فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال پنجاهم شماره 8 (دی 1398)
  • سال پنجاهم شماره 8 (دی 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/10/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • محبوبه کیانی هرچگانی*، سیدحمیدرضا صادقی صفحات 1843-1854

    افزایش دانش و ارزیابی کیفیت خاک در بوم سازگان های مختلف از نظر مدیریت پایدار استفاده از زمین و کاهش تخریب در آن ها حائز اهمیت است. لذا پژوهش حاضر با هدف تحلیل کیفیت خاک بوم سازگان تحت تاثیر کاربری های مختلف اراضی (کشاورزی آبی، دیم، باغ و مرتع)، بافت و توپوگرافی در حوزه آبخیز شازند با مساحت 1740 کیلومترمربع انجام شد. در این راستا 140 نمونه از عمق صفر تا30 سانتی متری خاک از واحدهای همگن با مساحت بیش از یک کیلومترمربع برداشت شد. سپس هدایت الکتریکی، pH، جرم مخصوص ظاهری، سنگریزه، شن، سیلت، رس، کربنات کلسیم معادل، نیتروژن و ماده آلی خاک اندازه گیری و تاثیرپذیری آن ها از کاربری های اراضی، بافت، شیب و ارتفاع با استفاده از تحلیل واریانس چند متغیره (MANOVA) مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از MANOVA نشان دهنده عدم اختلاف معنی دار (05/0 <P) ویژگی های مختلف خاک تحت تاثیر کاربری های مختلف اراضی بود. در ادامه با استفاده از آزمون تحلیل عاملی (PCA)، حداقل ویژگی های موثر بر کیفیت خاک با روش حداقل تعداد داده (MDS) تعیین شد. در نهایت با استفاده از آزمون تحلیل تشخیص (DA)، مقادیر شاخص کیفیت خاک محاسبه شد. نتایج حاصل از تحلیل عاملی و تحلیل تشخیص نشان دهنده تاثیرپذیری بیش تر ویژگی های هدایت الکتریکی و ماده آلی از شیب و کربنات کلسیم معادل و pH از عامل ارتفاع بود. نتایج مقایسه میانگین مقادیر شاخص کیفیت خاک با استفاده از آزمون حداقل اختلاف معنی دار (LSD) به طور کلی بیان گر کیفیت ضعیف خاک در شیب های کم تر از 15 درصد و ارتفاع های بالای 2000 متر بود. نتایج این پژوهش می تواند در انتخاب شیوه مناسب مدیریتی و مهار تخریب زمین و دست یابی به اهداف توسعه پایدار در بوم سازگان مختلف حوزه آبخیز شازند مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: آزمون تحلیل تشخیص، توپوگرافی، حداقل تعداد داده، خاک های آهکی
  • صدیقه عوض پور، بهرام بختیاری*، کورش قادری صفحات 1855-1869
    در این مطالعه قابلیت روش های پرسپترون چند لایه (MLP) و رگرسیون خطی چند متغیره در برآورد شدت تابش کل خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از داده های روزانه 25 ساله (2017-1992) شامل دمای حداکثر، میانگین دما، میانگین رطوبت نسبی، ساعات آفتابی و شدت تابش خورشیدی در پنج ایستگاه همدیدی بندرعباس، زنجان، شیراز، کرمان و مشهد استفاده شد. ورودی های بکار رفته در مدل ها شامل ترکیبات مختلفی از این متغیر ها بودند. جهت بررسی عملکرد مدل ها از آماره های ضریب تعیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین مطلق خطا (MAE) و شاخص توافق (IA) استفاده شد. برای آموزش ساختار شبکه عصبی دو الگوریتم تنظیم بیزی (Br) و لونبرگ-مارکوات (LM) مورد مقایسه قرار گرفتند. علاوه بر این، فرآیند های آموزش و اعتبارسنجی بر روی داده ها انجام شد. نتایج مدل رگرسیون نشان داد که تمامی متغیرهای ورودی در ایستگاه های بندرعباس، زنجان و شیراز بر تابش تاثیرگذارند، اما تاثیرگذاری رطوبت نسبی بر مقدار تابش در ایستگاه های کرمان و مشهد اندک بود. کاربرد ANN با دو الگوریتم نشان داد که ایستگاه های بندرعباس و کرمان با الگوریتم Br و ایستگاه های زنجان، شیراز و مشهد با الگوریتم LM نتایج بهتری  به دست می دهند. با توجه به نتایج به دست آمده، کمترین مقادیر RMSE، MAE و بیشترین مقادیر IA و R2 مربوط به ایستگاه کرمان با اقلیم خشک سردسیر به ترتیب 799/2، 94/1، 954/0 و 838/0 می باشد. در یک نتیجه گیری کلی می توان گفت که کارایی مدل شبکه عصبی در برآورد تابش خورشیدی نسبت به مدل رگرسیون خطی چند متغیره در مقایسه با داده های مشاهداتی بهتر بوده است.
    کلیدواژگان: الگوریتم پس انتشار، تابش کل خورشیدی، مدل سازی تابش، همبستگی خطی
  • غزال یاری زاده، ابراهیم امیری تکلدانی*، عبدالمجید لیاقت صفحات 1871-1883
    یکی از راهکارهای مورد استفاده در دفع زه آب های شور و آلوده به انواع مواد شیمیایی در کشورهای پیشرفته، استفاده از حوضچه های تبخیری است. از آنجا که احداث حوضچه های تبخیری مستلزم اشغال فضای زیادی است، افزایش راندمان این سازه ها به منظور کاهش سطح اشغال شده توسط آن ها از موضوعات مورد علاقه محققین می باشد. از آنجا که مهم ترین مولفه جریان خروجی از این حوضچه ها، تبخیر است، در این تحقیق امکان ذخیره انرژی خورشیدی توسط زئولیت و استفاده از گرمای ذخیره شده در آن به منظور افزایش پتانسیل تبخیر از حوضچه مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مقادیر متفاوت و انواع مختلف زئولیت آزمایش شده و بر اساس نتایج اولیه حاصله، زئولیت 13x انتخاب شد. آزمایش ها در محل ایستگاه هواشناسی سینوپتیک کرج انجام و نتایج حاصل از آزمایش ها با مقادیر تبخیر روزانه مشاهده شده در آن ایستگاه مورد مقایسه قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که در صورت استفاده از مقادیر متفاوت زئولیت از 8/43 تا 1/525 گرم در متر مربع همراه با آب معمولی، مقدار تبخیر از 4 تا 22 درصد نسبت به شرایط عدم استفاده از زئولیت افزایش می یابد. همچنین تاثیر شوری آب بر مقدار تبخیر در شرایط استفاده از زئولیت بررسی و مشخص شد که مقدار افزایش تبخیر در صورت استفاده از آب شور و مقدار مشخصی از زئولیت، نسبت به آب صاف کاهش می یابد. با استفاده از نتایج حاصله، رابطه ای خطی بین درصدهای متفاوت شوری و مقادیر تبخیر برازش داده شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که با در نظر گرفتن شوری زه آب، قیمت زئولیت و زمین برای احداث حوضچه، امکان افزایش تبخیر از این حوضچه ها و در نتیجه کاهش ابعاد سازه ای و متعاقبا توجیه اقتصادی احداث آن ها وجود داشته و بنابراین  می توان از تخلیه زه آب های کشاورزی به داخل رودخانه ها جلوگیری نمود.
