیغه و طول سرریزی 01/1 متر در مقابل جریان های گردابی، کمترین تاثیر را در افزایش دبی و ضریب دبی در مقایسه با سرریز مربعی با هشت تیغه و طول سرریزی 1/01 متر، داراست. طبق نمودارهای دبی اشل بدون بعد، شرایط جریان در سرریز مربعی، در مقایسه با بهترین حالت تعداد گرداب شکن در سرریز دایره ای، مناسب تر است، همچنین میزان جریان ورودی و ارتفاع آب روی سرریز بیشتر از سرریز دایره ای است.

    کلیدواژگان: سرریز نیلوفری مربعی، ضریب تخلیه، سرریزهای زیگزاگی، طول سرریز
  • علیرضا واعظی*، سمیرا رضایی پور، محمد بابااکبری صفحات 15-26

    اطلاعات محدودی درباره تاثیر مقدار بقایای گیاهی در جهت های خاکورزی بر عملکرد گندم (Triticum aestivum L.) در مناطق دیم وجود دارد. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر سطوح گوناگون بقایای گندم و جهت خاکورزی بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم دیم رقم سرداری در سال زراعی 95-1394 در منطقه دیم خیز زنجان انجام شد. پنج سطح بقایای گندم (صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد پوشش سطح) در دو حالت شخم زمین (در امتداد شیب و روی خطوط تراز) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در زمینی با شیب 10 درصد، مصرف و با خاک مخلوط شدند. نتایج نشان داد که عملکرد و اجزای عملکرد دانه تحت تاثیر شیب زمین و بقایای گندم و نیز برهم کنش آنها قرار گرفتند. در خاکورزی روی خطوط تراز، عملکرد دانه (78/1 تن در هکتار)، وزن هزار دانه (26/42 گرم)، وزن کل بقایای گندم (78/894 کیلوگرم در هکتار) و ارتفاع بوته ها (11/55 سانتی متر) نسبت به شخم موازی شیب به ترتیب به اندازه 32/5، 01/5، 19/16 و 36/1 درصد بیشتر بود. بالاترین عملکرد دانه در جهت خاکورزی روی خطوط تراز با مصرف 75 درصد بقایا (45/2 تن در هکتار) به دست آمد که نسبت به شرایط بدون کاربرد بقایا در شخم موازی شیب، 53 درصد بیشتر بود. بنابراین استفاده از بقایای گندم و برگرداندن آنها به خاک همراه با خاکورزی روی خطوط تراز پیش از کشت گندم، به عنوان روش های مدیریتی مناسب خاک برای دستیابی به عملکرد گندم بیشتر در کشتزارهای دیم منطقه است.

    کلیدواژگان: حفظ آب، خاکورزی روی خطوط تراز، فراهمی آب، بقایای گندم، منطقه نیمه خشک
  • سیده سیمین میرهاشمی*، محمد شایان نژاد صفحات 27-36

    امروزه آلودگی های محیطی به ویژه آلودگی آب، به طور فزاینده ای در حال افزایش است. یکی از مشکلات ورود آلاینده ها به رود خانه، کاهش غلظت اکسیژن محلول آب رودخانه است. برای مدیریت منابع آب لازم است مقدار اکسیژن محلول پیش بینی شود. پژوهش حاضر، با افزودن عوامل تولید و مصرف اکسیژن در رودخانه به معادله انتقال- پخشیدگی املاح در خاک، معادله جدیدی برای شبیه سازی غلظت اکسیژن محلول در رودخانه ارائه داده است. معادله حاصل به روش عددی تفاضلات محدود و به کمک الگوی ضمنی منفصل شد. پس از منفصل سازی معادله و اعمال شرایط اولیه و مرزی، دستگاه معادلات به دست آمده، با الگوریتم توماس حل شد. محاسبات با کدنویسی هایی در نرم افزار MATLAB انجام شد. برای واسنجی و تایید مدل اکسیژن محلول، از داده های رودخانه زاینده رود در محدوده کارخانه ذوب آهن اصفهان و مجتمع فولاد مبارکه استفاده شد. با استفاده از قسمتی از داده ها، ضرایب مدل تعیین شد. تجزیه و تحلیل حساسیت ضرایب مدل نشان داد ثابت هوادهی (Kr) بیشترین تاثیر را بر پیش بینی های مدل دارد. از آنجائی که Kr  وابسته به پارامتر های هیدرولیکی رودخانه است، میزان حساسیت عمق و سرعت رودخانه نیز بررسی و در نهایت عمق رودخانه به عنوان حساس ترین متغیر معرفی شد.

    کلیدواژگان: اکسیژن محلول، پارامتر های هیدرولیکی، زاینده رود، معادله انتقال و پخشیدگی، MATLAB
  • هوشنگ قمرنیا*، زهرا جلیلی، دانیال کهریزی صفحات 37-52

    تخمین دقیق نیاز آبی برای مطالعات بیلان آبی، مدیریت و طراحی سیستم های نوین آبیاری و مدیریت منابع آب ضروری است. از آنجا که منابع آب و خاک کشور محدود است لذا، به منظور استفاده بهینه از منابع آب در بخش کشاورزی، لازم است تا میزان آب مصرفی توسط گیاهان مختلف در شرایط متفاوت به صورت دقیق تعیین شود. به منظور تعیین نیاز آبی و ضرایب گیاهی استویا، از شش دستگاه لایسیمتر در سه تکرار برای کشت استویا و گیاه مرجع (چمن) استفاده شد. میزان تبخیر تعرق گیاه استویا و گیاه مرجع به صورت روزانه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در طول دوره 537 روزه کشت گیاه استویا، حداکثر و حداقل تبخیر- تعرق گیاه استویا در دو سال انجام کشت به ترتیب برابر 9/85 و 1/69 میلی متر در روز و حداکثر و حداقل تبخیر- تعرق گیاه مرجع در دو سال کشت برابر 6/54 و 1/84 میلی متر در روز به دست آمد. در این پژوهش، مقادیر ضریب گیاهی KC در سال 1395 در مراحل رشد ابتدایی، توسعه، میانی و پایانی به ترتیب برابر 0/76، 1/11، 1/46 و 1/05 و در سال 1396 در مراحل رشد به ترتیب برابر 0/76، 1/18، 1/52 و 1/29 به دست آمد. میانگین ضرایب گیاهی منفرد چهار مرحله رشد در دو سال پژوهش به ترتیب برابر 0/76، 1/15، 1/49 و 1/17 به دست آمد.

    کلیدواژگان: تبخیر- تعرق، گیاه مرجع، مزرعه تحقیقاتی، استویا
  • حبیب کریمی اورگانی، علی رحیمی خوب*، محمد هادی نظری فر صفحات 53-63

    در سال های اخیر پژوهش های زیادی روی مدل آکواکراپ انجام شده است و نتایج به دست آمده نشان می دهد که این مدل عملکرد محصول را  برای شرایط کم آبیاری با دقت خوبی شبیه سازی می کند. ولی این مدل مثل سایر مدل های شبیه ساز به مقادیر متغیرهای مستقل (ورودی مدل) حساس است. در این پژوهش حساسیت مدل آکواکراپ برای چهار پارامتر ورودی تبخیر و تعرق مرجع، بهره وری آب نرمال شده، درصد پوشش گیاهی مرحله اول رشد و حداکثر پوشش گیاهی با استفاده از روش بون  برای محصول جو بررسی شد. تیمارهای آبیاری شامل آبیاری کامل و دو تیمار کم آبیاری 80 و 60 درصد بود که در سال زراعی  94-1393 در مزرعه پردیس ابوریحان اعمال شد. مقادیر اندازه گیری شده زیست توده در تیمارها به عنوان مقادیر مبنا استفاده شدند. نتایج نشان داد بیشترین حساسیت مدل نسبت به تبخیر و تعرق گیاه مرجع است، به طوری که مقدار ضریب حساسیت این پارامتر برای تیمارهای آبیاری کامل، 80 درصد آبیاری کامل و 60 درصد آبیاری کامل به ترتیب برابر 1/1-، 2/1- و 3/2- به دست آمد که علامت منفی نشان می دهد، در صورتی که مقدار تبخیر و تعرق مرجع بیش از مقدار واقعی به مدل وارد شود، عملکرد محصول کمتر از واقعیت شبیه سازی می شود و در این میان هر قدر درجه کم آبیاری بیشتر شود، حساسیت مدل بیشتر می شود.

    کلیدواژگان: بهره وری نرمال شده، تبخیر و تعرق مرجع، حداکثر پوشش گیاه، شبیه سازی رشد گیاه
  • رضا قضاوی، ابراهیم امیدوار، حدیثه جیحونی نایینی* صفحات 65-80

    یکی از عناصر مهم در آبیاری مکانیزه، اطلاع از رابطه بین نیروی مکش (نیروی ماتریک) و رطوبت خاک است که به منحنی رطوبتی موسوم است. شکل و ضرایب این منحنی تحت تاثیر بافت و ساختار خاک بوده و با اصلاح ساختار خاک می تواند تغییر کند. مهم ترین اهداف این مطالعه عبارتند ازبررسی اثراستفاده از زئولیت بر ظرفیت نگهداری آب و ضرایب مدل های منحنی رطوبتی دو بافت خاک شنی و لومی و تاثیر استفاده از زئولیت بر شکل و ضرایب منحنی رطوبتی خاک بر اساس مدل های مختلف ارائه شده که برخی از آنها تاکنون در ایران استفاده نشده است، زئولیت در سطوح مصرف (2، 5 و 10 درصد) به خاک ها اضافه شد. رطوبت هر خاک در مکش های مختلف در 12 نقطه با استفاده از دستگاه دیکاگون تعیین شد. ضرایب منحنی رطوبتی خاک با استفاده از نرم افزار و برازش شش مدل بروکس و کوری (Brooks and Corey) ، کاسوگی (Kosugi) ، دارنر(Durner) ، فردلاند و- زینگ (Fredlund and Xing) ، ون گنوختن (VanGenuchten) و سکی (Seki) به دست آمد. نتایج نشان داد که در تمامی مدل ها مقدار پارامتر Sө و Rө با کاربرد زئولیت و افزایش سطح استفاده افزایش می یابد . ظرفیت نگهداشت آب نیز با کاربرد زئولیت افزایش می یابد. سایر نتایج نشان داد که بهترین مدل برای تخمین منحنی رطوبتی خاک های لومی و شنی مدل دارنر است و ضعیف ترین مدل ها در خاک لومی مدل بروکس و کوری و مدل کاسوگی و در خاک شنی مدل بروکس و کوری و مدل  ون- گنوختن هستند.

    کلیدواژگان: زئولیت، منحنی رطوبتی خاک، نگهداری آب در خاک و SWRC 3، 0
  • لمیا نیسی، پروانه تیشه زن* صفحات 81-93

    رودخانه ها از مهم ترین منابع تامین آب، برای مصارف شرب و کشاورزی هستند. رودخانه زرد یکی از منابع آب سطحی استان خوزستان به شمار می رود. هدف از این پژوهش، ارزیابی کیفیت آب رودخانه زرد و مشاهده روند تغییرات کیفی آب این رودخانه در ایستگاه ماشین در بازه زمانی 1394-1376 توسط روش های آماری من کندال، اسپیرمن، تجزیه واریانس، حداقل اختلاف معنی دار (LSD) و تحلیل خوشه ای تاثیر احداث سد جره بر کیفیت آب است. با استفاده از آزمون LSD در مقایسه با سال 1394(سال شاهد) پارامترهای SAR ، Na، Cl، pH تا سال 1389(قبل از احداث سد) در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار بوده اند و بعد از احداث سد تغییرات معنی دار نبوده اند. طبق آزمون ناپارامتریک من کندال pH، Ca و 2-SO4 دارای روند معنی دار صعودی به ترتیب به میزان 0/037، 0/393 و 0/376، متغیرهای Cl، SAR، Na و دما دارای روند نزولی معنی دار به ترتیب به میزان 0/387-، 0/417-، 0/386- و 0/1- هستند. آزمون اسپیرمن نشان داد احداث سد به میزان 90 درصد باعث بهبود کیفیت آب رودخانه زرد از نظر شوری شده است اما طبق آزمون LSD این اختلاف معنی دار نبوده است. نتایج آنالیز واریانس نیز نشان داد پارامترهایSAR ، Na، Cl، pH، Ca و 2-SO4 دارای اختلاف معنی دار هستند. همچنین با استفاده از تحلیل خوشه ای داده های کیفی قبل از احداث سد جره به سه خوشه و پس از احداث سد به دو خوشه تقسیم بندی شدند که پس از احداث سد، متغیر TDS در فاصله کمتری نسبت به سایر متغیرها قرار گرفت. در نتیجه این امر باعث شده کیفیت آب آبیاری پایین دست تغییر یابد و میزان TDS شباهت بیشتری با سایر متغیرهای مورد مقایسه داشته باشد.

    کلیدواژگان: شوری، تحلیل خوشه ای، من کندال، اسپیرمن، آبیاری
  • اردوان قربانی*، الناز حسن زاده، مهدی معمری، کاظم هاشمی مجد، اردشیر پورنعمتی صفحات 95-107

    در این پژوهش، تاثیر برخی پارامترهای خاک بر تولید اولیه سطح زمین فرم های رویشی (گندمیان و پهن برگان علفی) و تولید اولیه کل مراتع چمنزار منطقه فندوق لوی شهرستان نمین در استان اردبیل بررسی شد. تولید اولیه سطح زمین در 180 پلات یک مترمربعی به روش قطع و توزین اندازه گیری شد. تعداد 18 نمونه خاک در امتداد ترانسکت ها برداشت شد. برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک با روش های استاندارد اندازه گیری شد. تعیین ارتباط بین این پارامترها و تولید اولیه فرم های رویشی و تولید کل با روش رگرسیون چندگانه توام انجام شد. به منظور تعیین مهم ترین پارامتر های موثر خاک بر تولید کل از روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) استفاده شد. نتایج تحلیل رگرسیون نشان داد پارامترهای هدایت الکتریکی، منیزیم، رس قابل انتشار، رطوبت حجمی، کربن آلی، پتاسیم محلول، پتاسیم تبادلی، سدیم و فسفر از پارامترهای موثر بر تولید اولیه فرم های رویشی و کل بودند (0/01>p). صحت معادلات استخراج شده نیز برای گندمیان، پهن برگان علفی و مقدار کل به ترتیب 79، 76 و 70 درصد محاسبه شد. نتایج PCA نشان داد که پارامترهای خاک 84/52 درصد از تغییرات تولید کل را توجیه می کند و در مقایسه با رگرسیون با ضریب تشخیص 28 درصد، نتیجه بهتری را ارائه کردند.

    کلیدواژگان: مدل سازی تولید، زیست توده، فرم رویشی، پارامترهای خاک، مراتع علفزار، شهرستان نمین
  • فاطمه صادق دوست، نوید قنواتی*، احد نظرپور، تیمور بابایی نژاد، مایکل جیمزواتس صفحات 109-123

    فلزات سنگین موجود در گرد و غبار خیابانی به دلیل سمیت و پایداری آنها به عنوان یکی از مهم ترین پیامدهای زیست محیطی فعالیت های انسانی در چند سال اخیر مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته اند. هدف از مطالعه حاضر بررسی خطر فلزات سنگین (سرب، روی، مس، کروم، کادمیوم، نیکل، وانادیوم، آرسنیک و کبالت) بر سلامت انسانی در گرد و غبار خیابانی شهر دزفول است. برای نیل به این هدف تعداد 30 عدد نمونه گرد و غبار از پیاده رو خیابان های اصلی دزفول برداشت و به روش جذب اتمی (AAS) آنالیز شد. سطح آلودگی فلزات سنگین بر اساس شاخص آلودگی و شاخص جامع آلودگی نمرو براورد شد. همچنین الگوی مکانی غلظت فلزات در گرد و غبار خیابانی در محیط GIS تهیه شد. میانگین غلظت فلزات سنگین سرب، روی، مس، کروم، کادمیوم، نیکل، وانادیوم، آرسنیک و کبالت به ترتیب 54/2، 223/6، 5/50، 44/4، 0/4، 45/8، 37/8، 3/3 و 7/6 (mg/kg) بود. میانگین غلظت تمام فلزات سنگین به جز آرسنیک، وانادیوم و کبالت چندین برابر بیشتر از مقدار زمینه است. بر اساس میانگین فاکتور غنی شدگی (EF) و شاخص آلودگی (PI) در منطقه مورد مطالعه، فلزات سنگین روی و سرب دارای آلودگی بسیار بالایی هستند. بر اساس ارزیابی شاخص جامع آلودگی نمرو 100 درصد نمونه ها دارای درجه آلودگی بالا هستند. نتایج به دست آمده از شاخص های آلودگی نشان داد که منبع آلودگی فلزات مورد مطالعه فعالیت های انسان زاد از قبیل ترافیک و سوختن سوخت های فسیلی در منطقه مورد مطالعه است.

    کلیدواژگان: فلزات سنگین، گرد و غبار خیابانی، فاکتور غنی شدگی، شاخص آلودگی، شاخص جامع آلودگی نمرو، دزفول
  • سمیرا قربانی*، رضا مدرس صفحات 125-140

    هدف از این مطالعه، مدل سازی رابطه فراوانی طوفان های گردوغبار با متغیرهای اقلیمی مناطق بیابانی ایران در فصل تابستان است. به این منظور داده های اقلیمی دما (حداکثر و حداقل)، بارش، سرعت باد (حداکثر و حداقل) انتخاب و ارتباطشان با تعداد روزهای همراه با گردوغبار ثبت شده در 25 ایستگاه هواشناسی در دوره آماری از بدو تاسیس تا 2014 در فصل تابستان با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون و روش رگرسیون خطی چند متغیره در نرم افزار SPSS پردازش و تحلیل شد. همچنین به منظور تحلیل منطقه ای ضریب همبستگی بین متغیرهای اقلیمی و فراوانی طوفان های گردوغبار در مناطق بیابانی ایران، نقشه پهنه بندی این ضرایب با روش معکوس فاصله وزنی (IDW) در نرم افزار Arc GIS تهیه شد. نتایج نشان داد که ایستگاه های واقع در جنوب و جنوب شرق منطقه مورد مطالعه در فصل تابستان دارای بیشترین رخداد گردوغبار هستند. به طوری که ایستگاه زابل با (3892 روز) با تفاوت زیادی بیشترین فراوانی وقوع طوفان های گردوغبار را دارد. در بیشتر ایستگاه ها بین فراوانی وقوع طوفان های گردوغبار و متغیرهای میانگین سرعت باد و بیشینه سرعت باد ارتباطی قوی و موثر وجود دارد. بالاترین ضریب همبستگی متغیر میانگین سرعت باد، مربوط به ایستگاه کنارک چابهار با ضریب همبستگی 710/0 و ایستگاه ایرانشهر با ضریب همبستگی 655/0 با بیشینه سرعت باد بیشترین همبستگی را نشان می دهد. متغیر بیشینه دما در ایستگاه قم با ضریب همبستگی 0/389 یک رابطه معنی دار و مثبت را نشان می دهد و ایستگاه ایرانشهر با ضریب همبستگی 620/0- با میانگین دما و میناب با ضریب همبستگی 0/461- با بیشینه دما همبستگی معکوس دارند. نتایج همبستگی دما با فراوانی وقوع طوفان های گردوغبار حاکی از آن است که کم فشارهای سطح زمین در ایجاد پدیده های غباری در دوره گرم سال موثرند. اغلب ایستگاه ها با بارش همبستگی معکوس دارند. بالاترین ضرایب همبستگی بین بارش و وقایع گردوغبار به ترتیب به میزان 0/208- و 0/175- در ایستگاه های شرق اصفهان و تربت حیدریه مشاهده شد. مدل سازی رگرسیون چند متغیره بین گردوغبار و متغیرهای اقلیمی در فصل تابستان نیز نشان می دهد که مهم ترین پارامتر تاثیرگذار در وقایع گردوغبار میانگین سرعت باد و سرعت باد بیشینه و میانگین دما است. مدل های رگرسیونی نشان می دهند که در بهترین حالت، متغیرهای اقلیمی تنها 70 درصد از تغییرات فراوانی گردوغبار را تبیین می کنند.

    کلیدواژگان: طوفان گردوغبار، اقلیم، ضریب همبستگی، رگرسیون چند متغیر
  • سروش برخورداری، سید مهدی هاشمی شاهدانی*، احد باقرزاده خلخالی صفحات 141-155

    تلفات ناشی از تراوش و بهره برداری دو عامل اصلی کاهش راندمان انتقال و توزیع در کانال های آبیاری است. این پژوهش به بررسی میزان تاثیر دو راهکار پوشش و خودکارسازی به عنوان راهکارهای کاربردی کاهش تلفات پرداخته است. برای تحقق هدف مذکور، با استفاده از مدل Seep/w کاهش میزان نشت در طول کانال خاکی مغان، با استفاده از راهکار پوشش دار کردن مورد بررسی قرار گرفت. همچنین شبیه سازی بهره برداری این کانال با استفاده از مدل هیدرودینامیک ICSS در دو حالت بهره برداری موجود و سامانه کنترل خودکار پیشبین (MPC) با هدف بررسی بهبود توزیع آب انجام شد. نتایج پژوهش حاکی از توانایی 10 درصدی به کارگیری پوشش در کاهش تلفات نشت بود. همچنین ارزیابی بهره برداری قبل و بعد از به کارگیری اتوماسیون مشخص کرد که کنترل گر علاوه بر کاهش 15 درصدی تلفات بهره برداری، فرآیند توزیع و تحویل را نیز به نحو مطلوبی بهبود داده است. به طوری که حداقل مقادیر محاسبه شده شاخص راندمان و کفایت تحویل آب در امتداد بازه های کانال، به ترتیب برابر 100 و 83 درصد حاصل شده است. علیرغم محدودیت های مالی و ملاحظات اجرائی در پیاده سازی پروژه های مدرن سازی و بهسازی شبکه های آبیاری، به کارگیری دو راهبرد پیشنهادی به صورت مجزا و یا همزمان، بسته به اهداف مدیران شبکه و نیز پتانسیل هر راهبرد در کاهش تلفات انتقال و توزیع توصیه می شود.

    کلیدواژگان: مدل سازی نشت، تلفات انتقال و توزیع، بهره برداری کانال اصلی، اتوماسیون
  • محمد مهدی متین زاده، جهانگیر عابدی کوپایی*، عدنان صادقی لاری، حامد نوذری، محمد شایان نژاد صفحات 157-168

    انتخاب یک معادله زهکشی با دقت قابل قبول همواره چالش اصلی طراحان برای طراحی سامانه های زهکش زیر زمینی است. در این پژوهش برای تخمین شدت روزانه و تجمعی زهاب خروجی از مزرعه ای واقع در کشت و صنعت امام خمینی (ره) ، از هفت معادله جریان همگام زهکشی شامل معادلات هوخهات، ارنست، کرکهام و داگان که در سالیان گذشته بسط داده شده اند و معادلات میشرا و سینگ هناین و یوسفی و همکاران که جدیدا توسعه یافتند، استفاده شد. نتایج ارزیابی عملکرد معادلات زهکشی نشان داد که معادله هوخهات با شاخص های آماری P-valu، RMSE،2R و درصد خطای براورد شدت تجمعی زهکشی به ترتیب برابر با 0/9501، 1/49 (میلی متر بر روز)، 0/80 و 0/19- درصد دارای بیشترین دقت در پیش بینی شدت جریان زهکشی و معادله ارنست با 0/1000، 2/46 (میلی متر بر روز)، 0/34 و 16/98 درصد، دارای کمترین دقت در پیش بینی شدت جریان زهکشی است. همچنین از بین معادلات جدیدا توسعه یافته، تنها معادله یوسفی و همکاران با دقت نسبتا خوبی، شدت جریان خروجی از زهکش را پیش بینی کرد و در اولویت دوم بعد از معادله هوخهات قرار گرفت. سایر معادلات نیز عملکرد نامطلوبی را نشان دادند. از این رو، با انتخاب مناسب شدت جریان زهکشی، می توان معادله هوخهات را برای طراحی فاصله زهکش ها در خاک های با بافت متوسط تا سنگین نظیر کشت و صنعت های نیشکر خوزستان، پیشنهاد کرد.

    کلیدواژگان: طراحی سیستم زهکشی، معادلات رایج زهکشی، معادلات جدید زهکشی، جریان همگام، سطح ایستابی
  • سیروس جعفری*، مهرنوش گل سلطانی، محبوبه لجمیر اورک نجاتی صفحات 169-182

    این مطالعه با هدف بررسی اثرات کیفیت آب خام بر کارایی دستگاه های اسمز معکوس در استان خوزستان انجام شد. نتایج نشان داد که کیفیت آب تصفیه، تابع کیفیت آب خام است. هرچه غلظت املاح در آب خام ورودی بیشتر شود، کارایی دستگاه در کاهش املاح کمتر می شود. با افزایش غلظت ذرات جامد محلول، عملکرد دستگاه در کاهش آن بهبود یافت. میزان کاتیون ها و آنیون ها در آب تصفیه متاثر از میزان TDS و EC بود. در بیشتر نمونه های تصفیه شده، نسبت کاتیون های کلسیم/ سدیم و نسبت کاتیون های منیزیم/ سدیم در آب تصفیه کمتر از آب خام ورودی است. توانایی دستگاه تصفیه در کاهش کاتیون های دو ظرفیتی در آب تصفیه بیشتر از تک ظرفیتی است. برای آنیون ها نیز روندی مشابه با کاتیون ها، ملاحظه شد. همچنین بررسی اختلاف مقادیر EC در آب خام و تصفیه در ایستگاه های مختلف رودخانه های مورد مطالعه نشان داد که در فرایند تصفیه، هرچه شوری آب خام بیشتر شده  منجر به تولید آب با شوری بیشتری شده است. به عبارتی این دستگاه ها با آب های خام ورودی متفاوت، آب های تصفیه شده متفاوتی را تولید می کنند. به طور کلی دستگاه های تصفیه آب خانگی در تصفیه آب رودخانه کارون عملکرد بهتری نسبت به دو رودخانه خیرآباد و کرخه داشتند.