    کلیدواژگان: تبخیر از سطح آزاد، حوضچه تبخیری، انرژی خورشیدی، زئولیت، دفع زه آب
  • زهرا اسکندری تادوانی، خلیل اژدری*، مهدی دلقندی، سید حسین حسینی، وجیهه درستکار صفحات 1885-1897
    آبیاری قطره ای زیرسطحی به طور گسترده ای در مناطق خشک به عنوان یک روش آبیاری کم مصرف مورد استفاده قرار می گیرد. اما داشتن اطلاعات جامع از الگوی خیس شدگی در آبیاری قطره ای برای طراحی و مدیریت این سیستم ضروری است. ثابت شده که مدل های شبیه سازی می توانند برای این منظور مفید باشند. بنابراین، این پژوهش به منظور بررسی ابعاد پیاز رطوبتی در آبیاری قطره ای زیرسطحی در یک خاک لومی رسی به روش مدل سازی معکوس با مدل Hydrus 2D با تکیه بر نتایج آزمایشگاهی و توسعه مدل تجربی انجام شد. نتایج حاصل از پژوهش در چهار قسمت دسته بندی شدند: 1- نتایج آزمایشگاهی نشان داد که فقط در آزمایش مربوط به قطره چکان های با دبی 8 لیتر بر ساعت و عمق نصب 15 سانتی متر، عمق خیس شدگی زیر قطره چکان بیشتر از ارتفاع خیس شدگی بالای قطره چکان می باشد. 2- آنالیز حساسیت انجام یافته روی پارامترهای هیدرولیکی خاک نشان داد که حساسترین پارامتر، رطوبت اشباع خاک () بوده ولی پارامترهای پیوستگی منافذ خاک (l) و رطوبت باقی مانده () در روند شبیه سازی پیاز رطوبتی بی تاثیر بودند. 3- برای خاک مورد بررسی، چنانچه قطره چکان در عمق 15 سانتیمتری نصب شود در دبی های بیشتر از 2 لیتر بر ساعت جبهه رطوبتی به سطح خاک رسیده و باعث مرطوب شدن سطح خاک می گردد، در حالی که در عمق استقرار 30 سانتیمتر، حتی با دبی 8 لیتر بر ساعت جبهه رطوبتی به سطح خاک نمی رسد. بنابراین تلفات تبخیر از سطح خاک نیز به حداقل می رسد. 4- شاخص های آماری نشان دادند تفاوت چندانی بین نتایج مدل های تجربی و عددی و مقادیر مشاهداتی وجود ندارد به طوریکه RMSE نرمال شده برای مدل عددی و تجربی به ترتیب از 4/4 تا 2/6 و 4/3 تا 8 درصد متغیر بود. بنابراین می توان از نتایج مدل تجربی پیشنهاد شده و مدل عددی Hydrus برای برآورد پیاز رطوبتی استفاده نمود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، زیرسطحی، مدل تجربی، مدل عددی، مدل سازی معکوس
  • محسن دهقانی*، محمدرضا نوری امام زاده تی، علی شاهنظری، مهدی قیصری صفحات 1899-1910
    مدیریت آبیاری یکی از عوامل بسیار مهم و تاثیرگذار بر روند رشد و نمو گیاه ذرت است. هدف از این پژوهش بررسی چگونگی رشد و نمو گیاه ذرت در مدیریت های مختلف آبیاری جویچه ای بود. این پژوهش به صورت کرت های یک بار خرد شده، در قالب بلوک های کامل تصادفی در ایستگاه تحقیقاتی کبوترآباد اصفهان انجام شد. عامل اصلی شامل سه سطح رژیم آبیاری سطحی (100%) I1، (%80) I2، (%60) I3 و عامل فرعی شامل سه روش آبیاری جویچه ای مرسوم، یک در میان ثابت و متناوب بود. پارامترهای اندازه گیری شده شامل ارتفاع بوته، عملکرد تر و خشک اندام هوایی، سطح برگ و شاخص سطح برگ بود که در پنج مرحله از رشد گیاه ذرت علوفه ای انجام شد. نتایج نشان داد که تاثیر رژیم های مختلف آبیاری و نیز نوع روش آبیاری جویچه ای بر ویژگی های اندازه گیری شده اندام هوایی از نظر آماری در سطح یک درصد معنی دار بوده است. رژیم آبیاری I1 در حضور آبیاری جویچه ای مرسوم و رژیم  I3در روش آبیاری یک در میان ثابت به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر صفات مختلف رشد اندام هوایی داشتند. ارتفاع بوته، عملکرد تر و خشک در آبیاری جویچه ای مرسوم و رژیم I1 به ترتیب برابر190 سانتیمتر، 63978 و 20830 کیلوگرم در هکتار بود. همین صفات در رژیم آبیاری I3 و در روش آبیاری یک در میان ثابت به ترتیب برابر با  116 سانتیمتر، 33665 و 8053 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. با تغییر آبیاری جویچه ای مرسوم به آبیاری جویچه ای یک در میان تا مرحله برداشت ذرت علوفه ای، 12/39 درصد در آب کاربردی صرفه جویی شد و مقادیر کارآیی مصرف آب آبیاری نیز 37 درصد افزایش یافت. به طور کلی با اعمال شرایط کم آبیاری تا 20 درصد در آبیاری جویچه ای مرسوم و یا با کاربرد آبیاری جویچه ای متناوب، می توان ضمن صرفه جویی در مصرف آب و افزایش کارآیی مصرف آب به عملکرد قابل قبول نیز دست یافت.
    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای یک در میان، کارآیی مصرف آب، صرفه جویی آب، مراحل رشد ذرت
  • زهرا وارسته خانلری*، احمد گلچین، پریسا علمداری، سید عبدالله موسوی کوپر صفحات 1911-1925
    فعالیت کشاورزی، به ویژه کشت برنج مسئول عمده تخریب جنگل های طبیعی در شمال ایران است. این پژوهش به منظور بررسی اثر تبدیل جنگل طبیعی به شالیزار بر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و تعیین حساس ترین این پارامترها به آشفتگی یک اکوسیستم انجام گرفت. همچنین در این مطالعه برای ایجاد حداقل مجموعه داده از پارامترهای فیزیکی و شیمیایی اندازه گیری شده، از روش تجزیه به مولفه اصلی، استفاده گردید.  لذا دو کاربری (جنگل طبیعی و شالیزار) در استان گیلان انتخاب و نمونه برداری از 5 عمق (20-0، 40-20، 60-40، 80-60 و 100-80 سانتی متر) در سه تکرار صورت پذیرفت. بافت خاک، چگالی، رطوبت در گنجایش زراعی، رس قابل انتشار، میانگین وزنی قطر خاکدانه، پ. هاش، هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم، کربن آلی، نیتروژن کل، ظرفیت تبادل کاتیونی، کربوهیدرات های قابل عصاره گیری با اسید و کربوهیدرات های قابل عصاره گیری با آب داغ در هر عمق تعیین و نتایج به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی گردید. نتایج نشان داد با تغییر کاربری اراضی از جنگل بکر به شالیزار به طور میانگین در کل خاکرخ چگالی ظاهری (15 درصد) و رس قابل انتشار (33 درصد) افزایش یافت. درحالی که میانگین وزنی قطر خاکدانه (76 درصد)، محتوای کربن آلی (57 درصد)، نیتروژن کل (53 درصد) و ظرفیت تبادل کاتیونی (31 درصد) کاهش یافت. شاخص حساسیت (SI) نشان داد که در بین پارامترهای فیزیکی و شیمیایی به ترتیب میانگین وزنی قطر خاکدانه و کربن آلی در مقایسه با سایر پارامترها به تغییر کاربری اراضی حساس تر بودند. استفاده از تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی (PCA) در این مطالعه نشان داد که چهار عامل تقریبا بیش از 90 درصد واریانس را در مقادیر میانگین وزنی قطر خاکدانه، کربن آلی، چگالی، درصد رطوبت در ظرفیت مزرعه، کربوهیدرات های قابل عصاره گیر با اسید و کربوهیدرات های قابل عصاره گیر با آب داغ توجیه نمودند. این پارامترها بیش ترین برآورد اشتراکی بودن را نشان دادند و درصد رس کم ترین اهمیت نسبی در بین تخمین مقادیر اشتراک را نشان داد.
    کلیدواژگان: واژه های کلیدی: کیفیت خاک، تغییر کاربری، رس قابل انتشار، کربن آلی، تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی (PCA)
  • سید ما شااله حسینی*، علی تسلیمی، یعقوبعلی کرمی، منوچهر دستفال صفحات 1927-1936
    آزمایشی مزرعه ای به منظور بررسی تاثیر چند نوع کود زیستی نیتروژنی بر عملکرد و اجزای عملکرد دو رقم گندم چمران و شیرودی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در شهرستان داراب اجرا گردید. ارقام گندم (چمران و شیرودی) به عنوان کرت های اصلی و کودهای زیستی (نیتراژین عمومی + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A1) - نیتراژین ویژه غلات + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A2) - نیتروکارا + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A3)- نیتروکسین + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A4)- نیتروجی (ازتوباکتر) + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A5) - بیوفارم نیتروژنی + 60% نیتروژن خالص از منبع اوره (A6) - مصرف 100% نیتروژن خالص از منبع اوره (A7) - توصیه کودی  بر اساس آزمون خاک بدون مصرف نیتروژن (A8)) به عنوان کرت های فرعی در نظر گرفته شد. شاخص های اندازه گیری شده شامل ارتفاع بوته، تعداد سنبله در مترمربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و عملکرد در واحد سطح بودند. نتایج نشان داد که از لحاظ عملکرد اختلاف معنی داری بین ارقام گندم (P ≤0.05)  و کودها (P ≤0.01) وجود دارد. تیمار A4، بیشترین مقادیر را در شاخص های اندازه گیری شده به خود اختصاص داد. تیمار های A6 ,A3 ,A1 ,A2و A5 به ترتیب در مرحله بعد قرار گرفتند. تیمار A7 که منحصرا کود شیمیایی اوره بود در جایگاه بعدی قرار گرفت. بطور کلی کودهای زیستی استفاده شده در این تحقیق حاوی باکتری های تثبیت کننده نیتروژن از جنس ازتوباکتر و آزوسپیریلوم، در صورت همراهی با کود شیمیایی نیتروژنی اوره می تواند جایگزین مناسب و مطمئنی برای تامین بخشی از کودهای شیمیایی مصرفی نیتروژنه باشند.
    کلیدواژگان: ازتوباکتر، آزواسپریلیوم، اوره، تثبیت نیتروژن، کشاورزی پایدار
  • افسانه شهسواری زاده، جواد ظهیری*، احمد جعفری صفحات 1937-1949
    در حال حاضر روش های متنوعی برای استحصال انرژی و تولید برق از انرژی امواج وجود دارد که یکی از ساده ترین و کاربردی ترین روش ها استفاده از ستون نوسانی آب می باشد. ستون نوسانی آب از یک محفظه تشکیل شده که بالا و پایین آمدن موج در داخل محفظه به ترتیب باعث تولید فشار دینامیکی مثبت و منفی شده که به نوبه خود می تواند باعث چرخش توربین قرار گرفته در انتهای مجرا گردد. در این تحقیق جهت بررسی تاثیر زبانه انتهایی بر میزان کارایی سیستم سه مدل فیزیکی بدون زبانه انتهایی، زبانه 50 و 100 میلی متری در فرکانس های مختلف به کار گرفته شد. علاوه بر این از آنالیز ابعادی جهت برآورد فشار دینامیک ایجاد شده با توجه به پارامترهای موثر استفاده گردید. جهت بررسی کارایی سیستم و ارائه رابطه نهایی فشار دینامیک تولید شده بر اساس آنالیز ابعادی، فشار دینامیک در مجرای انتهایی در دو حالت دم و بازدم اندازه گیری شد. نتایج تحقیق نشان داد که وجود زبانه باعث افزایش قابل توجه فشار دینامیکی در مجرای سیستم می گردد و با افزایش ارتفاع زبانه، کارایی سیستم نیز افزایش می یابد. در حالت دم، وجود زبانه انتهایی باعث افزایش نسبت فشار در بعضی از فرکانس ها تا 2 برابر و برای حالت بازدم تا 4 برابر گردیده است. براساس رابطه به دست آمده توسط آنالیز ابعادی و تحلیل حساسیت صورت گرفته مشخص شد که ارتفاع موج و ارتفاع زبانه انتهایی بیشترین تاثیر را بر روی فشار دینامیک دارا هستند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که جهت رسیدن به بهترین کارایی سیستم، می بایستی ارتفاع زبانه انتهایی با توجه به فرکانس و ارتفاع امواج تعیین گردد.
    کلیدواژگان: انرژی موج، ستون نوسانی آب، فشار دینامیک، تحلیل حساسیت
  • منصور چترنور، احمد لندی*، احمد فرخیان فیروزی، علی اکبر نوروزی، حسینعلی بهرامی صفحات 1951-1962
    سطح وسیعی از اراضی شور و نیمه شور استان خوزستان به علت عدم پوشش سطحی و مقاومت کم خاک در برابر باد فرساینده به کانون های مستعد تولید ریزگرد تبدیل شده اند. هدف از این پژوهش مدل سازی شوری خاک مناطق حساس به تولید ریزگرد استان خوزستان با روش طیف سنجی امواج مرئی و مادون قرمز نزدیک (2500-350 نانومتر) بود. از مدل های چند متغیره رگرسیون حداقل مربعات جزئی، شبکه عصبی مصنوعی و مدل جنگل تصادفی برای مدل سازی شوری خاک به کار گرفته شد. طیف بازتابی خاک با دستگاه طیف سنج زمینی (FieldSpec) تعیین شد. همچنین روش های پیش پردازش فیلتر ساویتزی گولای، مشتق اول به همراه فیلتر ساویتزی گولای (FD-SG)، مشتق دوم به همراه فیلتر ساویتزی گولای (SD-SG)، روش نرمال سازی استاندارد (SNV) و روش حذف پیوستار (CR)، جهت حذف نویز و افزایش دقت مدل های چند متغیره مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل ترکیبی حداقل مربعات جزئی- شبکه عصبی مصنوعی با معیارهای ارزیابی (65/2 - 40/3 =(RPDcal در برآورد شوری خاک دقت مناسبی دارد. در مقابل مدل ترکیبی حداقل مربعات - جنگل تصادفی نیز کمترین دقت (98/1-85/0= (RPDcal را نشان داد. پیش پردازش طیف اصلی در دو مدل شبکه عصبی و رگرسیون حداقل مربعات جزئی سبب افزایش نسبی دقت مدل شد درحالی که در مدل جنگل تصادفی پیش پردازش سبب کاهش دقت برآورد مدل، نسبت به طیف اصلی شد. محدوده 1800،1900، 2000، 2300 و 1500 نانومتر به عنوان طول موج کلیدی متاثر از شوری خاک شناسایی شد. از طول موج های کلیدی به دست آمده، می توان در مطالعات دورسنجی و تهیه نقشه شوری مناطق حساس به تولید گرد و غبار استان خوزستان استفاده کرد.
    کلیدواژگان: رگرسیون حداقل مربعات جزئی، پیش پردازش، فیلتر ساویتزی گولای، طول موج کلیدی، مدل جنگل تصادفی
  • بیژن صداقت مصعبی، زهرا آقاشریعتمداری*، سمیه حجابی، خلیل قربانی صفحات 1963-1973
    تابش خورشیدی علاوه بر استفاده در مدل های اقلیمی، نقشی تعیین کننده در برنامه های توسعه تاسیسات خورشیدی در مکان های مختلف دارد. با پیشرفت های چشم گیر در حوزه مخابرات و ارتباطات، استفاده از تصاویر ماهواره ای برای دیدبانی سطح زمین، نقش گسترده تری نسبت به دیدبانی های مرسوم پیدا کرده است. محصولات سنجنده MODIS بصورت رایگان در دسترس عموم قرار دارد و با پیکسل های 1km×1km  از تفکیک مکانی قابل قبولی برخوردار است. در این پژوهش سعی شده در چهار ایستگاه در گستره ی ایران با استفاده از داده های سطح زمین و اتمسفر این سنجنده بعنوان ورودی مدل پارامتریکی و مدل تجربی انگستروم-پرسکات، مقدار تابش کل روزانه (بر حسب وات بر مترمربع) محاسبه شود و نهایتا با مشاهدات سطح زمین مقایسه گردد. خروجی مدل تجربی انگستروم-پرسکات با داده های اخذ شده از سنجنده ی مادیس (APRS) در برابر خروجی همین مدل با داده های پایش شده در سطح زمین (APGS) مقایسه شدند. با مقایسه نتایج می توان دریافت که مدل  APRSدقت بهتری نسبت به مدل APGS در روزهای ابری دارد. به صورتی که مقدار شاخص های RMSE  و MBE در روزهای ابری برای مدل APRS به ترتیب برابر 74/41 و W/m2 70/19 است و برای مدل APGS به ترتیب برابر 60/43 و W/m2 25/34 است. با این حال دقت مدل APGS در روزهای آفتابی بالاتر از مدل APRS بود. هر چند محدودیت داده های زمینی (که به صورت نقطه ای دیدبانی می شوند) می تواند عاملی تاثیرگذار در انتخاب یکی از این دو مدل باشد. همچنین نتایج نشان دهنده ی دقت بالای مدل پارامتریکی (W/m25/16RMSE = و 93/0R2 =) مخصوصا در روزهای ابری می باشد. از نگاهی دیگر، با وجود دقت بالای مدل پارامتریک، مدل انگستروم-پرسکات با استفاده از داده های ماهواره از فرآیندی آسان برخوردار است. هرچند که برای  واسنجی ضرایب آن در مناطق متفاوت به داده های ساعات آفتابی با طول دوره مناسب نیاز است.
    کلیدواژگان: برآورد تابش خورشید، سنجنده MODIS، مدل پارامتریک، مدل انگستروم-پرسکات
  • رضا سعیدی، مسعود سلطانی*، عبدالمجید لیاقت، عباس ستوده نیا صفحات 1975-1983
    افزایش نرخ رشد جمعیت و کاهش منابع آب تجدیدپذیر، منجر به اتخاذ راه کارهایی برای استفاده از منابع آب باکیفیت پایین در بخش کشاورزی شده است. در این تحقیق، آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی با اعمال تنش شوری یک و دو مرحله ای در طول دوره رشد ذرت انجام شد. تیمار شوری در چهار سطح؛ (S1)5/1، (S2)5/2، (S3)4 و (S4)5/5 دسی‏زیمنس بر متر و تیمار مراحل رشد شامل تک مرحله؛ (P1)4برگی، (P2) گل‏دهی، (P3) شیری شدن دانه ها و جفت مرحله؛ P1P2، P1P3 و P2P3، در سه تکرار اجرا شد. در پایان دوره رشد، بیشترین عملکرد ذرت در تیمار P1S1 به مقدار 8/136 گرم بر بوته و کمترین آن در تیمار P2P3S4  به مقدار 7/41 گرم بر بوته بود. تیمارهای P1P2 وP1P3 با وجود پذیرش دوبار تنش در طول دوره رشد، نسبت به تیمار P2 و P3، به طور متوسط 33 و 17 درصد افزایش عملکرد داشت. درحالی که تیمار P2P3 نسبت به تیمار P2 و P3، 2/6 و 23 درصد کاهش عملکرد داشت. نتایج نشان داد که اعمال تنش شوری در مراحل اولیه رشد، ذرت را در مراحل حساس رشد، نسبت به تنش مذکور مقاوم می کند. بنابراین در بهره برداری تلفیقی از منابع آب شور و شیرین، زمان بندی استفاده از آب شور حائز اهمیت خواهد بود.
    کلیدواژگان: تابع عملکرد، شوری، مراحل حساس به شوری، ذرت
  • محسن کریمی پوچ، خلیل اژدری*، سید حسین حسینی، روزبه موذن زاده، حسن گلی صفحات 1985-1999
    در این تحقیق پارامترهای نشت در پی مطبق  دو لایه و سه لایه  یک سد انحرافی به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش هد بالادست مقدار دبی خروجی افزایش می یابد. روند افزایش برای دانه بندیd50= 0.6 mm   وd50= 1.2 mm  میلیمتر مشابه و محدوه تغییرات زیاد بوده اما برای دانه بندیd50= 0.2 mm  میلیمتر محدوه تغییرات دبی کم است. برای پی های دو لایه بهترین عملکرد در کنترل جوشش، آرایش  d50= 0.2 mmو d50=1.2 mm  و با هد بالادست 465 میلیمتر بود. همچنین آرایش d50= 0.6 mm  و d50= 0.2 mm  حداقل دبی نشت را بدون حضور پرده آب بند در حدود 266/0میلی لیتر بر ثانیه داشت. در حضور پرده آب بند نیز بهترین عملکرد در کنترل دبی نشت آرایشd50= 0.6 mm, d50=0.2 mm   بود و دبی نشت در حدود 066/0 میلی لیتر بر ثانیه به دست آمد. در کنترل گرادیان هیدرولیکی، در حالت بدون پرده آب بند و با پرده آب بند بهترین عملکرد به ترتیب مربوط به آرایشd50= 1.2 mm, d50= 0.6 mm  و d50= 0.6 mm, d50= 0.2 mm به ازای هد بالادست 410 میلیمتر در حدود 002/0 و 0011/0 بود. در آرایش سه لایه، آرایش های d50= 0.2 mm,   d50= 0.6 mm, d50=1.2 mm و  d50=1.2 mm, d50= 0.6 mm, d50= 0.2 mm بهترین عملکرد را در کنترل پدیده جوشش داشتند به طوری که به ترتیب به ازای هد بالادست 490 میلیمتر و 480 میلیمتر اتفاق افتاد. بهترین آرایش به لحاظ کنترل دبی نشت بدون حضور پرده آب بند و با پرده آب بند آرایش d50= 0.2 mm, d50= 0.6 mm, d50=1.2 mm و d50= 0.2 mm, d50=1.2 mm, d50= 0.6 mm بود که مقدار دبی نشت به ترتیب در حدود 533/0 و 433/0 میلی لیتر بر ثانیه به دست آمد. بررسی نتایج پی ها نشان داد که استفاده از پی های چند لایه می تواند راهکاری موثر در کاهش گرادیان هیدرولیکی، کنترل پدیده جوشش و دبی نشت باشد.