    کلیدواژگان: آب تصفیه، اسمز معکوس، کیفیت آب خام
  • محمد جواد اسدی، سعید شعبانلو، محسن نجارچی*، محمد مهدی نجفی زاده صفحات 183-196

    در این مطالعه، ضریب دبی روزنه‏ های جانبی دایره‏ای با استفاده از یک روش ترکیبی جدید، مدل سازی شد. ترکیبات انجام شده در این مطالعه، به دو قسمت تقسیم شد: 1) ترکیب دو الگوریتم بهینه‏سازی ازدحام ذرات (PSO) و الگوریتم ژنتیک (GA) و ارائه الگوریتم PSOGA ، 2) استفاده از الگوریتم ترکیبی PSOGA جهت بهینه ‏سازی شبکه انفیس (ANFIS) و ارائه روش ANFIS-PSOGA. با شناخت پارامترهای موثر بر ضریب دبی روزنه ‏های جانبی دایروی، 11 ترکیب مختلف ارائه شد. تحلیل حساسیت انجام شده با استفاده از ANFIS، نشان داد که عدد فرود و نسبت عمق جریان به قطر روزنه (Ym/D) موثرترین پارامترها در مدل‏سازی ضریب دبی شناسایی شدند. همچنین، بهترین ترکیب در براورد ضریب دبی استفاده از متغیرهای فرود جریان (Fr)، نسبت عرض کانال اصلی به قطر روزنه جانبی (B/D)، نسبت ارتفاع تاج روزنه به قطر روزنه (W/D) و نسبت عمق جریان به قطر روزنه (Ym/D) بود. مقادیر MAPE، RMSE و R  برای این مدل، به ‏ترتیب برابر 0/021، 0/20 و 0/871 به دست آمد. پس از انتخاب بهترین ترکیب، عملکرد روش ANFIS-PSOGA با دو روش ANFIS and ANFIS-PSO، مقایسه شد. نتایج نشان داد که روش ANFIS-PSOGA برای مدل سازی ضریب دبی، دارای خطای کمتری بود.

    کلیدواژگان: انفیس، مدل ترکیبی، بهینه سازی، روزنه جانبی دایروی، ضریب دبی
  • پریا شجاعی، مهدی قیصری*، حمیده نوری، هادی اسماعیلی، سید سعید اسلامیان صفحات 197-210

    ایجاد و حفاظت از فضاهای سبز شهری در محیط های خشکی که با مشکلات کمبود آب، آلودگی هوا و کمبود فضاهای سبز طبیعی مواجه است، ضروری بوده و نیاز به تمهیدات ویژه ای دارد. کمبود آب در اصفهان بزرگ ترین چالش مدیران آب شهر است. تخمین، دقیق نیاز آبی فضاهای سبز شهری در مناطقی با آب و هوای خشک به منظور مدیریت بهینه آبیاری بسیار ضروری است. در این پژوهش نیاز آبی گیاهان باغ گل ها، بیش از 200 نوع گونه گیاهی، با استفاده از دو روش WUCOLS و LIMP در طول سال های 2011 تا 2013 تخمین زده شد و حجم آب به کار رفته با نیاز آبیاری تخمین زده، مقایسه شد. به طور متوسط، نیاز ناخالص آبیاری سالانه با روش WUCOLS برابر 1164 میلی متر بود که 15 درصد کمتر از مقدار 1366 میلی متر آبیاری انجام شده است. در حالی که نیاز ناخالص آبیاری سالانه با روش LIMP برابر 1239 میلی متر بود که 9 درصد کمتر از حجم آب به کار رفته سالانه است. بر اساس تخمین های LIMP، امکان کاهش 9 درصدی در مصرف آب سالانه باغ وجود دارد. نتایج این مطالعه لزوم اصلاح مداوم مقادیر آبیاری فضای سبز با درنظر گرفتن شرایط آب و هوایی (به ویژه بارش) را نشان داد.

    کلیدواژگان: فضای سبز شهری، ضرایب فضای سبز، مدیریت آبیاری پارک های شهری، نیاز آبی فضای سبز شهری
  • ناصر گنجی خرم دل*، معصومه عبدوس، سید محمد حسینی موغاری صفحات 211-221

    با توجه به افزایش مصرف آب، توجه به تخصیص منابع بهینه آب نیاز است. در دهه های اخیر، استفاده از روش های تکاملی هوشمند برای بهینه سازی تخصیص آب گسترش پیدا کرده است. هدف از این مطالعه، توسعه یک مدل برنامه ریزی منابع آب برای تعیین کشت مناسب، بهره برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی و منابع آب و همچنین نحوه تخصیص آب در میان محصولات کشاورزی به منظور به حداقل رساندن اثرات جانبی ناشی از کمبود آب و افزایش درامد آن است. در این مطالعه به منظور به حداکثر رساندن سود و کاهش حداکثری مصرف آب، براورد نیاز آب به محصول در دوره های مختلف برای بهینه سازی مدیریت الگوهای برداشت و مدیریت آبیاری در کشت در شبکه آبیاری ورامین با استفاده از الگوریتم تکاملی جدید چرخه آب استفاده شد. سپس برای اعتبارسنجی روش، نتایج آن با مدل برنامه ریزی خطی و الگوریتم ژنتیک مقایسه شد (9963/0 = 2R) نتایج نشان داد که الگوی کاشت منطقه مطلوب نبوده و کشت محصولاتی نظیر گندم، جو، گوجه فرنگی، خربزه و یونجه به صفر رسیده است. در الگوی جدید، بیشترین سطح زیر کشت به محصولات صنعتی مانند کلزا و پس از آن به خیار و ذرت اختصاص داده شد در حالی که درامد حدود 11 درصد افزایش یافت. علاوه بر آن، مقداری آب در ماه های مختلف در شبکه باقی می ماند که می توان از آنها به منظور تزریق به سفره های زیرزمینی و یا کشت سایر محصولات بر اساس میزان آب موجود استفاده کرد.

    کلیدواژگان: بهینه سازی فراکاوشی، الگوی کشت، عملکرد محصول، الگوریتم چرخه آب، الگوریتم ژنتیک
  • نبیه کریمی، لیلا غلامی*، عطاالله کاویان صفحات 223-235

    استفاده از افزودنی های خاک به منظور حفاظت آب و خاک ضروری است و همچنین بررسی اثر رطوبت خاک بر فرایند حفاظت خاک و نقش آن بر تغییرات رواناب، فرسایش خاک و تولید رسوب به منظور شناخت و شبیه سازی پاسخ هیدرولوژیکی خاک ضروری است. لذا پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر بایوچار به مقدار 6/1 تن بر هکتار بر مولفه های زمان شروع رواناب، حجم رواناب، ضریب رواناب، هدر رفت خاک و غلظت رسوب در رطوبت های مختلف خاک شامل هواخشک، 15، 20 و 30 درصد با سه تکرار در مقیاس کرت انجام شد. نتایج نشان داد که بعد از کاربرد افزودنی بایوچار زمان شروع رواناب در مقایسه با تیمار شاهد در رطوبت های هواخشک، 15، 20 و 30 درصد به ترتیب 33/240، 320، 66/186 و 33/172 ثانیه دیر تر اتفاق افتاد. نتایج همچنین نشان داد که حجم رواناب در رطوبت های هواخشک، 15، 20 و 30 درصد به ترتیب 49/44، 60/55، 47/36 و 08/41 درصد و ضریب رواناب به ترتیب 71/55، 39/66، 45/48 و 82/37 درصد کاهش یافت. افزودن بایوچار سبب کاهش هدر رفت خاک به ترتیب به مقدار 19/91، 05/85، 63/85 و 06/88 درصد و غلظت رسوب نیز به ترتیب 19/84، 53/66، 17/76 و 59/79 درصد شد. همچنین نتایج نشان داد که تغییرات رطوبت خاک تاثیر معنی داری در سطح 99 درصد بر تغییرات مولفه های زمان شروع رواناب، حجم رواناب، ضریب رواناب، هدر رفت خاک و غلظت رسوب داشت.

    کلیدواژگان: افزودنی آلی خاک، رطوبت پیشین خاک، فرسایش خاک، کرت آزمایشگاهی
  • مهران ایران پور مبارکه*، مانفرد کخ صفحات 237-249

    نابود شدن منابع آب های زیرزمینی در مناطق ساحلی به علت پیشروی آب شور در آبخوان های این نواحی در حال حاضر یکی از مسائل مهم در تامین نیاز های آبی در این مناطق است. در نواحی ساحلی، آب شور به صورت یک گوه از زیر، وارد آبخوان می شود. با توجه به تفاوت چگالی موجود بین آب شور و شیرین یک ناحیه بینابینی بین دو سیال شکل می گیرد. به منظور درک بهتر از اهمیت این موضوع، آزمایش ها و تحقیقات عددی جریان های وابسته به غلظت و انتقال ماده ی حل شده به وسیله تانک پر شده از نمونه ماسه های متنوع، کمک زیادی برای دستیابی به این مهم خواهد کرد. در این پژوهش، تانک ماسه ای واقعی مذکور، توسط نرم افزار SUTRA شبیه سازی شد. این شبیه سازی شامل پیکربندی، گسسته سازی، تخصیص ویژگی و تعیین شرایط مرزی است. در نهایت ضریب پراکنده پذیری عرضی در مقیاس ماکروسکپی برای سناریوهای مختلف انتقال ماده محلول در این تانک براورد شد. هدف از انجام این پژوهش، تحلیل پراکندگی جریان، هنگام اختلاط آب شور و شیرین و اثر سرعت منفذی جریان، غلظت منبع آلاینده و ناهمگنی محیط متخلخل بر خاصیت پراکنده پذیری جریان است. در این پژوهش، پس از بررسی تاثیر شرایط مرزی متفاوت در مدل SUTRA بر پیشرفت هاله آلودگی آب شور، شبیه سازی مدل نمونه ماسه های ناهمگن و مقایسه نتایج آن با مدل آزمایشگاهی و مدل همگن انجام شد. به عنوان نتیجه ای کاربردی از انجام این پژوهش، نمودار تغییرات ضریب پراکنده پذیری عرضی، نسبت به غلظت منبع ورودی و سرعت واقعی جریان ترسیم شد. در شبیه سازی عددی محیط ناهمگن در تمام غلظت ها به استثنای غلظت C0=35000، با افزایش سرعت جریان، مقادیر ضریب پراکنده پذیری عرضی AT محاسبه شده توسط SUTRA کاهش یافت. در تمام سرعت ها به استثنای سرعت  m/day4u= با افزایش غلظت منبع ورودی، AT براورد شده، افزایش پیدا کرد. همچنین مقادیر  ATبدست آمده از مدل SUTRA بیشتر از مقادیر  AT آزمایشگاهی به دست آمد. در شبیه سازی عددی محیط همگن، برای تمام سرعت ها، با افزایش غلظت ورودی C0، ضریب پراکنده پذیری عرضی AT افزایش یافت. با توجه به نتایج کاربردی حاصل شده، می توان راه حل مناسبی برای بهبود کیفیت آب های زیرزمینی و جلوگیری از اختلاط منابع آبی شیرین و شور ارائه داد.

    کلیدواژگان: انتقال ماده حل شده، ضریب پراکنده پذیری عرضی، کالیبراسیون شرایط مرزی، محیط متخلخل ناهمگن و همگن، ناهمگنی تصادفی، مدل SUTRA
  • علی فیوجی شهرضایی*، محمدعلی حاج عباسی صفحات 251-260

    محیط زیست سالم بر بهبود کیفیت زندگی و رفاه جامعه بشری تاثیر بسزایی دارد. در دهه های اخیر استفاده از سوخت های فسیلی به قدری افزایش یافته که آلودگی های زیست محیطی و خاک را باعث شده است. خاک های آلوده به ترکیبات نفتی، برای کاربرد های کشاورزی، مسکونی و تفریحی مناسب نبوده و باعث خسارت های اقتصادی، اکولوژیکی و کشاورزی می شود. برای مقابله با این چالش، استفاده از افزودنی هایی مانند نانولوله های کربنی به خاک گسترش یافته ولی کاربرد این عناصر نگرانی هایی را درباره خطرشان بر فرایندها و سیستم های زیستی مانند اثرگذاری بر فیزیولوژی و رشد و نمو گیاهان به همراه دارد که مطالعات چندانی روی این موضوع نشده است. به منظور بررسی اثر متقابل آلودگی نفتی خاک و نانولوله های کربنی بر برخی ویژگی های گیاه نظیر جرم مرطوب، جرم خشک و طول گیاه، در ابتدا بذر و نشا ذرت به طور جداگانه با سطوح 0، 10، 20 و 40 میلی گرم بر لیتر نانولوله های کربنی تیمار و درون گلدان های حاوی خاک با سه سطح آلودگی نفتی 2/43، 2/76 و 4/16 درصد با سه تکرار کشت شدند و از طرح آماری کاملا تصادفی در قالب آزمایش های فاکتوریل استفاده شد. جرم مرطوب، جرم خشک و طول اندام هوایی و ریشه گیاهان مشخص شد. نتایج نشان داد که آلودگی نفتی بر ویژگی های رشدی مذکور تاثیر منفی گذاشته است، همچنین مشاهده شد که اعمال تیمار نانولوله های کربنی به گیاه ذرت (چه به بذر و چه به نشا) بسته به غلظت این مواد، می تواند بر پارامترهای رشد گیاه اثرات متفاوتی داشته باشد.