    کلیدواژگان: پتانسیل هیدرولیکی، پرده آب بند، پی دو لایه و سه لایه، دبی نشت، گرادیان هیدرولیکی
  • نرگس مهری، محمد بی جن خان* صفحات 2001-2007
    شیر کنترل دبی یکی از سازه هایی است که بدون استفاده از تمهیدات الکترونیکی فقط با انجام برخی اقدامات مکانیکی می تواند برای تحویل آب به صورت حجمی در خطوط لوله مورد استفاده قرار گیرد. برای مدل سازی ریاضی شبکه های تحت فشار، شیرفلکه ها با مقادیر افت آنها (یا روند تغییرات افت) به برنامه ها معرفی می شوند. از این رو، اطلاع از روند تغییرات افت در هر نوع از شیرفلکه ها بسیار ضروری است. در تحقیق حاضر به برآورد ضریب افت انرژی در شیرهای کنترل دبی پرداخته شده است. برای این منظور، شیرهای کنترل برای دبی های طراحی 5 و 10 لیتر بر ثانیه ساخته شدند و عملکرد آنها به صورت آزمایشگاهی آزمون گردید. نتایج نشان داد که شیر کنترل دبی می تواند با دقت مطلوبی علی رغم تغییرات فشار، دبی تقریبا ثابتی را تحویل دهد. میزان افت انرژی ناشی از قسمت ورودی شیر کنترل دبی و کل سازه به صورت جداگانه مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت. با اندازه گیری ضریب افت انرژی در ورودی سازه و همچنین افت کل سازه مشاهده شد که در فشار های پایین، میزان ضریب افت انرژی در ورودی جریان تاثیر بسزایی در افت کل دارد. همچنین ملاحظه شد که با افزایش اختلاف فشار بین بالادست و پایین دست سازه، ضریب افت انرژی کل افزایش می یابد. به عبارت دیگر به لحاظ هیدرولیکی عامل اصلی ثابت ماندن دبی در شیرهای کنترل، تغییرات هوشمند افت متناسب با افزایش یا کاهش اختلاف فشار در خط انتقال است. در انتها با انجام آنالیز ابعادی روابطی تجربی برای محاسبه ضریب افت ارائه شد.
    کلیدواژگان: تحویل حجمی آب، شیر کنترل دبی، ضریب افت انرژی
  • شیلا خواجوی شجاعی، عبدالامیر معزی*، مجتبی نوروزی مصیر، مهدی تقوی زاهد کلایی صفحات 2009-2021

    نیترات و آمونیوم از آلاینده های مهم اکوسیستم های آبی هستند که سبب ایجاد غنی شدن منابع آبی می شوند.  استفاده از جاذب های طبیعی، ارزان و دوستدار محیط زیست می تواند راهکار مناسبی برای حذف نیترات و آمونیوم از محیط های آبی باشد. هدف از این پژوهش، بررسی توانایی زغال زیستی گیاه نی (Phragmites australis) در جذب نیترات و آمونیوم از محلول آبی بود. برای این کار، زغال زیستی نی در دمای 500 درجه سلسیوس تهیه و ویژگی های آن اندازه گیری شد. آزمایش های جذب سطحی و تاثیر برخی از پارامترهای موثر بر فرایند جذب نیترات و آمونیوم به وسیله زغال زیستی نی شامل غلظت اولیه، زمان تماس، pH و مقدار زغال زیستی، به صورت پیمانه ای بررسی شد. جذب نیترات و آمونیوم توسط زغال زیستی نی به ترتیب پس از گذشت 480 و 240 دقیقه به تعادل رسید. pH بهینه در حذف نیترات و آمونیوم به ترتیب برابر 3 و 9 بود. کارایی حذف نیترات و آمونیوم با افزایش زمان تماس و مقدار جاذب افزایش یافت. مدل سینتیک شبه درجه دوم توصیف مناسبی از فرایند جذب آمونیوم (99/0r2 =) و نیترات (97/0r2 =) ارائه داد. مدل های لانگمویر (99/0r2 =) و فروندلیچ (99/0r2 =) به ترتیب بهترین برازش را برای داده های آمونیوم و نیترات نشان دادند. به طورکلی نتایج این پژوهش نشان دهنده توانایی بالای زغال زیستی نی برای جذب نیترات (5/73 میلی گرم بر گرم) و آمونیوم (6/42 میلی گرم بر گرم) بود. بنابراین زغال زیستی نی پس از جذب نیترات و آمونیوم به دلیل ظرفیت مناسب در تامین بخشی از نیتروژن موردنیاز گیاهان، پتانسیل خوبی به عنوان یک اصلاح کننده خاک دارد.

    کلیدواژگان: جاذب آلی، جذب سطحی، زغال زیستی نی، نیتروژن، همدما
  • فروزان احمدی، کاظم نصرتی*، محمد مهدی حسین زاده صفحات 2023-2035
    تولید رسوب از مهم ترین مسائل زیست محیطی حوزه های آبخیز است که بشدت حیات انسانی و زندگی جانوری را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین حفاظت خاک و مبارزه با فرسایش از ضروری ترین اقداماتی است که بایستی به آن توجه شود. با توجه به این که عوامل مختلفی مانند تغییر کاربری اراضی می تواند بر میزان رسوب دهی حوضه ها اثر گذارد، پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر رسوب دهی حوضه کوهدشت واقع در غرب استان لرستان انجام گرفت. به این منظور ابتدا تغییرات کاربری با استفاده از تصاویر ماهواره ای بررسی و سپس میزان دبی رسوب با استفاده از داده های دبی جریان و غلظت رسوب ایستگاه هیدرومتری کشکان افرینه در خروجی حوضه محاسبه شد. سهم هر یک از کاربری های اراضی در تولید رسوب با استفاده از تکنیک منشایابی رسوب بر اساس مدل عدم قطعیت Bayesian برآورد شد. نتایج نشان داد، تغییر کاربری از مرتع و جنگل به کشاورزی قابل توجه بوده به طوری که از سال 1361 تا سال 1395 به ترتیب حدود 49 و 8/24 درصد از زمین های مرتع و جنگل کاهش یافته و 5/47 درصد به زمین های کشاورزی اضافه شده است. نتایج بررسی داده های ایستگاه هیدرومتری کشکان افرینه نشان داد، میانگین دبی رسوب از 954/5 تن در روز منتهی به سال 1361 به میانگین 079/7 تن در روز منتهی به سال 1395 رسیده است. نتایج مدل منشایابی رسوب نیز نشان داد اراضی کشاورزی بیشترین سهم را در تولید رسوب منطقه دارد. سهم (عدم قطعیت 5 تا 95 درصد) هر یک از منابع کشاورزی، مرتع و جنگل در تولید رسوب به ترتیب برابر با 95 (99-86)، 3 (12-0) و 9/0 (3-0) درصد و ضریب اهمیت نسبی هرکدام از این منابع به ترتیب برابر با 5/1، 28/0 و 03/0 محاسبه شد. این نتایج نشان می دهد، مهم ترین عامل در افزایش دبی رسوب، تغییر کاربری از مرتع و جنگل به کشاورزی است.
    کلیدواژگان: منابع رسوب، عدم قطعیت، دبی رسوب، لرستان
  • مرتضی خوش سیما، حمیده نوری* صفحات 2037-2049
    استفاده از آب های نامتعارف از جمله آب های شور برای آبیاری، با توجه به افزایش روز افزون تقاضای آب در مناطق خشک و نیمه خشک امری اجتناب ناپذیر است. به منظور بررسی اثر تنش شوری بر رشد و عملکرد سه هیبرید ذرت در شرایط استفاده از آبیاری قطره ای نواری، آزمایشی در سال 1396 به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل سه هیبرید ذرت (سینگل کراس 704، سینگل کراس 400 و سینگل کراس 260) و سه سطح شوری آب آبیاری 7/0، 3 و 5 دسی زیمنس بر متر بودند. برای اطمینان از جوانه زنی بذرها، تمامی تیمارها از مرحله جوانه زنی تا ارتفاع 40 سانتی متری ذرت با آب شیرین آبیاری شده و سپس تنش شوری اعمال شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس و مقایسه میانگین صفات اندازه گیری شده (وزن تر علوفه تولیدی، وزن خشک، عملکرد دانه، وزن هزار دانه، شاخص سطح برگ و ارتفاع گیاه) نشان داد که این صفات تحت تاثیر سطوح مختلف شوری اختلاف معنی داری را داشتند، به طوری که بالاترین مقدار هر یک از این صفات در تیمار شاهد و پایین ترین مقدار آن در تیمار حداکثر شوری مشاهده شد. همچنین نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها نشان دهنده اثر معنی دار هیبرید بر روی اکثر صفات اندازه گیری شده بود، به طوری که بیشترین مقدار مربوط به رقم سینگل کراس 704 بود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، بهره وری آب، شوری آب، عملکرد، هیبرید های ذرت
  • ندا جعفری، سید محمد علی زمردیان*، مسیح ذوالقدر صفحات 2051-2061
    در سال های اخیر دلیل تخریب بسیاری از پل ها آبشستگی تکیه گاه اعلام شده است. تحقیقات بسیاری به کم کردن آبشستگی تکیه گاه به کمک سازه هایی که اثر تخریبی جریان را بهبود می بخشند پرداخته اند. در این مطالعه به بررسی آبشستگی آب زلال در دو تکیه گاه عمودی با عرض های مختلف پرداخته شده است. دیواره ی بالادست تکیه گاه با المان هایی برای کاهش گردابه های نعل اسبی محافظت شده است. اندازه های مختلف المان ها با ضخامت و پیش آمدگی برابر با L025/0، L05/0، L1/0، L2/0، L3/0 (L برابر با طول تکیه گاه) و در ارتفاع های مختلف کارگذاری بر دو تکیه گاه با طول برابر و عرض یکی دو برابر دیگری مورد بررسی قرار گرفته اند. ارتفاع بهینه اعمال زبری، برابر با L6/0 زیر سطح رسوب به دست آمد. با بزرگتر شدن ابعاد المان ها تا ضخامت و پیش آمدگی L2/0، آبشستگی اطراف تکیه گاه کم می شود و پس از آن با بزرگتر شدن المان ها آبشستگی افزایش پیدا می کند. کارگذاری المان های با ضخامت و پیش آمدگی L2/0 در عمق L6/0 زیر رسوب بر تکیه گاه با عرض کمتر، کاهش آبشستگی به میزان 4/30 درصد و بر تکیه گاه با عرض بیشتر کاهش آبشستگی به میزان 8/32 درصد را نتیجه داد.
    کلیدواژگان: آبشستگی تکیه گاه، المان های زبری، عمق بهینه کارگذاری
  • مهری سعیدی نیا*، سید حمزه حسینیان، فرهاد بیرانوند صفحات 2063-2072
    با توجه به اهمیت کشت گیاهان دارویی از جمله گیاه مرزه در سطح وسیع و وضعیت منابع آب کشور، تعیین میزان تبخیر و تعرق، اسانس و عملکرد گیاهان دارویی تحت تنش آبی از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به اینکه در زمینه برآورد میزان تبخیر و تعرق و ضرایب گیاهی مرزه تحقیق قابل توجه و جامعی انجام نشده است، برای این منظور، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان در سال 1396 انجام گرفت. برای این منظور از مینی لایسیمترها (گلدان‎ها) با قطر 25 و ارتفاع 30 سانتی متر استفاده گردید. در این تحقیق آبیاری به روش وزنی انجام گرفت. تیمارهای آبیاری شامل T100: تامین 100 درصد نیاز آبی، T80: تامین 80 درصد نیاز آبی، T60: تامین 60 درصد نیاز آبی، T40: تامین 40 درصد نیاز آبی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد صفات مورفولوژیک (ارتفاع گیاه، تعداد شاخه فرعی، قطر ساقه، قطر و طول ریشه و ماده خشک) تحت تاثیر تنش آبی به صورت معنی داری کاهش یافتند. میزان ماده خشک (برگ و گل و سرشاخه) در تمام تیمارها از T100 تا T40 به ترتیب برابر 9/1731، 9/1640، 9/1529 و 6/1408 کیلوگرم بر هکتار، درصد اسانس برابر 08/1، 30/1، 58/1 و 2 درصد و میزان تبخیر و تعرق، برابر 68/758، 74/653، 47/566 و 21/479 میلی متر حاصل شد. در تیمار 40 درصد نیاز آبی، میزان ماده خشک 19 درصد کاهش یافت، درصد اسانس دو برابر شد و بهره وری مصرف آب 29 درصد افزایش یافت. در این تحقیق میزان ضریب حساسیت گیاه مرزه به تنش آبی برابر 61/0 به دست آمد. با توجه به عدد مذکور، به نظر می‎رسد گیاه مرزه در شرایط گلدانی نسبت به تنش آبی نسبتا مقاوم است.
    کلیدواژگان: تنش آبی، صفات مورفولوژیک، ضریب حساسیت، لایسیمتر، مرزه
  • زینب میخک بیرانوند، سعید برومند نسب*، عبدالرحیم هوشمند صفحات 2073-2083
    بالا بودن نیترات در منابع آبی باعث مشکلات بهداشتی و زیست محیطی متعددی می گردد. به همین منظور در این پژوهش از تثبیت نانو ذرات زئولیت اصلاح شده توسط سورفکتانت کاتیونی بر روی بستر سنگدانه های پامیس جهت حذف نیترات مازاد از محلول های آبی استفاده گردید. نانو ذرات زئولیت پس از اصلاح توسط سورفکتانت CTAB بر روی بستر سنگدانه های پامیس تثبیت و مشخصات فیزیکی و ساختاری جاذب آماده شده با  تکنیک های XRD، EDAX و SEM بررسی گردید. در این تحقیق از روش سطح پاسخ بر مبنای طراحی باکس بنکن جهت ارزیابی اثر متغیرهای مستقل  pH (5-9)، دما (15-45 درجه سانتی گراد) و مقدار جاذب (5-15 گرم) بر عملکرد پاسخ و همچنین پیش بینی بهترین مقدار پاسخ استفاده شد. نتایج نشان داد که حداکثر راندمان حذف نیترات در شرایط بهینه پیش بینی شده توسط مدل (دمای 34 درجه، pH برابر با 5 و مقدار جاذب 15 گرم) برابر با 26/52 درصد بود. همچنین با افزایش مقدار جاذب و زمان تماس میزان حذف نیترات افزایش یافت در حالی که با افزایش pH و غلظت اولیه نیترات راندمان حذف آن کاهش پیدا کرد. در نهایت نتایج نشان داد که سنگدانه های پامیس پوشش داده شده با نانوذرات زئولیت می تواند به عنوان جاذب موثر و در عین حال قابل دسترس برای حذف آلاینده ها مورد استفاده قرار بگیرد.
    کلیدواژگان: حذف نیترات، پامیس اصلاح شده، طراحی باکس بنکن
  • نصرت الله اسدی، کامران داوری*، حسین انصاری، علی نقی ضیایی، علیرضا فریدحسینی صفحات 2085-2097

    مدیریت منابع آب در حوضه های آبریز دارای ابعادی گسترده و پیچیده ای بوده که خصوصا برای تصمیم گیری جهت انتقال آب بین حوضه ها همواره با مسائل چالشی مانند اثرات زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی مواجه است. در این پژوهش سامانه تصمیم یار چندمعیاره جهت تخصیص منابع آب شرب، صنعت و کشاورزی برای انتقال آب از مازندران به گلستان توسعه یافته است. برنامه ریزی منابع آب و تعیین آب مازاد قابل انتقال توسط مدل WEAP، تعیین ضرایب معیارهای مختلف اقتصادی، اجتماعی، فنی، منابع آب و زیست محیطی به کمک نرم افزار Expert Choice انجام و ارتباط بین موارد اشاره شده به کمک نرم افزار Excel صورت پذیرفت. سه گزینه انتقال آب شامل گزینه 1) انتقال آب از بالادست اراضی زراعی با انتقال آب مازاد کانال چالوس، گزینه 2) انتقال آب از بالادست اراضی زراعی بدون انتقال آب مازاد کانال چالوس، گزینه 3) انتقال آب از پایین دست اراضی زراعی در کنار دریا تعریف و با کمک ارزیابی چندمعیاره مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تخصیص 2/82 میلیون مترمکعب برای شرب و 5/10 میلیون مترمکعب برای مصارف کشاورزی با معیارهای اقتصادی، اجتماعی، فنی، منابع آب و زیست محیطی گزینه بهینه برای انتقال آب از استان مازندران به استان گلستان بوده (گزینه 2) و دارای بیشترین امتیاز در ارزیابی چندمعیاره معادل 33/7 می باشد. مدل تصمیم یار چندمعیاره براساس گزینه منتخب توسعه یافته، بگونه ای که امکان بررسی سناریوهای مختلف وجود داشته و می تواند تصمیم گیرندگان و متولیان امر را در خصوص برنامه ریزی و تخصیص منابع آب در سطح حوضه یاری نماید. نتایج خروجی مدل نشان داد که در نظر گرفتن شاخص های اقتصادی به تنهایی نمی تواند منجر به تصمیم درست در چگونگی تخصیص منابع آب و خصوصا انتقال آب از حوضه مبدا به حوضه مقصد باشد و علاوه بر ملاحظات اقتصادی می بایست معیارهای اجتماعی، زیست محیطی، منابع آب و فنی را با بهره گیری از ارزیابی چندمعیاره مد نظر قرار داد.