    کلیدواژگان: ذرت، نانولوله کربنی، هیدروکربن نفتی
  • مهناز خلج، سعید گوهری*، سعید اخروی صفحات 261-273

    در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی و عددی الگوی آبشستگی پیرامون سازه حفاظتی آبشکن در دو شکل مستقیم و چوگانی پرداخته شده است. در این پژوهش از مدل آبشکن های مستقیم و چوگانی با طول 0/12 متر در دبی های 10/5، 15 و 20 لیتر بر ثانیه در کانال آزمایشگاهی مستقیم استفاده شده است. نتایج نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی انتهای دماغه برای آبشکن چوگانی و مستقیم با افزایش دبی جریان افزایش یافته است که مقادیر آن برای دبی 20 لیتر بر ثانیه به ترتیب 0/095 و 0/104 متر بود. همچنین عرض گودال آبشستگی در آبشکن مستقیم 2/25 و در آبشکن چوگانی دو برابر طول موثر آبشکن بود. در این راستا، حداکثر عمق آبشستگی پیرامون دماغه در دو آبشکن مستقیم و چوگانی به ترتیب 0/87 و 0/79 برابر طول موثر آبشکن مشاهده شد. شکل بستر رسوبی در پایین دست آبشکن مستقیم در فواصل 0/09 و /15 متری از دیواره مجاور آبشکن کشیده تر دیده شد و تا حدود 1/3 برابر عرض کانال در پایین دست آبشکن ادامه داشت، در حالی که برای آبشکن چوگانی حدود 1/15 برابر عرض کانال بود. به طور کلی ابعاد گودال آبشستگی پیرامون آبشکن چوگانی کمتر از آبشکن مستقیم بود. علاوه بر این به منظور درک رفتار هیدرولیکی جریان پیرامون آبشکن، از مدل عددی Flow3D استفاده شد. بررسی آماری نتایج دو مدل حاکی از وجود خطای نسبی حدود 20 درصد بود که نشان از عملکرد مناسب مدل در تخمین عمق آبشستگی حداکثر است.

    کلیدواژگان: آبشکن های چوگانی و مستقیم، آبشستگی، مدل سازی، عمق آبشستگی
  • امید محمدی*، منوچهر حیدرپور، صابر جمالی صفحات 275-287

    کاهش منابع آب و سرانه تجدید پذیر در 30 سال اخیر، ایران را در آستانه بحران آب قرار داده است. استفاده مجدد از پساب از راهکار های مبارزه با کم آبی و جلوگیری از تخلیه به محیط زیست است. هدف از این پژوهش کاهش COD و 5BOD با استفاده از فرایند ترکیبی AO در تصفیه فاضلاب صنعتی حاصل از صنایع فلزی است. از اهداف دیگر پژوهش، کاهش زمان ماند هیدرولیکی با در نظر گرفتن کارایی حذف مطلوب مواد آلی است. در این پژوهش یک پایلوت بیولوژیکی بی هوازی- هوازی (AO) با بستر لجن استفاده شده است که تحت رژیم تغذیه پیوسته قرار گرفته و بررسی ها روی 5BOD و COD انجام گرفته است. پایلوت در زمان ماند های مختلف و هوادهی بین 5 تا 15 ساعت، مطالعه شد. بر اساس آنالیز آماری روی راندمان حذف COD در زمان ماند های مختلف، زمان ماند 24 ساعت به عنوان زمان ماند هیدرولیکی مطلوب برای کارایی حذف انتخاب شد. راندمان های به دست آمده برای این زمان ماند تقریبا برابر تصفیه خانه های مشابه با زمان ماند های بیشتر از 48 ساعت بود. درنتیجه می توان گفت زمان ماند هیدرولیکی 24 ساعت به عنوان زمان ماند بهینه می تواند 5BOD و COD را به میزان قابل قبول کاهش دهد. نتایج حاصل، میانگین حذف 63/86 درصدی 5BOD در فاز بی هوازی و 83/99 درصدی در فاز هوادهی را نشان داد. کارایی حذف برای COD به ترتیب در قسمت های بی هوازی و هوازی 76/5 و 74/35 درصد بوده است و در کل پایلوت میانگین حذف 5BOD و COD به ترتیب 95/24 و 94/80 به دست آمد.

    کلیدواژگان: آب نامتعارف، اکسیژن خواهی بیولوژیکی، اکسیژن خواهی شیمیایی، تصفیه بیولوژیکی بی هوازی، زمان ماند هیدرولیکی
  • ریحانه سادات موسوی زاده مجرد*، سید حسن طباطبایی، بهزاد قربانی، نگار نورمهناد صفحات 289-298

    مقدار رطوبت خاک، حساس ترین فاکتور مرتبط با تغییرات آب گریزی و آب دوستی خاک است. آب گریزی در خاک ها یک ویژگی دائمی نیست و این امکان وجود دارد که در فصل خشک به حداکثر برسد و در فصل های مرطوب کاهش یابد یا حذف شود. می توان گفت از لحاظ رطوبت، یک ناحیه انتقالی یا بحرانی وجود دارد که به عنوان حد رطوبتی یا رطوبت آستانه تعریف می شود و در رطوبت های کمتر از آن، دفع آب و در رطوبت های بالاتر از آن خاک خیس شونده است. هدف از این پژوهش، بررسی تغییرات رطوبت خاک بر درجه آب گریزی و تعیین مقدار رطوبت آستانه ای در نمونه های خاک مورد بررسی در مرغزار شهرکرد بود. در این پژوهش، تعدادی نمونه خاک از مرغزار شهرکرد بررسی شد. پس از تعیین رطوبت اولیه خاک، شرایط آب گریزی خاک با تعیین زمان نفوذ قطره آب (WDPT)، بررسی شد. تغییرات رطوبتی خاک به روش خیس کردن و خشک کردن خاک انجام و در هر مرحله وضعیت آب گریزی خاک آزمون شد. کاهش رطوبت در خاک های آب گریز منجر به تغییر درجه آب گریزی و در یک نمونه خاک آب دوست باعث ایجاد شرایط آب گریزی در خاک شد. رطوبت آستانه نیز، تا حداکثر 54 درصد رطوبت حجمی در یک نقطه مورد بررسی، مشاهده شد که بر اساس آن، مقدار بالای رطوبت آستانه در این نقطه، نشان دهنده قابلیت بالای خاک برای تولید روانا ب و سیل خیزی بود. بررسی آنالیز خاک نشان داد که مقدار ماده آلی خاک با رطوبت آستانه همبستگی مثبت دارد.

    کلیدواژگان: آب گریزی، رطوبت آستانه، ماده آلی خاک، مرغزار شهرکرد
  • زهرا اشکو، امیر احمد دهقانی*، احمد احمدی صفحات 299-311

    حوضچه های آرامش معمولا در پایین دست سازه های هیدرولیکی به عنوان مستهلک کننده انرژی استفاده می شوند. ابعاد حوضچه های آرامش به مشخصات پرش هیدرولیکی بستگی دارد. در مطالعه حاضر، پرش هیدرولیکی واگرای معکوس با به کارگیری بلوک های میانی و آبپایه انتهایی به صورت آزمایشگاهی بررسی و اثر میزان واگرایی دیواره های کانال، شیب کف معکوس و بلوک های میانی بر مشخصه های پرش هیدرولیکی بررسی شد. در مجموع، آزمایش ها برای مقاطع مستطیلی با شیب کف معکوس 0، 0/25، 0/5 و 0/75 و زوایای واگرایی 3، 5 و 9 درجه و با قرار دادن بلوک های اتلاف کننده انرژی انجام شد. دامنه تغییرات مقادیر دبی و عدد فرود از 39 الی 81/7 لیتر بر ثانیه و 4/44 الی 56/8 بود. نتایج نشان داد بلوک های میانی طول نسبی پرش و نسبت عمق ثانویه را به ترتیب به میزان 18 درصد و 12 درصد کاهش می دهد (در مقایسه با حوضچه واگرای معکوس بدون بلوک). نتایج همچنین نشان داد به کارگیری بلوک های میانی و آبپایه انتهایی در جهش هیدرولیکی واگرای معکوس، منجر به پایدارسازی جهش و بهبود وضعیت ناپایداری جریان شده است.

    کلیدواژگان: آرامش واگرا، شیب کف معکوس، مشخصات هیدرولیکی پرش، بلوک های میانی
  • بیتا مروج الاحکامی* صفحات 313-325

    آبیاری جویچه ای یکی از معمول ترین روش های آبیاری سطحی است. با این وجود، تخمین دقیق معادله نفوذ آب به خاک، مهم ترین چالش در ارزیابی این روش آبیاری است. در این مطالعه، روش ساده و سریع گروه نفوذ ارائه شده توسط NRCS-USDA(RSIF) بر مبنای ویژگی های فیزیکی خاک، در تخمین پارامترهای معادله نفوذ کوستیاکف- لوییس ارزیابی شد. همچنین، روش مذکور بر مبنای شرایط حاکم بر آبیاری و با لحاظ ویژگی های فیزیکی خاک توسعه یافت (D-RSIF). دو تیمار آبیاری شامل جریان ورودی ثابت و متغیر با چهار تکرار آزمایش و مراحل مختلف آبیاری شامل پیشروی، ذخیره و پسروی با کاربرد مدل اینرسی- صفر توسعه یافته و استفاده از دو روش RSIF و D-RSIF، شبیه سازی شدند. نتایج نشان داد که تفاوت پیشروی و رواناب شبیه سازی شده با استفاده از مدل اینرسی- صفر در روش های D-RSIF و RSIF در سطح پنج درصد معنی دار بود. در تیمار جریان ورودی متغیر، خطای براورد حجم رواناب به طور متوسط در روش RSIF، D-RSIF، واسنجی چندمرحله ای و دونقطه به ترتیب برابر با 10، 6، 12 و 41 درصد بود. همچنین خطای برنامه ریزی آبیاری، بر اساس ویژگی های فیزیکی خاک 14(RSIF)  درصد بود که این به مفهوم مصرف آب، بیشتر از حد نیاز است.

    کلیدواژگان: نفوذ، ویژگی های فیزیکی خاک، آبیاری جویچه ای، مدل اینرسی- صفر
  • صفورا میرباقری*، مهدی نادری، محد حسن صالحی، جهانگرد محمدی صفحات 327-339

    این پژوهش با هدف بررسی آلودگی خاک و رسوبات بادی به فلزات سنگین در دشت شهرکرد انجام گرفت. 20 تله رسوب گیر هشت جهته ساخته و در کاربری های مرغزار زهکشی شده، کشاورزی آبی و مراتع در فصل تابستان 1395 نصب شدند. 62 نمونه خاک سطحی نیز به صورت تصادفی از منطقه جمع آوری شدند. رسوبات بادی به سه کلاس اندازه ای کوچک تر از 50، 250-50 و 500-250 میکرون تقسیم و غلظت کل فلزات سنگین سرب، روی، کادمیم و نیکل به وسیله دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. برای تعیین وضعیت آلودگی رسوبات از شاخص های زمین انباشتگی، فاکتور آلودگی و فاکتور غنی شدگی استفاده شد. نتایج نشان دادند که بیشترین مقدار رسوب تجمع یافته به ترتیب مربوط به جهت غرب (1/86 گرم)، جنوب (1/69 گرم) و جنوب غرب (1/47 گرم) است. روند میانگین عناصر سنگین در سه کلاس اندازه رسوبات و خاک ها عبارتست از: کادمیم< سرب< نیکل< روی. نتایج همچنین نشان دادند که غلظت فلزات سنگین در نمونه خاک ها و رسوبات، پایین تر از حد مجاز در دیگر کشورهاست. شاخص زمین انباشتگی نشان داد رسوبات در محدوده غیر آلوده قرار داشتند. بر اساس فاکتور آلودگی کلیه رسوبات در کلاس آلودگی کم طبقه بندی شد ولی فاکتور غنی شدگی نشان داد که در برخی اراضی غنی شدگی حداقل و متوسط وجود داشتند.

    کلیدواژگان: فلزات سنگین، رسوب بادی، تله رسوبگیر، فاکتور غنی سازی، فاکتور آلودگی
  • آذین نوروزی، محمدرضا انصاری*، محمد معظمی، نظام اصغری پور دشت بزرگ صفحات 341-354

    طی چند دهه اخیر، تغییرات کاربری اراضی یکی از مهم ترین معضلات زیست محیطی در سراسر جهان بوده است. این مطالعه به منظور بررسی و تحلیل روند تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تکنیک سنجش از دور در کانون های ریزگرد جنوب و جنوب شرق اهواز و اراضی اطراف آن انجام شد. بر اساس شاخص استاندارد شده بارش (SPI)، سال های 1986، 2002 و 2016 به عنوان سال های با وضعیت نزدیک به نرمال انتخاب شدند. سپس، نقشه های کاربری اراضی منطقه مطالعاتی با استفاده از تصاویر ماهواره لندست و روش های مختلف طبقه بندی نظارت شده، تهیه شد. به منظور افزایش دقت طبقه بندی تصاویر از شاخص MNDWI استفاده شد. همچنین برای ارزیابی کارایی هر روش از پارامترهای دقت کلی و ضریب کاپا استفاده شد. در نهایت به منظور آشکارسازی تغییرات از روش مقایسه، پس از طبقه بندی استفاده شد. با توجه به نتایج پژوهش در دوره زمانی (1380-1365)، مساحت کاربری های پوشش گیاهی، سطوح مرطوب با پوشش گیاهی و سطوح آبی به ترتیب به میزان 419، 219 و 40/7 درصد افزایش و در مقابل مساحت کاربری مرتع ضعیف و بایر به میزان 36/6 درصد کاهش یافته است. از عمده ترین علل وقوع این تغییرات می توان به فاکتورهای انسانی همچون افزایش جمعیت و متغیرهای اقلیمی همچون بارش های مناسب اشاره کرد. در دوره زمانی (1394-1380)، مساحت کاربری های سطوح مرطوب با پوشش گیاهی، سطوح آبی و پوشش گیاهی به ترتیب به میزان 94، 49/3 و 46/7 درصد کاهش و در مقابل مساحت کاربری مرتع ضعیف و بایر به میزان 45/4 درصد افزایش یافته است. خشکسالی های اخیر، افزایش دما و مدیریت نادرست و غیر اصولی از منابع آبی در کاهش وسعت پوشش سبز و سطوح آبی و افزایش مساحت اراضی بایر مو ثر بوده اند. از سوی دیگر، در طول سه دهه گذشته، مساحت کاربری ساخته شده به میزان 157 درصد افزایش یافته است، در حالی که مساحت کاربری رودخانه به میزان 28/8 درصد کاهش یافته است. این نتایج نشان دهنده تخریب کلی در منطقه بر اثر تغییرات اقلیمی و فعالیت های انسانی است.

    کلیدواژگان: آشکارسازی تغییرات، کاربری اراضی، شاخص SPI، کانون های ریزگرد، اهواز
  • فریده انصاری سامانی، سید حسن طباطبایی*، فریبرز عباسی، ابراهیم علایی صفحات 355-366

    شبیه سازی انتقال آب و املاح در خاک، در مدیریت بهینه مصرف آب و کود در مزرعه بسیار موثر است. در این پژوهش از مدل HYDRUS -1D در شبیه سازی انتقال آب و برومید در یک ستون آزمایشگاهی خاک با بافت لوم رسی استفاده شد. پارامترهای هیدرولیکی خاک شامل (عکس نقطه ورود هوا) α، (هدایت هیدرولیکی اشباع) ks، (رطوبت باقی مانده) qr، (رطوبت اشباع) qs، (پارامتر پیوستگی خلل و فرج) l و (پارامتر شکل منحنی رطوبت)  n  از طریق اندازه گیری و با استفاده از نرم افزار Retc به دست آمدند. پارامترهای انتقال املاح شامل ضریب انتشار و سرعت واقعی با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی خاک و داده های غلظت برومید به روش مدل سازی معکوس براورد شد، با توجه به ضرایب هدف، آنالیز حساسیت مدل فیزیکی انجام شد. نتایج حاصله نشان داد که ضریب همبستگی غلظت برومید مشاهده ای و شبیه سازی شده در حالت بهینه برابر 0/84 درصد بود. بر این اساس مقدار ضریب انتشار برابر 4/09 سانتی متر براورد شد. بر پایه نتایج آنالیز حساسیت، هدایت هیدرولیکی اشباع بیشترین تاثیر را در تغییرات این پارامتر داشت به طوری که مقدار ضریب حساسیت این پارامتر برابر با 2/64 بود. ضریب RMSE با مقدار 0/04 کمترین و ضریب ME با مقدار 0/001- بیشترین تغییرات پارامتر را داشتند.

    کلیدواژگان: پخشیدگی، شبیه سازی، بروماید، HYDRUS
  • زهرا شاهرخی، محمد زارع، سید علی محمد میرمحمدی میبدی*، فهیمه عربی علی آباد صفحات 367-380

    خشکسالی ها از پدیده های آب و هوایی هستند که می توانند موجب کاهش کیفیت آب سطحی در سطح حوضه های آبریز شوند. درک اثرات پیچیده خشکسالی می تواند مدیران منابع آب را در پایش تغییرات صورت گرفته در حوضه آبریز و گرفتن تصمیم درست در تهیه برنامه مدیریت حوضه کمک کند. در این مطالعه از داده های بارش سالانه هفت ایستگاه سینوپتیک هواشناسی در حوضه هلیل رود در یک دوره آماری 20 ساله (1392-1373) به منظور محاسبه شاخص بارش استاندارد (SPI) و شاخص خشکسالی احیایی (RDI) استفاده شد و سال های خشک (35/1- تا 75/1-) و تر (7/1 تا 45/2) بر اساس مطالعات شبیه سازی تعیین شد. چندین شاخص مختلف مبتنی بر داده های اقلیمی و سنجش از دور رصد و از آنها برای ارزیابی خشکسالی بر کیفیت آب های سطحی استفاده شد. اثر خشکسالی روی پارامترهای کیفی آب طی دوره آماری بررسی شد. نتایج نشان داد بین بیشتر پارامترهای کیفی آب (یون کلسیم، منیزیم، بی کربنات، سولفات، سدیم، هدایت الکتریکی، کل جامدات محلول و نسبت جذب سدیم) و رخداد پدیده خشکسالی رابطه معنی داری در سطح اطمینان پنج درصد وجود دارد. با این حال بین مقدار pH با خشکسالی در هیچ یک از ایستگاه ها رابطه معنی داری پیدا نشد. نتایج این مطالعات نشان داد که می توان با تمرکز روی شاخص های خشکسالی به عنوان ابزاری برای مدیریت منابع آب سطحی در شرایط خشکسالی و بهبود آن استفاده کرد. همچنین پیشنهاد می شود با تقسیم حوضه هلیل رود به چند منطقه همگن، تاثیر خشکسالی روی کیفیت آب به صورت منطقه ای بررسی شود.

    کلیدواژگان: خشکسالی، آنیون ها و کاتیون ها، مناطق خشک، جیرفت
  • فهیمه امیری میجان*، حسین شیرانی، عیسی اسفندیارپور، علی اصغر بسالت پور، حسین شکفته صفحات 381-394

    استفاده از شیب منحنی مشخصه رطوبتی خاک در نقطه عطف (شاخص S)، یکی از شاخص‎های مهم ارزیابی کیفیت خاک در برنامه‎ریزی مدیریت اراضی زراعی و باغی محسوب می‎ شود. هدف از این پژوهش، تعیین موثرترین ویژگی‎های خاک در منطقه جیرفت بر تخمین شاخص S با استفاده از الگوریتم هیبرید شبیه‎سازی تبرید - شبکه عصبی مصنوعی بود. به ‎ا‎ین ‎منظور، 350 نمونه خاک دست‎خورده و 350 نمونه خاک دست‎نخورده ‎ا‎ز اراضی زراعی و باغی برداشت و سپس برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، شامل درصد شن، سیلت، رس، قابلیت هدایت الکتریکی اشباع، چگالی ظاهری، درصد تخلخل کل، درصد مواد آلی و درصد کربنات کلسیم معادل با استفاده از روش‎های استاندارد اندازه‎گیری شدند. همچنین با استفاده از دستگاه صفحات فشاری، مقدار رطوبت خاک در مکش های 0، 30،10، 50، 100، 300، 500، 1000 و 1500 کیلوپاسکال تعیین شد. در ادامه با استفاده از الگوریتم هیبریدی شبکه عصبی مصنوعی- شبیه سازی تبرید، ویژگی‎های موثر بر مدل‎ سازی شاخص S استخراج شدند. در نهایت با استفاده از پنج ویژگی استخراج شده (درصد ش و رس، قابلیت هدایت الکتریکی، چگالی ظاهری و ظرفیت زراعی)، مدل‏سازی شاخص S توسط شبکه عصبی مصنوعی انجام شد. نتایج نشان داد که با کاهش متغییرهای ورودی، دقت مدل‎سازی افزایش یافت. به‎علاوه، نتایج آنالیز حساسیت نشان داد چگالی ظاهری با بالاترین ضریب حساسیت (ضریب حساسیت 5/0) به عنوان مهم‎ ترین ویژگی در مدل‎سازی شاخص S محسوب می شود. بنابراین، از آنجا که افزایش تعداد ویژگی‎ها لزوما باعث افزایش دقت مدل سازی نمی‎شود، کاهش ویژگی‎های ورودی به‎سبب کاهش هزینه و زمان انجام پژوهش مقرون به‎صرفه است.

    کلیدواژگان: کیفیت فیزیکی خاک، انتخاب ویژگی، تحلیل حساسیت، الگوریتم‎های تکاملی
  • علیرضا رضایی آهوانویی، حجت کرمی*، فرهاد موسوی صفحات 395-407

    در این پژوهش، با استفاده از نرم افزار FLOW3D، ابتدا عملکرد سرریز کلیدپیانویی غیرخطی (قوسی) و سرریز کلیدپیانویی خطی در پلان، با طول سرریزی برابر، مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در نتیجه غیرخطی کردن سرریز کلیدپیانویی، ضریب دبی تا 20 درصد افزایش پیدا می کند. بررسی کانتورهای سرعت برای این دو مدل سرریز نیز نشان می دهد که بیشینه سرعت در محدوده سازه سرریز کلیدپیانویی غیرخطی حدود 30 درصد نسبت به سرریز کلیدپیانویی خطی کمتر است. سپس، عملکرد سرریز کلیدپیانویی غیرخطی در دو حالت تحدب قوس رو به داخل و رو به خارج کانال بررسی شد. نتایج نشان می دهد در حالتی که تحدب قوس رو به داخل کانال قرار گیرد، ضریب دبی در محدوده مورد بررسی به طور متوسط به میزان هشت درصد نسبت به زمانی که تحدب قوس رو به خارج کانال قرار گیرد، افزایش پیدا می کند. بررسی کانتورهای فشار برای این دو مدل سرریز نیز نشان می دهد که به طور متوسط، فشار در محدوده سازه سرریز کلیدپیانویی با تحدب قوس رو به داخل کانال حدود پنج درصد نسبت به سرریز با تحدب قوس رو به خارج کانال بیشتر است. این افزایش فشار منجر به کاهش سرعت و پخش بهتر جریان روی کلیدهای سرریز می شود.

    کلیدواژگان: سرریز کلیدپیانویی خطی، سرریز کلیدپیانویی غیرخطی، ضریب آبگذری، مدل سازی عددی، FLOW3D
|
  • J. Rouzegar, A. A. Kamanbedast*, A. Masjedi, M. Heidarnejad, A. Bordbar Pages 1-13

    Morning glory spillway is one of the spillways that used to passing of flood from high to low level. This spillway is used in the reservoir dams that are placed in narrow valleys and in many locations with high slope in reservoir walls. In the Morning glory spillways, the vortex flow can reduce discharge, discharge coefficient and the performance of spillway. The zigzag spillway, as another type, is introduced as a proper option for compensating the problem of passing maximum possible flow rate, usually encountered by spillways. In the present study, the experimental results of a physical model were used to develop a hydraulic design with squire and circle inlet and analysis method for Labyrinth Morning Glory Spillway. The analysis of experimental data in circle and square inlet showed, that increase in length of spillway and zigzag, causes decrease in the discharge coefficient. Finally the result of effect spillway inlet on flow rate demonstrate that discharge coefficient in square inlet is more than circle, whereas without vortex breaker.

    Keywords: Square-Morning glory spillway, Discharge coefficient, Zigzag spillway, Spillway’s length
  • A. R. Vaezi*, S. Rezaeipour, M. Babaakbari Pages 15-26

    Limited information is available on the effect of residues rates and slope direction on dryland wheat (Triticum aestivum L.) yield.  This study was carried out to determine the effects of residues rates and tillage direction on grain yield and yield components of the Sardary wheat in a dryland region in Zanjan. Five wheat residues rates (0, 25, 50, 75 and 100% surface cover) were applied and incorporated into soil in two slope directions (along the slope and on contour lines) using the randomized complete blocks design with three replications in a land with 10% slope steepness. Overall, thirty plots with 2m × 5 m dimensions were installed in the field and wheat grain yield and yield components were determined for growth period from 2015-2016. Results indicated that grain yield and yield components were significantly affected by the residues rates and slope direction and their interaction. In contour tilled plots, wheat grain yield (1.78 to per hectare), thousand grain weight (42.26 kg) and wheat height (55.11 cm) were 5.32, 5.01, 16.19 and 1.36 percent more than the plots tilled along the slope. The highest grain yield was found in 75% of residue (2.45 ton per hectare) under contour line direction which was about 53% bigger than control treatment (0% straw mulch) under along the slope. This study indicated that the application of straw mulch before cultivation and incorporating into soil using contour line tillage are proper soil management methods to obtain higher wheat yield in this dryland region.