    کلیدواژگان: مدیریت منابع آب، انتقال آب بین حوضه ای، تخصیص منابع آب، تحلیل سلسله مراتبی، سامانه تصمیم یار چندمعیاره
|
  • Mahboobeh Kiani Harchegani *, Seyed Hamidreza Sadeghi Pages 1843-1854

    Increasing knowledge and soil quality evaluation in different ecosystems is important to improve sustainable land use management and to decrease land degradation. Therefore, the present study was planned to analyse the effects of different land use (irrigated farms, rain fed farms, orchards and rangelands), texture and topography on soil quality of Shazand Watershed with an area of 1740 km2. For this purpose, 140 soil samples were taken from top layer of the soil (0 to 30 cm) from homogeneous units representing an area of more than one square kilometers. Hence, various soil properties such as electrical connectivity (EC), pH, bulk density (BD), gravel, sand, silt, clay, calcium carbonate (CaCO3), nitrogen (N), soil organic carbon (SOC) were analyzed. Consequently, the effect of land uses, textures, slopes, and elevation on the measured soil properties were examined using multivariate analysis of variance (MANOVA). The result of MANOVA indicated that the different land uses had no significant effect (P> 0.05) on different soil properties. Also, the minimum effective properties on soil quality were determined by the minimum data set (MDS) with the help of principal components analysis (PCA). Finally, soil quality index values were calculated using discriminant analysis (DA). The results of PCA and DS showed that the EC, OM, CaCO3 and pH were influenced by soil texture, slope and elevation, respectively. Then, the comparison of mean soil quality values using the least significant differences (LSD) indicated poor soil quality on slopes less than 15% and elevations above 2000 m. The results of this research could be used for choosing appropriate management practices to control land degradation and to achieve sustainable development goals in different ecosystems of Shazand Watershed.

    Keywords: Calcareous Soils, Discriminant analysis test, Minimum Data Set, topography
  • Sedigheh Avazpour, Bahram Bakhtiari *, Kourosh Qaderi Pages 1855-1869
    In this study, the capability of multi-layer perceptron (MLP) and multivariate linear regression methods were evaluated to estimate the total solar radiation. For this purpose, the daily weather data of 25 years (1992-2017) including maximum temperature, mean temperature, relative humidity, sunshine hours and solar radiation were used in the five synoptic stations (Bandarabbas, Zanjan, Shiraz, Kerman and Mashhad). The inputs used in the models included various combinations of these variables, and the output was the solar radiation. To evaluate the performance of these models, Determination of Coefficient (R2), Root Mean Squared Error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE) and Index of Agreement (IA) were used. In order to train the structure of the ANN, two Bayesian-regularization (Br) and Levenberg-Marquardt (LM) algorithms were compared. Moreover, the training and validation processes were performed. The results of regression model showed that all the input variables are effective on the solar radiation estimation at Bandarabbas, Zanjan and Shiraz, but the effect of relative humidity on radiation at Kerman and Mashhad stations was low. The ANN application with two algorithms showed that Bandarabbas and Kerman stations using the Br algorithm and Zanjan, Shiraz and Mashhad using the LM algorithm give a good result. The lowest values of RMSE, MAE and the highest value of IA and R2 related to Kerman station were 2.799, 0.94, 0.954 and 0.838, respectively. As a main result, the comparison between computation and observation data showed that the ANN model gives better results than the linear regression model for estimation of radiation.
    Keywords: Feed forward back propagation, Solar radiation, Radiation Modeling, Linear Correlation
  • Ghazal Yarizadeh, Ebrahim Amiri Tokaldany *, Abdolmajid Liaghat Pages 1871-1883
    One of the brine waste disposal options used by developed countries is “evaporation ponds”. In order to increase the efficiency of evaporation ponds in terms of increasing the amount of evaporation and consequently, decreasing the amount of required area for ponds, this subject has been paid more attention by researchers. As, the evaporation rate from ponds is the most important component, the possibility of saving solar energy and releasing the stored heat by Zeolite was studied in this research to increase the evaporation potential of the pond. For this purpose different amounts and types of Zeolite were examined and the Zeolite 13x was chosen. The experiments have been carried out on the platform of Karaj Meteorological Station using two evaporation pans; a test pan including the setup used in this research, and a synoptic available pan as the control pan. The results showed by using different mass of Zeolite (43.8 to 525.1 g/m2), the evaporation rate increases 4 to 22% as compared to the control pan. Also, the effect of Zeolite on evaporation rate from saline water was investigated. The results showed that the evaporation rate decreases as compared to the one from Zeolite pond with fresh water. Also, a linear relationship was established between different percentages of salinity and evaporation rates. The results of this study showed by considering saline drainage water, the price of Zeolite and land for construction of evaporation ponds, it is possible to increase the amount of evaporation rate from evaporation ponds and consequently reduce the dimensions of these ponds for economical purposes. Therefore, it is possible to prevent agricultural drainage disposal into rivers.
    Keywords: Evaporation from free water surface, Evaporation ponds, Solar energy, Zeolite, Disposing brine
  • Zahra Eskandari Tadavani, Khalil Azhdary *, Mehdi Delghandi, Seyyed Hossein Hosseini, Vajiheh Dorostkar Pages 1885-1897
    Subsurface drip irrigation has been widely applied in arid area as a water-saving irrigation technology. But, a comprehensive knowledge of wetting pattern in drip Irrigation is essential for designing and managing such system. Simulation models have been proved to be useful method for this purpose. Therefore, this research was carried out to investigate the dimensions of wetting pattern in subsurface drip irrigation in a clay loam soil using invers modeling method with Hydrus 2D and based on experimental results and empirical models. The results were categorized into four sections: 1. Laboratory results showed that only for emitters with 8 liters per hour and installed at 15 cm depth, the wetted dimension below the emitter is more than the one above the emitter. 2. Sensitivity analysis on soil hydraulic parameters showed that the most sensitive parameter is θs, but the soil porosity continuity (l) and the remaining moisture content (θr) are not effective parameters. 3. Wetting front in emitters with discharge rate more than 2 liters per hour and installed at 15 cm depth in the clay loam soil is reached to the soil surface, while it does not reach to the soil surface in the emitters installed at 30 cm depth, even with discharge rate up to 8 liters per hour. Therefore, the evaporation rate from the soil surface is minimized. 4. Statistical indices showed that there is no significant differences among the empirical, numerical and the observation data, so that the normalized RMSE for the numerical and empirical models varied from 4.4 to 6.2 and 3.4 to 8 percent, respectively. Consequently, the results of this study showed that the proposed empirical model and Hydrus model can be used for estimation of wetting pattern in the soil.
    Keywords: Drip Irrigation, Subsurface, Empirical model, Numerical model, Reverse modeling
  • Mohsen Dehqani *, Mohamadreza Nouri Emamzadei, Ali Shahnazari, Mahdi Gheisari Pages 1899-1910
    Irrigation management is one of the most important factors affecting the maize growth. The purpose of this study was to investigate the impact of different furrow irrigation management on maize growth. This research was carried out as split plot in a randomized complete block design at Kabootarabad Research Station in Isfahan Province. The main factor included three levels of surface irrigation regime; I1 (100%), I2 (80%), I3 (60%) and the sub-factor included conventional, alternative and constant irrigation methods. The studied parameters were plant height, fresh and dry yield, leaf area and leaf area index, which were measured at five stages of maize growth. The results showed that the effect of different irrigation regimes and different types of furrow irrigation was statistically significant on forage maize properties at 1% level. The highest impact on growth properties was corresponded to I1 regime and conventional furrow irrigation and the lowest one was corresponded to I3 regime and constant alternative furrow irrigation. plant height, fresh and dry yield in conventional and standard irrigation were equal to190 cm, 63978 and 20830 kgha-1 respectively. The same traits in I3 irrigation regime and constant alternative furrow irrigation were obtained 116 cm, 33635 and 8053 kgha-1 respectively. Changing the conventional furrow irrigation to constant alternate furrow irrigation until the harvesting stage led to save water consumption 39.3% and water use efficiency was increased 37%. Generally, by executing deficit irrigation up to 20% in conventional furrow irrigation or by using alternative furrow irrigation, in addition of saving water consumption and increasing irrigation water use efficiency, a reliable yield can be produced.
    Keywords: Alternative furrow irrigation, Water use efficiency, Water saving, Maize growth stages
  • Zahra Varasteh Khanlari *, Ahmad Golchin, Parisa Alamdari, Saead Abdollah Mosavi Kupar Pages 1911-1925
    Agricultural activity, especially cultivating rice, is one of the main reason of the destruction of natural forests in the north of Iran. This study was performed to investigate the effects of changing natural forest to Paddy Field on some physical and chemical properties of the soil and to determine the most sensitive indices to the disturbance of an ecosystem. Moreover, in this study, the Principal Component Analysis (PCA) method was used to create a minimum set of data from measured physical and chemical parameters. Accordingly, two land uses (natural forest and paddy field) were selected in Gilan province and soil samples were collected from five different depths (0-20, 20-40, 40-60, 60-80, and 80-100) three times. Soil texture, density, field capacity, dispersible clay, mean weight diameter (MWD), pH, electrical conductivity, calcium carbonate, organic carbon, total nitrogen, cation exchange capacity, extractable carbohydrates with acid and extractable carbohydrates with hot water at each depth were measured and the results were analyzed as factorial in a completely randomized design. The results indicated that by changing the land use from forest to paddy field, the average apparent density of the soil profile (15%) and dispersible clay (33%) were increased. However, the MWD (76%), organic carbon content (57%), total nitrogen (53%), and cation exchange capacity (31%) were reduced. The sensitivity index (SI) showed that among the physical and chemical parameters, MWD and organic carbon content were respectively more sensitive than the other parameters to land use change. The results of PCA revealed that the four factors could almost justify more than 90% of the variance in MWD, organic Carbone, density, moisture content in field capacity, extractable carbohydrates with acid, and extractable carbohydrates with hot water. These parameters showed the highest commonality and the clay percentage had the minimum relative importance among the estimation of commonality values.