    Keywords: Water conservation, Contour tillage, Wheat residues, Water supply, Semi-arid region
  • S. Mirhashemi*, M. Shayannejad Pages 27-36

    Nowadays, environmental pollutions especially water pollution is increasingly developing. One of the problems of entering the pollutants to rivers is reduction in the concentration of river dissolved oxygen. In order to manage the water resources, amount of dissolved oxygen should be predicted. This study presents a novel equation for simulating the concentration of river dissolved oxygen by adding the oxygen production and consumption in the river factors to equation for transmission-diffusion of minerals in the soil. The resultant equation was separated in finite differential method and by using implicit pattern. Calculations were done by encodings in MATLAB software. In order to calibrate and confirm the dissolved oxygen model, data derived from Zayanderood River around Zob-Ahan factory of Isfahan and Mobarakeh Steel Complex was used. By using some data, coefficients of model were determined. Analyzing the sensitivity of model coefficients showed that aeration constant (Kr) had the most effect on predicting the model. Since depends on hydraulic parameters of river, sensitivity of depth and pace of river was studied and finally depth of river was introduced as the most sensitive variable.

    Keywords: Dissolved oxygen, hydraulic parameters, Zayandehrud, Advection- Dispersion Equation, MATLAB
  • H. Ghamarnia*, Z. Jalili, D. Kahrizy Pages 37-52

    Exactly estimating of water requirement is essential for water balance studies, design and management of irrigation systems and water resources management. Because of limited soil and water resources in Iran, for optimal use of water resources in the agricultural sector, it is necessary to determine the amount of water requirement by different plants in different climatological conditions. In order to determine the water requirement and crop coefficients of Stevia, six lysimeter numbers were used in three replications for stevia and reference plant (grass). The reference Stevia plant evapotranspiration was measured on a daily basis. The results showed that during the 537 day period of Stevia cultivation, the maximum and minimum water requirement in the first and second year of cultivation was respectively 9.85 and 1.69 mm per day, and for the reference plant was obtained as 6.54 and 1.84 mm per day. In this study, the Kc coefficients in initial, development, intermediate and final stages of growth in 2016 were 0.76, 1.11, 1.46 and 1.05 and in 2017 at growth stages, were 0.76, 1.18, 1.52 and 1.29 respectively. The average of individual Stevia plant growth factors for four growth stages in two years of research was obtained as 0.76, 1.15, 1.49, and 1.17, respectively.

    Keywords: Evapotranspiration, Reference Plants, Research Farm, Stevia
  • H. Karimi Avargani, A. Rahimikhoob*, M. H. Nazarifar Pages 53-63

    In recent years, a lot of research has been done on the Aquacrop model, the results show that this model simulates the product performance for deficit irrigation conditions. But this model, like other models, is sensitive to values of independent variables (model inputs). In this research, the sensitivity of the Aquacrop model was analyzed for 4 input parameters of reference evapotranspiration, normalized water productivity, initial canopy cover percentage and maximum canopy cover for barley. Irrigation treatments included full irrigation and two deficit irrigation treatments of 80% and 60%, the experiment was done in 2014-15 growing season in the field of Abourihan College. The values of measured biomass were used as the base values for treatments. The Beven’s method (Beven et al., 1979) was used for sensitivity analysis of Aquacrop model. The results showed that the model is most sensitive to the reference crop evapotranspiration, So the sensitivity coefficient for this parameter for full irrigation treatments, 80% full irrigation and 60% full irrigation were -1.1, -1.2 and -2.3 respectively. The negative sign indicates that if the value of reference evapotranspiration input is exceeded the actual value into the model, Yield performance is simulated less than actual value. In the meantime, the higher the degree of deficit irrigation, the greater the sensitivity of the model.

    Keywords: Maximum Canopy Cover, Normalized water productivity, Reference Evapotranspiration, Simulation of Crop Growing
  • R Ghazavi, E. Omidvar, H. Jeyhoni* Pages 65-80

    One of the important elements in mechanized irrigation is to know the relation between suction force (matric force) and soil moisture, which is referred to as moisture curve. The shape and coefficients of this curve are influenced by the texture and structure of the soil and can change with soil structure modification.  The most important goals of this study were to evaluate the effect of using zeolite on water holding capacity and coefficients of moisture curve patterns of two sandy and loamy soil texture, the effect of using zeolite on the shape and soil moisture curve coefficients based on various models, some of them so far in Iran, zeolite was added to soils at levels of consumption (2, 5 and 10%). The moisture content of each soil was determined at various points in 12 points using a Dicagon machine.  Soil moisture curve coefficients using software and fittings of six Brooks and Corey models, Kosugi, Durner, Fredlund and Xing,  VanGenuchten and Seki. The results indicate that in all models, the parameter value increases with the use of zeolite and increase the level of use. Water storage capacity also increases with the use of zeolite.  Other results showed that the best model for estimating the moisture curve of laryngeal and sandy soils of the Darren model is weakest and the weakest models in the lush soils of the broccoli model and Kasughi model and in the sandy soil of the Brooksouli model Blindness and model-gnuchten Shand.

    Keywords: Zeolite, Soil moisture curve, Water storage in soil, SWRC 3.0
  • L. Neisi, P. Tishehzan* Pages 81-93

    Rivers are one of the most important source of water supply for drinking and farming purposes. Zard River is one of the surface water resources of Khuzestan province. The purpose of this study is to evaluate the quality of the river water and to observe the trend of changes in the water quality of this river in the Mashin station during the period of 1997-2015 by using the Man-Kendal, Spearman, variance analysis statistical methods and the least significant difference (LSD) and cluster analysis. LSD test shows SAR, Na, Cl, pH parameters up to 2010 (before Jare dam construction) were significant at 95% confidence level compared to 2015 (year of control). No changes were made after dam construction. According to Mann-Kendal non-parametric test, pH, Ca and SO4 have a significant upward trend to the 0.037, 0.393 and 0.376 respectively, the variables Cl, SAR, Na and temperature have a significant decreasing trend to the -0.387, -0.417, -0.386 and -0.1 respectively. Also Spearman test shows that the dam improved the quality of river water regarding to salinity. Variance analysis show that pH, SAR, Na, Cl, Ca and SO4 have significant difference. Cluster analysis classified the qualitative data before the construction of the dam in three clusters and after the construction of the dam were divided into two clusters where TDS variable was less distant than other variables. As a result, the quality of the irrigation water is changed downward and the TDS is more similar to the other variables compared.

    Keywords: Salinity, Cluster Analysis, Mann Kendall, Spearman, Irrigation
  • A. Ghorbani*, E. Hassanzadeh Kuhsareh, M. Moameri, K. Hashemi Majd, A. Pournemati Pages 95-107

    In this study, the effect of some soil parameters on the life forms and total aboveground net primary production (ANPP) in meadow rangelands in Fandoghlou region of Namin county in Ardabil Province were investigated. ANPP in 180 plots of 12 by harvesting and weighting method were measured. Eighteen soil samples were collected along transects. Some physical and chemical attributes of the soil were measured by standard methods. The relationship between these parameters and ANPP was performed using multivariate regression (enter) method. To determine the effects of important soil parameters on ANPP variation, principal component analysis (PCA) was used. The results of regression analysis showed that electrical conductivity (EC), magnesium (Mg), spreadable clay (WDC), volumetric moisture content (VM), organic carbon (OC), soluble potassium (KS), exchangeable potassium (Kexch), sodium (Na) and phosphorus (P) were the effective parameters on the life forms and total ANPP (p<0.01). The accuracy of obtained equations for grasses, forbs and total ANPP were calculated 79, 76 and 70%, respectively. Moreover, results of PCA showed that soil parameters justify 84.52 percent of total ANPP variation and in comparison, with regression results with 28% it provides better results.

    Keywords: Production modelling, Biomass, Life form, Soil parameters, Meadow rangelands, Namin county
  • F. Sadeghdoust, N. Ghanavati*, A. Nazarpour, Timoor Babaenejad, M. J. Watts Pages 109-123

    Heavy metals in street dust, as one of the most important environmental consequences of human activities, have attracted many researchers' attention in recent years due to their toxicity and sustainability. Therefore, this study aimed to investigate the hazard of heavy metals (lead, zinc, copper, chrome, cadmium, nickel, vanadium, arsenic and cobalt) on human health in street dust in Dezful. To this end, 30 dust samples collected from sidewalks of main streets of Dezful were analyzed by Atomic Absorption (AAS). The level of heavy metals pollution was estimated based on the pollution index and Nemro Integrated Pollution Index. Moreover, the spatial pattern of the concentrations of metals in street dust was prepared in GIS. The average concentrations of heavy metals in Pb, Zn, Cu, Cr, Cd, Ni, V, As and Co were 54.2, 223.6, 50.6, 44.4, 0.4, 45.8, 37.8, 3.3 and 7.6 (mg/kg), respectively. The average concentration of all heavy metals except As, V and Co in the samples of dust in the city of Dezful was several times higher than that of the background one. Based on the average EF and PI in the target area, heavy metals of Zn and Pb have high contamination. Based on the evaluation of NIPI, 100% of samples have high degree of contamination. The results showed that the source of pollution of the studied metals such as urban transport and burning of fossil fuels was anthropogenic.

    Keywords: heavy metals, street dust, enrichment factor, pollution index, Nemro Integrated Pollution Index, Dezful
  • S. Ghorbani*, R. Moddress Pages 125-140

    The purpose of this study was to model the relationship between the frequency of dust storms and climatic variables in desert areas of Iran. For this purpose, climatic data of temperature (maximum and minimum), rainfall, wind speed (maximum and minimum), and their relationship with the number of days with dust recorded in 25 meteorological stations (statistical period since their inception until 2014) in summer using Pearson correlation coefficient and linear regression method multivariate was analyzed in SPSS software. Also, due to regional analysis, correlation coefficient between climatic variables and frequency of drought storms in desert areas of Iran, the mapping of these coefficients was prepared by method of Inverse distance weighting (IDW) in Arc GIS software. The results showed that the stations in the south and southwest of the study area have the highest dust incidence in the summer season. So that Zabul station with (3892 days) has the most frequent occurrence of dust storms. In most stations, there was a significant relationship between the frequency of dust storms and the variables of average wind speed and maximum wind speed. The highest correlation coefficient of the mean wind speed was related to the station of the Chabahar Konarak with correlation coefficient of 0.710 and Iranshahr station with a correlation coefficient of 0.65, showed the highest correlation with maximum wind speed. The maximum temperature variable at Qom station with a correlation coefficient of 0.398 shows a significant and positive relationship. Iranshahr station has a correlation coefficient of -0.620 with a mean temperature and Minab station has a correlation coefficient of -0.446 with maximum temperature. The results of temperature correlation with the frequency of dust storms indicate that ground low pressure is effective in creating the phenomena in the warm course of the year. Most stations have inverse correlation with precipitation. The highest correlation coefficients between precipitation and dust events were observed at -0.208 and -0.185 at east of Isfahan and Torbat Heidariyeh stations, respectively. Multivariate regression modelling between dust and climatic variables in summer also shows that the most important parameter in dust events are average wind speed, maximum wind speed and average temperature. Regression models show that, at the best condition, climate variables explain only 70% of the variation of dust frequency.

    Keywords: Dust storm, Climatic, Correlation Coefficients, Regression Multivariate
  • S. Barkhordi, M. Hashemy Shahdany*, A. Bagherzadeh Khalkhali Pages 141-155

    Seepage losses and poor operational activities are the two main source of water losses throughout the agricultural water conveyance and distribution systems in irrigation districts. This study aims to investigate the performances of two strategies of “canal lining” and employing the “Canal Automation” in order to reduce the losses mentioned above. The investigation was carried out on a couple of main canal reaches of Moghan Irrigation Districts. Two numerical models were simulated by Seep/w software to compare the seepage rate between the canal with and without concrete lining. The results reveal that the ability of concrete lining to reduce seepage losses along the canal is about 10%. Performance assessment of the “Canal Automation” strategy to minimize operational losses within the main canal was carried out employing Model Predictive Control (MPC). The results of the latter strategy indicate that employing the MPC not only reduces the operational losses along the canal by 15% but also improves the operation of the main canal so that the minimum efficiency and adequacy performance indicator was obtained 100% and 83% respectively. Therefore; due to Executive considerations and financial constraints in the same cases, the potential of each of the two strategies can be considered to reduce the conveyance and distribution losses and ultimately choose the most suitable option.

    Keywords: Seepage modeling, Conveyance, Distribution Losses, Operational of main canal, Automation
  • M. M. Matinzadeh, J. Abedi Koupai*, A. Sadeghi Lari, H. Nozari, M. Shayannejad Pages 157-168

    Selection of drainage equation with acceptable accuracy has always been a challenge for designers to design subsurface drainage systems. In this research, seven steady state drainage equations were used for predicting daily and cumulative drainage rate on a farmland of sugarcane in Imam agro-industrial Company. These drainage equation included Hooghoudt, Ernst, Kirkham and Dagan that have been developed in the past and Mishra and Singh, Henine and Yousfi et al that recently developed. The statistical indices consist of P-value, RMSE, R2 and Percentage Error of estimating cumulative drainage rate were calculated for Hooghoudt equation 0.9501, 1.49 (mm/day), 0.80 and -0.19%, respectively. For Ernst equation 0.0001, 2.46 (mm/day), 0.34 and 16.98%, respectively. The result of performance of drainage equations revealed that Hooghoudt and Ernst equation were as the equations with the highest and lowest accuracy in predicting drainage rate, respectively. Also from the newly developed equations, the Yousfi et al equation was found with relatively well accuracy to predict the drainage rate. This equation was placed in second rank after Hooghoudt equation and other equations showed poor performance. Thus, with selection of the appropriate drainage rate, the Hooghoudt equation is suggested for designing of drain spacing in medium to heavy textured soils such as sugarcane agro-industrial.

    Keywords: Design of subsurface drainage system, Conventional drainage equations, New drain spacing formulas, Steady state flow, Ground water table
  • S. Jafari*, M. Golsoltani, M. Lajmir, Orak Nejati Pages 169-182

    The aim of this study was the effect of raw water quality on the efficiency of domestic reverse osmosis apparatus in Khuzestan province. The results showed that the purified water quality was related to the quality of entrance raw water. With increasing in salt concentrations (EC) or TDS, purification efficiency was decreased. The cation and anions content of refinery water was related to TDS and EC. The Ca/Na and Mg/Na were decreased due to refinery. The ability of these apparatus to reduction of two valence cations were more than mono valence. As same as this trend was observed for anions. Also, the comparison of the EC of raw water and refinery from these apparatuses had different EC from different raw water entrance. This means of these apparatuses had different efficiency with changes of raw water quality. Generally, domestic water purification systems have better performance in Karun river water treatment than in Kheiryrabad and Karkheh rivers.

    Keywords: Refinery water, Reverse osmosis, Quality, Raw water
  • M. J. Asadi, S. Shabanlou, M. Najarchi*, M. M. Najafizadeh Pages 183-196

    In this study, the discharge coefficient of the circular side orifices was predicted using a new hybrid method. Combinations made in this study were divided into two sections: 1) the combination of two algorithms including Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic Algorithm (GA) and providing the PSOGA algorithm 2) using the PSOGA algorithm in order to optimize the Adaptive Neuro Fuzzy Inference Systems (ANFIS) network and providing the ANFIS-PSOGA method. Next, by identifying the parameters affecting on the discharge coefficient of the circular side orifices, 11 different combinations were provided. Then, the sensitivity analysis conducted by ANFIS showed that the Froude number and the ratio of the flow depth to the orifice diameter (Ym/D) were identified as the most effective parameters in modeling the discharge coefficient. Also, the best combination including the Froude number (Fr), the ratio of the main channel width to the side orifice diameter (B/D), the ratio of the orifice crest height to its diameter (W/D) and the ratio of the flow depth to the orifice diameter (Ym/D) for estimating the discharge coefficient was introduced. For this model, the values of Mean Absolute Percentage Error (MAPE), Root Mean Square Error (RMSE) and correlation coefficient (R) were obtained 0.021, 0.020 and 0.871, respectively. Additionally, the performance of the ANFIS-PSOGA method was compared with the ANFIS-PSO and ANFIS methods. The results showed that the ANFIS-PSOGA method for predicting the discharge coefficient was the superior model

    Keywords: ANFIS, Hybrid model, Optimization, Circular Side Orifices, discharge coefficient
  • P. Shojaei, M. Gheysari*, H. Nouri, H. Esmaeili, S. Eslamian Pages 197-210

    Creation and conservation of urban parks is challenging in arid environments where daily thermal extremes, water scarcity, air pollution and shortage of natural green spaces are more conspicuous. Water scarcity in the arid regions of Iran is major challenge for water managers. Accurate estimation of urban landscape evapotranspiration is therefore critically important for cities located in naturally dry environments, to appropriately manage irrigation practices. This study investigated two factor-based approaches, Water Use Classifications of Landscape Species (WUCOLS) and Landscape Irrigation Management Program (LIMP), to measure the water demand in a botanic garden. The irrigation water volume applied was compared with the gross water demand for the period from 2011 to 2013. On average, WUCOLS estimated an average annual irrigation need of 1164 mm which is 15% less than the applied value of 1366 mm while the LIMP estimate of 1239 mm was 9% less than the applied value. Comparison of estimated and applied irrigation showed that a water saving of 9% can be made by the LIMP method. The outcomes of this research stressed the need to modify the irrigation requirements based on effective rainfall throughout the year, rather relying on long-term average data.

    Keywords: Urban parks, Landscape coefficient, Urban irrigation management, Water requirement of urban parks
  • N. Ganji Khorramdel*, M. Abdoos, S. M. Hoseini Mooghaari Pages 211-221

    Due to water use increasing, attention to optimal water resources allocation is needed. In recent decades, the use of intelligent evolutionary methods for optimization of water allocation was focused more by researchers. The aim of this study is to development on water resources planning model that determined the proper cultivation, optimal exploitation of groundwater and surface water resources although water allocation among crops is a way to minimize the adverse effects of dehydration and increase its revenue. In this study, for maximizing profits, estimating crop water requirements at different periods to optimize the management of cropping patterns and irrigation management in cultivation in Varamin irrigation network using a new evolutionary algorithm was called the water cycle. Then for validation of this method is that a new approach and ensure the integrity of its performance Its results are compared with a genetic algorithm model and linear programming as our base (R2=0.9963). The results showed that the area cropping pattern was not optimal and the area under cultivation of crops such as wheat, barley, tomatoes, Bamjan, melon, alfalfa reaches zero and the new paradigm of the largest area under cultivation to industrial goods and then was assigned cucumbers. While our revenues have increased about 11 percent. In addition to amount of water in different months remain in the network that can be used for many that such as injection into underground aquifers or other crops based on the amount of water available.

    Keywords: Metha-heuristic Optimization, Cultivation Pattern, Crop Yield, Water Cycle Algorithm, GeneticAlgorithm
  • N. Karimi, L. Gholami*, A. Kavian Pages 223-235

    The using of soil conditioners to water and soil conservation is essential and also, the effect study of soil moisture on the soil conservation process and its role on changing runoff, soil erosion and sediment yield is necessary for understanding and simulating the hydrologic response of soil. Therefore, the present study was carried with the aim of investigating the effect of biochar with amount of 1.6 t ha-1 on the components of  time to runoff, runoff volume, runoff coefficient, soil loss and sediment concentration in different soil moisture including air-dried, 15, 20 and 30 percent with three replications in plot scale. The results showed that after application of biochar conditioner, time to runoff compared with control treatment at soil moistures of air-dried of 15, 20 and 30 percent happened later 66.66, 186.6, 150.5, and 475.47 respectively. The results also showed that the runoff volume at soil moistures of air-dried of 15, 20 and 30 percent decreased 44.49, 55.65, 36.47 and 41.08 percent, respectively, and the runoff coefficient reduced 55.71, 66.39, 48.44 and 37.82 percent, respectively. The adding biochar caused the decreasing soil loss with rates of 91.19, 85.055, 85.63 and 88.066 percent, respectively, and the sediment concentration with amounts of 84.19, 66.53, 76.57 and 79.59 percent, respectively. Also the results showed that the changes of soil moisture had the significant effect on changing the time to runoff, runoff volume, and soil loss and sediment concentration in level of 99 percent.

    Keywords: Initial Soil Moisture, Laboratory Plot, Soil Erosion, Soil Organic Conditioner
  • M. Iranpour Mobarakeh*, M. Koch Pages 237-249

    Deterioration of groundwater resources in coastal regions due to the progression of saline water in aquifers in these regions is currently one of the important issues in providing water needs in these areas. In coastal regions, saline water enters the aquifer from below in shape of wedge. Due to the difference in the density between fresh and salty water, an interface zone forms between two fluids. In order to better understanding the importance of this issue, experiments and numerical investigations of density-depended flow and transport through a tank filled with a variety of sand, are great help in achieving this. In this research, the real sand tank was simulated using SUTRA model. This simulation includes configuration, discretization, property assignment and boundary conditions determination. Finally, the transverse macro-dispersivity coefficient was estimated for different scenarios of the solute transport in this tank. The purpose of this research is to analyze of the solute dispersion, in mixing salt and fresh water, and the effect of seepage velocity, concentration of pollutant source and heterogeneity of porous media on the flow dispersivity property. In this research, after studying the effect of different boundary conditions in SUTRA model on the development of the salt water plume, simulation of the model of heterogeneous sand tank and comparing its results with laboratory model and homogeneous model were performed. As a practical result of this research, the diagram of changes in the coefficient of transverse dispersivity against the source concentration and seepage flow velocity was plotted. In numerical simulation of heterogeneous Porous media, for all concentrations, with the exception of the concentration C0= 35000, with increasing flow velocity, the values of the transverse dispersivity coefficient AT calculated by SUTRA decreased. Also AT for all seepage velocities, with the exception of seepage velocity u=4 m/day, increased with increasing source concentration. Also, the values obtained AT from the SUTRA model were more than the values of AT obtained from experiments. In numerical simulation of the homogeneous porous media, for all velocities, as the concentration source C0 increases, the transvers macro dispersivity coefficient AT increases. According to the applied results, suitable solutions can be found to improve the quality of groundwater and prevent the mixing of fresh and saltwater resources.

    Keywords: solute transport, transverse dispersivity coefficient, boundary conditions calibration, heterogeneous, homogeneous porous media, stochastic heterogeneity, SUTRA model
  • A. Foyouji Shahrezaei*, M. A. Hajabbasi Pages 251-260

    A well healthy environment can quietly affect the life quality and human community. In recent decades the need for and utilizing fossil had increased and thus the environmental pollutions including for soil has also increased. Petroleum contaminated soils are not suitable for agricultural, residential and social usage and cause economical, ecological and agricultural damage. To cope with this challenge, the use of additives such as carbon nanotubes has expanded to soil, but the use of these elements has raised concerns about their risk to biological processes and systems, such as effects on physiology and plant growth, and there have not been much studies on this issue. In order to investigate the interaction of soil petroleum pollution and carbon nanotubes on some plant characteristics such as wet mass, dry matter and plant length, seed and maize seedling were separately treated with 0, 10, 20 and 40 mg/l carbon nanotubes at the beginning. In pots containing soil with three levels of petroleum pollution, 2.43, 2.76 and 4.16% were cultivated with 3 replications. A completely randomized design was used in the form of factorial experiments. Wet mass, dry matter and length of shoot and root of plants were determined. The results showed that petroleum pollution had a negative effect on the growth characteristics. It was also observed that application of carbon nanotubes to maize (whether seed or seedling) depending on the concentration of these materials, could have different effects on plant growth parameters.

    Keywords: Carbon nanotube, Maize, Petroleum hydrocarbon
  • M. Khalaj, S. Gohari*, S. S. Okhravi Pages 261-273

    Experimental and numerical study of scouring pattern on the direct and polo-shaped groynes have been investigated in this paper. In this study, direct and polo-shaped groynes models with a length of 0.12 meter have been used in discharges of 10.5, 15, 20 liters per second in a direct flume. The results showed that the maximum scour depth formed around the groyne head of direct and polo-shaped types has increased with augmentation of flow discharge, which was 0.095 and 0.104 meter in the case of 20 L/s discharge respectively. Also, the width of scour hole was 2.25 and 2 times of effective length of the groyne in direct and polo-shaped groynes respectively. In this regards, maximum scour depth around the head of groyne was seen 0.87 and 0.79 times of the effective length of the groyne. Sand form located at downstream of the direct groyne at the distance of 0.09 and 0.15 meters from the side wall of direct groyne was stretched and extended to about 1.3 times of the channel width as well. While the length of the sand form for direct groyne was 1.15 times of the channel width. Overall, the dimensions of the scour hole around the polo-shaped groyne, was less than the direct groyne. In addition to understanding the hydraulic behaviour around the groyne, Flow3D software was used. Statistical survey of the results obtained by experimental and numerical models attested that the relative error of the numerical model could be about 20%, which shows an appropriate performance of using Flow3D for predicting the maximum scour depth.