    Keywords: Soil quality, Land Use Change, Dispersible clay, Organic carbon, Principal Component Analysis (PCA)
  • Seyed Mashaallah Hosseini *, Ali Taslimi, Yaghoobali Karami, Manuchehr Dastfal Pages 1927-1936
    A field experiment was carried out in order to investigate the effect of several types of nitrogen biofertilizer on yield and yield components of two wheat cultivars (Chamran and Shiroudi) as split plots based on randomized complete block design with three replications in Darab city. Wheat cultivars (spring type Chamran and Shiroudi) were considered as main plots and biological fertilizers (General Nitragin (A1) – Nitragin special Cereal (A2) –Nitrokara (A3) –Nitroxin (A4) – Nitrogy (A5) – Nitrogen biofarm (A6) – 100% pure Nitrogen (A7= 400 kg ha-1 as urea) – without Nitrogen application (A8)) as subplots. The measured indices included plant height, number of spikes per square meter, number of seeds per spike, 1000 grain weight and yield per unit area. According to the results, there was a significant difference between wheat cultivars (P ≤0.05) and fertilizers (P ≤ 0.01).  The treatment A4 (nitroxin + 60% pure nitrogen from urea source) obtained the highest values for the measured indices. The A2, A1, A3, A6 and A5 treatments were arranged in the next step, respectively. A7 treatment, which was exclusively urea, was arranged in the next step. Generally, the biofertilizers applied in this study containing nitrogen fixation bacteria (NFB) from Azotobacter and Azospirilum genuse, if accompanied with nitrogen fertilizer like Urea, could be a suitable and safe alternative for supplying a part of nitrogen chemical Fertilizers.
    Keywords: Azotobacter, Azosperilium, Nitrogen fixation, Sustainable agriculture, Urea
  • Afsaneh Shahsavarizadeh, Javad Zahiri *, Ahmad Jafari Pages 1937-1949
    There are different methods to extract energy and generating electricity from waves, which one of the simplest and most practical methods is oscillating water column (OWC). The OWC system consists of a chamber in which the wave motion inside the chamber produces a positive and negative dynamic pressure. This pressure causes turbine rotation placed at the end of the duct. In this study, three physical models; without back wall, 50 mm and 100 mm wall draft at different frequencies were used to investigate the effect of the back wall draft on the system performance. In addition, dimensional analysis has been performed to estimate the dynamic pressure based on the effective parameters. In order to evaluate the system efficiency and present the dynamic pressure formula based on dimensional analysis, the dynamic pressure at the end of chamber in both inhale and exhale modes were measured. The results of this research showed that the existence of back wall causes a significant increase in dynamic pressure and as the wall height increases, the system performance improves. In the inhale mode, the presence of the back wall causes an increase in the pressure ratio at some frequencies up to two times and for exhale mode up to four times. Based on the formula derived from dimensional analysis and sensitivity analysis, the wave height and the back wall draft have the most effectiveness on dynamic pressure. The results show in order to obtain the best system efficiency, the height of the back wall draft should be determined according to the wave height and frequency.
    Keywords: Wave energy, Oscillating water column, Dynamic pressure, Sensitivity analysis
  • Mansour Chatrenor, Ahmad Landi *, Ahmad Farrokhian Firouzi, Aliakbar Noroozi, Hosseinali Bahrami Pages 1951-1962
    A broad area of saline and semi-saline lands of Khuzestan province have changed into centers susceptible to dust production due to eroded wind and lack of surface coating and low soil resistance. The objective of this study was to model the soil salinity of sensitive areas to dust production in Khuzestan Provenience usin spectrometry method of visible and near-infrared wavelengths (2500-350 nm). The least square multivariate regression model, artificial neural network and random forest model were used to estimate soil salinity. The main soil spectrum was determined using the FieldSpect machine. Also, preprocessing methods including Savitzky-Golay filter, the first derivative with the Savitzky-Golay filter (FD-SG), the second derivative with the Savitzky-Golay filter (SD-SG), the standard normalization method (SNV), and the continuum remove method (CR) were used to eliminate the noise and to increase the accuracy of the multivariate model. The results showed that the combined model partial least squares-artificial neural network model with assessment criteria (RPDcal = 3.40-2.65) has high accuracy for salinity estimation. In contrast, the combined model of least squares - random forest showed the lowest accuracy (RPDcal = 0.85-1.98). Preprocess of the main spectrum in two models (neural network and partial least squares regression) increased the relative accuracy of the model; while in the random forest model, preprocess reduced the accuracy of the model compared to the main spectrum. The ranges of 1800, 1900, 2000, 2300 and 1500 nm were recognized as "the key wavelengths" impressed by soil salinity. The key wavelengths can be used in remote sensing studies and mapping of soil salinity in areas sensitive to dust production in Khuzestan province.
    Keywords: Partial least squares regression, Preprocessing, Savitzky-Golay filter, Key wavelengths, Random forest model
  • Bijan Sedaqat Masabi, Zahra Aghashariatmadari *, Somayyeh Hejabi, Khalil Ghorbani Pages 1963-1973
    In addition to use in climate models, solar radiation plays a decisive role in development of solar systems programs in different areas. With significant advances in telecommunication and communication sector, the use of satellite imageries for land-based observations has found a wider role than traditional observations. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) satellite products are available to the public free of charge and have a reasonable resolution of 1km × 1km. In this research, it was tried to calculate the amount of total solar radiation in 4 stations in Iran, using the Earth's surface and atmospheric MODIS data as an input of the parametric and the Angström-Prescott (AP) models and to compare the results with ground-level observations. The AP model output obtained from the MODIS data (APRS) was compared with the AP model output obtained from ground level observation data (APGS). By comparing the results, it was found that the APRS model is more accuracy than the APGS model on cloudy days. So that the amount of RMSE and MBE indices for the APRS model on cloudy days were 41.74 W/m2 and 19.70 W/m2, respectively, and for APGS model were 43.6 W/m2 and 34.25 W/m2, respectively. However, the accuracy of the APGS model on sunny days was higher than that of the APRS model. Although the limitations of ground data (point observations) could be an effective factor in choosing one of both models. Results also indicate a high accuracy of the parametric model (RMSE = 16.56 W/m2 and R2 =0.93), especially on cloudy days. On the other hand, despite of high accuracy of the parametric model, the application of APRS model is easy. However, long period sunshine hour’s data are needed for calibration of AP coefficients in different regions.
    Keywords: Solar radiation estimation, MODIS, Parametric model, Angstrom-Prescott model
  • Reza Saeidi, Masoud Soltani *, Abdolmajid Liaghat, Abbas Sotoodehnia Pages 1975-1983
    Increasing population growth and reducing water resources have led to use low-quality water resources in agricultural sector. In this study a factorial experiment in a randomized complete block design was conducted to apply salinity stress on one and two stages of maize growth period. Irrigation water salinity treatments including four levels; S1(1.5), S2(2.5), S3(4.0) and S4(5.5 dS.m-1) and the application time (growth stages) of salinity stress including six levels; 4-leaf stage (P1), flowering stage (P2), milking stage (P3), 4-leaf and flowering stages (P1P2), 4-leaf and milking stages (P1P3) and flowering and milking stages (P2P3) were performed. At the end of growth period, the highest maize yield (136.8 g/plant) was corresponded to P1S1 treatment the lowest one (41.7 g/plant) was corresponded to P2P3S4 treatment. The maize yield increased 17 and 33% in P1P3 and P1P2 treatments as compared to P3 and P2 treatments, respectively, although they received salinity stresses two times during their growing periods.  While, the yield reduced 6.2 and 23% in P2P3 treatment as compared to P2 and P3 treatments, respectively. The results showed that the application of salinity stress in the early growth stages makes the crop to be resistant to salinity stress during the sensitive growth stages. Therefore, the application time of saline water will be important in terms of conjunction use of fresh and saline water resources.
    Keywords: Yield function, salinity, Salinity sensitive growth stages, maize
  • Mohsen Karimi Pouch, Khalil Azhdary *, Seyyed Hossein Hosseini, Roozbeh Moazenzadeh, Hassan Goli Pages 1985-1999
    In this study seepage factors in two-layered and three-layered foundation of a diversion dam was investigated experimentally. Results showed by increasing the upstream head, outlet discharge increases. The trend of discharge increase was similar and the variations range was high for d50=0.6 mm and d50=1.25 mm, but the range of discharge variations was low for d50=0.24 mm. For two-layered foundations, the arrangement of D50=0.2 mm and D50=1.2 mm with 465mm upstream head was the best performance for piping control. Also the arrangement of D50=0.6 and D50=0.2 mm without cutoff had the least seepage discharge (about 0.266 mlit/s). In the presence of cutoff, the best performance for piping control was obtained for the arrangement of D50=0.6-0.2 mm and the seepage discharge was about 0.066 mlit/s. The arrangements of D50=1.2 mm, D50=0.6 mm without cutoff and D50=0.6 mm, D50=0.2 mm with cutoff had the best performance for hydraulic gradient control which were about 0.002 and 0.0011 for 410 mm upstream head, respectively. For three-layered foundation, the arrangements of D50=0.2 mm, D50=0.6 mm, D50= 1.2 mm and D50=1.2 mm, D50=0.6 mm, D50=0.2 mm showed the best performance for piping control so that piping was happened in 490 and 480mm upstream heads, respectively. The best arrangements in terms of  seepage discharge control, without and with cutoff were respectively (D50=0.2 mm, D50=0.6 mm, D50= 1.2 mm) and (D50=0.2 mm, D50=1.2 mm, D50=0.6 mm) with 410mm upstream head, in which the seepage discharges were obtained about 0.533 and 0.433 mlit/s, respectively. The results of this study showed that the multi-layered foundations could be considered as an effective alternative in reduction of outlet gradient and control of piping and seepage discharge.