    Keywords: Polo-shaped, direct groynes, Scour, Modeling, Scour depth
  • O. Mohamadi*, M. Heidarpour, S. Jamali Pages 275-287

    Shortage of water resources and renewable per capita in last 30 years is put Iran on crisis threshold. Wastewater reuse is one of the battle solutions for water shortage and prevents wastewater depletion and environmental pollution. Thus, a pilot scale experiment was carried out to evaluate an integrated anaerobic/aerobic treatment for removal of BOD5 and COD, also to reduction of hydraulic retention time by considering optimum removal efficiency. The pilot was an anaerobic/aerobic bioreactor type under continuous-feeding regime based on a central composite design. The pilot was studied in different retention time and aeration was carried out between 5-15 hours. According to different retention times for COD removal efficiency, 24 hours was selected as optimum hydraulic retention time, that it is comparable to those obtained for 48 hours and over in plant roughly and could remove COD and BOD in acceptable ranges, results showed that average removal efficiency for BOD5 were 63.86 and 83.99 percent in aerobic and anaerobic phases, respectively. The average removal efficiency for COD was 76.5 and 74.35 percent for anaerobic and aerobic sections, respectively. The average removal efficiency for BOD5 and COD in this integrated aerobic-anaerobic pilot 95.24 and 94.8 percent, respectively.

    Keywords: Anaerobic Biological Treatment, Biological Oxygen Demand, Chemical Oxygen Demand, Hydraulic Retention Time, Unconventional water
  • R. Mousavi Zadeh Mojarad*, S. H. Tabatabaei, B. Ghorbani, N. Nourmahna Pages 289-298

    Soil water content is the most effective factor associated with the hydrophobic and hydrophilic changes in a soil. Water repellency in soils, is not a permanent feature; it can be reached in the dry season and reduced or eliminated in the wet season It can be said that in terms of moisture, there is a critical region that is defined as the threshold moisture content, where in lower moisture, the soil is repellent and in higher moisture, the soil is wet able. The purpose of this study was to investigate soil moisture variations on degree of hydrophobicity and determine the amount of threshold water content in soil samples of wetland around Shahr-e-Kord. In this study, some samples of Shahr- e-Kord wetland were investigated. After determining the initial moisture content of the soil, the soil hydrophobicity conditions were determined by determining the time of water droplet penetration (WDPT). Soil moisture variations were carried out using soil wetting and drying method, and in each step the soil hydrophobicity conditions were tested. Reducing water content in soil samples, led to a change in the degree of hydrophobicity in hydrophobic samples, in one soil hydrophilic soil sample, Reducing water content changed hydrophilic soil to hydrophobic soil. The threshold water content was also observed up to a maximum of 54% volumetric water content at a given point. Based on this, the higher moisture content of the threshold at this point indicates the higher soil potential for runoff generation. Soil analysis showed that soil organic matter had a positive correlation with threshold water content.

    Keywords: Repellent soil, Threshold water content, Soil organic matter, Shahrekord wetland
  • Z. Eshkou, A. Dehghani*, A. Ahmadi Pages 299-311

    Stilling basins have been used as an energy dissipater downstream of hydraulic structures. Dimensions of the stilling basins depends on hydraulic jump characteristics. In this research diverging hydraulic jump with an adverse slope using baffle blocks and an end sill have been studied experimentally and effect of diverging angle of the walls, adverse bed slope and baffle blocks on the hydraulic jump characteristics have been evaluated. Tests have been done for rectangular stilling basin with different bed slopes (0.025-0.05-0.075) and different diverging angle (3-5-9) degree and using baffle blocks. Discharge and Froude numbers considered to range from 39 to 81.7 lit/s and 4.44 to 8.56 respectively. Results have been indicated that the baffle blocks have been reduced sequent depth ratio and relative length of the jump 12% and 18% respectively (in comparison to diverging stilling basin with adverse slope without block). It was also found that baffle blocks and end sill could considerably improve the general condition and features of an expanding hydraulic jump with an adverse slope and could stabilize the position of this type and bi-stable situation of the flow.

    Keywords: Diverging stilling basin, Adverse bed slope, Characteristics of Hydraulic jump, Baffle blocks
  • B. Moravejalahkami* Pages 313-325

    Furrow irrigation is the most common method of surface irrigation. However, the accurate estimation of the soil water infiltration equation is the most important challenge for evaluating this method of irrigation. In this study, a fast and simple method that is named soil intake families and presented by USDA-NRCS (RSIF), evaluated for estimation of the Kostiakove-lewis infiltration equation parameters based on soil information. Also, this method was developed based on irrigation condition and considering soil characteristics (D-RSIF). Two treatments including constant and variable inflow discharge were tested with 4 repetitions and different irrigation phases including advance, storage and recession were simulated by developed Zero-Inertia model using RSIF and D-RSIF methods. The results showed that using the zero- inertial model, the difference between simulated advance times and simulated runoff were significant at 5% level for D-RSIF and RSIF methods. For variable inflow discharge, the error of estimating runoff volume was 10%, 6%, 12% and 41% for RSIF, D-RSIF, multilevel calibration and two-point methods respectively. Also, the irrigation scheduling error, based on soil physics characteristics (RSIF) was 14% that means consuming water more than required.

    Keywords: Infiltration, soil physics characteristics, furrow irrigation, Zero-inertia model
  • S. Mirbagheri*, M. Naderi, M. H. Salehi, J. Mohammadi Pages 327-339

    Rivers are one of the most important source of water supply for drinking and farming purposes. Zard River is one of the surface water resources of Khuzestan province. The purpose of this study is to evaluate the quality of the river water and to observe the trend of changes in the water quality of this river in the Mashin station during the period of 1997-2015 by using the Man-Kendal, Spearman, variance analysis statistical methods and the least significant difference (LSD) and cluster analysis. LSD test shows SAR, Na, Cl, pH parameters up to 2010 (before Jare dam construction) were significant at 95% confidence level compared to 2015 (year of control). No changes were made after dam construction. According to Mann-Kendal non-parametric test, pH, Ca and SO4 have a significant upward trend to the 0.037, 0.393 and 0.376 respectively, the variables Cl, SAR, Na and temperature have a significant decreasing trend to the -0.387, -0.417, -0.386 and -0.1 respectively. Also Spearman test shows that the dam improved the quality of river water regarding to salinity. Variance analysis show that pH, SAR, Na, Cl, Ca and SO4 have significant difference. Cluster analysis classified the qualitative data before the construction of the dam in three clusters and after the construction of the dam were divided into two clusters where TDS variable was less distant than other variables. As a result, the quality of the irrigation water is changed downward and the TDS is more similar to the other variables compared.

    Keywords: Salinity, Cluster Analysis, Mann Kendall, Spearman, Irrigation
  • A. Norouzi, M. Ansari*, M. Moazami, N. Asgharipour Dasht Bozorg Pages 341-354

    In recent decades, land use changes have been one of the most important environmental issues worldwide. This study was carried out to investigate and analyse land use changes in dust sources of south and south-east Ahwaz and surrounding lands using remote sensing technique. Firstly, based on the standard precipitation index (SPI), the years 1986, 2002 and 2016 were selected as years with near normal situation. In the next step, land use maps of the study area were extracted using a Landsat satellite images and supervised classification methods. MNDWI index was used to increase the accuracy of image classification. In order to evaluate the efficiency of each method, the overall accuracy and kappa coefficient were used. Finally, to investigate land use change a post-classification comparison method was employed. According to research findings, in the first period (1986-2002), the area of vegetation, wet land with vegetation and water bodies have increased by 419%, 219% and 40.7%, respectively, in contrast, the area of barren and poor range has reduced by 36.6%. One of the major causes of these changes is human factors such as population growth and climate variables such as proper amounts of precipitation. In the second period (2002-2016), the area of wet land with vegetation, water bodies and vegetation has been decreased by 94%, 49.3% and 46.7%, respectively; in contrast, barren and poor range land has been increased by 45.4%. Recent droughts increase the temperature and incorrect and non-principled management of water resources has been effective in reducing green cover and water bodies and increasing in bare land. The results show that, during the three decades, built-up land has been increased by 157%, while River bed has decreased by 28.8%. These results indicate a total degradation in the region due to climate change and human activities.

    Keywords: Change Detection, Land Use, SPI index, Dust Sources, Ahwaz
  • F. Ansari Samani, S. H. Tabatabaei*, F. Abbasi, E. Alaei Pages 355-366

    Simulation of water and salt transfer in soil is very effective in managing optimal water and fertilizer use in the field. In this study, the HYDRUS-1D model was used to simulate the transfer of water and bromide in a laboratory column of soil with clay loam texture. Soil hydraulic parameters (including air entry point) α, (saturated hydraulic conductivity) ks, (residual moisture content) θr (saturation moisture content) θs, (pore and particle joint parameter) l (parameter of moisture curve shape) n through measurement and using Retc software was obtained Solubility transfer parameters including difiusion coefficient and actual velocity were estimated using soil hydraulic parameters and bromide concentration data by reverse modeling method. According to the target coefficients, the sensitivity analysis of the physical model was performed .The results showed that the correlation coefficient of observation and simulation bromide concentration in optimal mode was 0.84%. accordingly, the diffusion coefficient was estimated to be 4.9 cm. based on the results of the sensitivity analysis, the saturation hydraulic conductivity had the greatest effect on the variation of this parameter, so that the amount sensitivity coefficient of this parameter was 2.64 The RMSE coefficient with a value of 0.04 was the lowest and ME coefficient with the value of -0.0001 had the most parameter variations.

    Keywords: Dispersion, Simulation, Bromide, HYDRUS
  • Zahra Shahrokhi, M. Zare, A. Mirmohammadi Maybodi*, F. Arabi Aliabad Pages 367-380

    Droughts are natural events and could lead to declining surface water quality of regional basin. Understanding the complex impacts of drought may help authorities to monitor changes in different regional basin and to make appropriate decision on development of a river basin management plan. In this study 20 years annual precipitation time series from 1994-2013 from 7 synoptic weather stations located in the Halil-Rood basin were analysed using both Standard Precipitation Index (SPI) and Reconnaissance Drought Index (RDI) and then dry (-1.35 to -1.75) and wet years (1/7 to 2.45) were determined by model simulation studies. Several climate based drought indices and remotely sensed based drought indices were used for monitoring and evaluating of drought. The impact of drought on the water quality parameters in the study area was evaluated. Results showed that there was significant relationship between most of the examined water quality parameters (Ca2+, Mg2+, HCO3-, SO42+, Na+, total dissolved solids TDS, SAR) and drought, however there was no significant relationship between water pH and drought. The study indicated that focus on the drought indices might be helpful as a tool in improving surface water resources management under drought condition and may promote sustainable water resources utilization and management in the study area. Also, dividing the Halil-Rood basin into several homogeneous regions is recommended for future studies to prepare a better ground for studying the effect of drought on the quality of water at a regional scale.

    Keywords: Drought, arid regions, Anions, Cations Jiroft
  • F. Amirimijan*, H. Shirani, I. Esfandiarpour, A. Besalatpour, H. Shekofteh Pages 381-394

    Use of the curve gradient of the Soil Water Retention Curves (SWRC) in the inflection point (S Index) is one of the main indices for assessing the soil quality for management objectives in agricultural and garden lands. In this study Anneling Simulated – artificial neural network (SA-ANN) hybrid algorithm was used to identify the most effective soil features on estimation of S Index in Jiroft plain. For this purpose, 350 disturbed and undisturbed soils samples were collected from the agricultural and garden lands and then some physical and chemical soil properties including Sand, Silt, Clay percent, Electrical Conductivity at saturation, Bulk Density, total porosity, Organic Mater, and percent of equal Calcium Carbonate were measured. Moreover, the soil moisture amount was determined within the suctions of 0, 10, 30, 50, 100, 300, 500, 1000, 1500 KP using pressure plate. Then, the determinant features influencing the modeling of S Index were derived using SA-ANN hybrid algorithm. The results indicated that modeling precision increased by reducing the input variables. According to the sensitivity analysis, the Bulk Density had the highest sensitivity coefficient (sensitivity coefficient=0.5) and was identified as the determinant feature for modeling the S Index. So, since increasing the number of features does not necessarily increase the accuracy of modeling, reducing input features is due to cost reduction and time-consuming research.

    Keywords: soil physical quality, feature selection, sensitivity analysis, meta-heuristic algorithms
  • A. Rezaei Ahvanooei, H. Karami*, F. Mousavi Pages 395-407

    In this research, by using FLOW3D, the performance of non-linear (arced) piano key (PKW-NL) in plan and linear piano key weir (PKW-L), with equal length of weir, was compared. Results showed that nonlinearity of the weir caused 20% increase in the discharge coefficient. Investigating the velocity contours for these two weir models also showed that maximum velocity within the PKW-NL weir structure is about 30% lower than the PKW-L weir. Also, the performance of non-linear piano key weir was evaluated under inward (PKW-IC) and outward (PKW-OC) curvatures to the channel. Results showed that in the case of PKW-IC weir, the discharge coefficient was increased by 8% as compared to the PKW-OC weir. Investigating the pressure contours for these two weir models also shows that the average pressure within the PKW-IC weir structure is about 5% higher than the PKW-OC weir. This increase in pressure leads to a decrease in the speed and better distribution of flow over the weir keys.

    Keywords: Weir, Linear piano key, Non-linear piano key, FLOW3D, Discharge coefficient, Numerical modeling