    Keywords: Hydraulic potential, Cut off, Two-layered, three-layered foundation, Seepage discharge, Hydraulic gradient
  • Narges Mehri, Mohammad Bijankhan * Pages 2001-2007
    Discharge control valve is a device for volumetric water delivery purposes without using electronic facilities. For analytical modeling of pressurized pipe networks, valves are introduced with their head loss properties. Therefore, any information about the valve head loss is very crucial. In this study, the head loss coefficient in discharge control valves is estimated. For this purpose, control valves were fabricated for the design discharges of 5 and 10 l/s and their performances were tested experimentally. The results indicated that the discharge control valves could accurately deliver an almost constant discharge, irrespective to the pressure fluctuations. The head-loss of entrance and all parts of the valve were investigated experimentally. Measuring the associated head loss coefficients indicated that the entrance head loss is significant in low differential pressures. Also, it was observed by increasing the differential pressure, the total head loss increases as well. From the hydraulic point of view, the main reason creating a relatively constant discharge through the valve is increasing/decreasing the head-loss proportional to increasing/decreasing the differential pressure. Finally, based on Buckingham analysis, empirical formulas were presented to define the head-loss coefficients.
    Keywords: Volumetric water delivery, Discharge control valve, Head-loss coefficient
  • Shila Khajavi Shojaei, Abdolamir Moezzi *, Mojtaba Norouzi Masir, Mehdi Taghavi Zahedkolaei Pages 2009-2021

    Nitrate and ammonium are the major contaminants of aquatic ecosystem causing eutrophication in water resources. Application of natural, inexpensive and ecofriendly adsorbents can be a useful approach for ammonium and nitrate removal from aqueous solutions. The aim of this study was to investigate the ability of common reed biochar to absorb nitrate and ammonium from aqueous solution. For this purpose, the common reed biochar was prepared at 500°C and its characteristics were measured. The effect of initial concentration, contact time, pH and biochar dosage on nitrate and ammonium adsorption was studied using batch experiment. Adsorption of nitrate and ammonium by biochar reached to equilibrium after 480 and 240 minutes, respectively. The optimal pH for removal of nitrate and ammonium was 3 and 9, respectively. The efficiency of nitrate and ammonium removal increased with increasing contact time and dose of biochar. The pseudo second order kinetic model provides a good description for the adsorption process of ammonium (r2=0.994)  and nitrate (r2 =0.970). Langmuir and Freundlich isotherms showed the best fit for ammonium and nitrate experimental data, respectively. Generally, the common reed biochar showed a high capacity for adsorption of nitrate (73.52 mg g-1) and ammonium (42.55 mg g-1). Therefore, the exhausted adsorbents containing ammonium and nitrate has a good potential as a soil conditioner that can supply part of plant''s need to nitrogen.

    Keywords: Adsorption, Common reed biochar, Isotherm, nitrogen, Organic adsorbent
  • Forouzan Ahmadi, Kazem Nosrati *, Mohammad Mehdi Hoseinzadeh Pages 2023-2035
    Sediment yield is the most important environmental issues in watershed basins which greatly affects human and animal life. Therefore, soil conservation and sediment control is one of the most important measures that should be paid attention. As various factors such as land use change can affect sediment yield,  this study was performed to investigate the effect of land use change on sediment yield of Kouhdasht basin, located in the west of Lorestan province. For this purpose firstly, land use changes were investigated using satellite imagery and then sediment discharge was estimated using discharge and sediment concentration data of Kashkan Afrine station located at the basin outlet. Finally, the contribution of land use in sediment yield was estimated using the fingerprinting technique based on the Bayesian uncertainty model. The results showed that the change in land use from grazing land and forest to agriculture was significant. So that during 1361-1395, 49 and 24.8% of the grazing and forest lands were reduced, respectively and agricultural lands increased by 47.5%. Also the results obtained from Kashkan Afrine station data showed that the average sediment discharge increased from 5.954 ton/day in 1361 to 7.079 ton/day in 1395. The results of fingerprinting sediment model indicated that the agricultural lands have the most contribution in sediment yield. The contribution (uncertainty of 5 to 95%) of agriculture, grazing land and forest in sediment yield were calculated to be 95 (86-99), 3.1 (0-12) and 0.9 (0-3) percent, respectively and the relative importance of each resources was calculated to be 1.5, 0.28 and 0.03, respectively. These results indicated that the most important factor increasing sediment discharge is the land use change from forest and rangeland to agriculture.
    Keywords: Sediment sources, Uncertainty model, Sediment discharge, Lorestan
  • Morteza Khoshsima, Hamideh Noory * Pages 2037-2049
    The application of marginal water, such as saline water for irrigation, is inevitable due to increasing demand for water in arid and semi-arid regions. In order to study the effect of salinity stress on growth and yield of three fodder maize hybrids using drip-tape irrigation, a factorial experiment in randomized complete block design was carried out in 2017. The treatments consisted of three maize hybrids (SC 704, SC 400 and SC 260) and three levels of water salinity (0.7, 3 and 5 dS/m). To ensure seed germination, all treatments were irrigated with fresh water from germination stage to 40 cm height of corn and then salinity stress was applied. The results of variance analysis and comparison of mean measured charactristics (fresh and dry weight of forage, grain yield, 1000-grain weight, leaf area index and plant height) showed that there were significant differences among charactristics under different levels of water salinity. The most and the least amount of each charactristic were observed in the control and maximum salinity stress treatments, respectively. The result of this study showed a significant effect of maize hybrid type on most of the measured charactristics, as the most amounts was found in SC 704.
    Keywords: Drip Irrigation, Water Productivity, Water salinity, yield, Maize hybrids
  • Neda Jafari, Seyed Mohammad Ali Zomorodian *, Masiih Zolghadr Pages 2051-2061
    In the recent years, the failure of many bridges has reported due to local scour around abutment. Many studies have focused on reducing the scour with the help of structures reducing the destructive effects of flow. In this study, the scouring effect on two vertical wall abutments with different widths was investigated using clean water. Where the upstream face of the latter is protected with roughening elements as devices to intercept the down flow responsible for the formation of the principal vortex. Different sizes of the elements with thicknesses and protrusions equal to 0.025L, 0.05L, 0.1L, 0.2L and 0.3L (L is the length of the abutment) placed at different elevations on abutments were investigated. The optimum elevation of roughening elements obtained at 0.6L below the bed level. As the thickness and protrusion dimensions of the elements increases to 0.2L, scour depth around the abutment decreases, and after that increases if the element size become larger. In conclusion, the roughening elements with thickness and protrusion equal to 0.2L and placement of 0.6L below the sediment bed reduced the scour depth 30.4 and 32.8% at the small and large abutments, respectively.
    Keywords: Abutment Scour, Roughening Elements, Optimum Application Depth of Roughening Elements
  • Mehri Saeedinia *, Seyed Hamzeh Hosseinian, Farhad Beiranvand Pages 2063-2072
    Regarding the importance of medicinal plants cultivation such as Satureja hortensis and the state of the country's water resources, determination of medicinal plants' evapotranspiration, essential oil content and yield is very important under water stress. As, no comprehensive research has been done on determining evapotranspiration, essential oil content and morphological factors of Satureja hortensis under drought stress conditions, an experiment was conducted at research field of  Agricultural faculty in Lorestan University in 2017. For this purpose, mini lysimeters (pots with 25 cm in diameter and 30 cm in height) were used. In this research, irrigation was done by weighing method. Irrigation treatments included T100: supplying 100% of water requirement, T80: supplying 80% of water requirement, T60: supplying 60% of water requirement and T40: supplying 40% of water requirement. The results showed that all morphological characteristics (plant height, number of branches, stem diameter, as well as dry weight of leaf and flowering shoot, roots and stems) decreased significantly under water stress conditions. The dry matter (consist of leaf, flower and branch) in all treatments from T100 to T40 were 1731.92, 1640.9, 1529.9 and 1408.6 kg/ha, the essential oil percent were 1.08, 1.3, 1.58 and 2% and the amount of evapotranspiration were 758.68, 653.75, 566.47 and 479.208 mm, respectively. In T40 treatment the biomass decreased by 19%, the essential oil percent became double and water use efficiency increased by 29%. In this study, the yield response factor to water stress was estimated to be 0.61. According to this value, it seems Satureja hortensis is relatively resistant to water stress (under the condition of using pots).
    Keywords: lysimeter, morphological characteristics, response factor, Satureja hortensis, water stress
  • Zeinab Mikhak Beiranvand, Saeed Boroomand Nasab *, Abdolrahim Hooshmand Pages 2073-2083
    High nitrate concentration in water resources leads to many health and environmental problems. In this study, stabilization of the zeolite nanoparticles modified by cationic surfactant was applied on the pumice bed to remove excess nitrate from aqueous solutions. Zeolite nanoparticles, following modification by CTAB surfactant, were stabilized on the substrate of pumice aggregate and their physical and structural characteristics were investigated by XRD, EDAX, and SEM analyses. In this research, the response surface method based on the Box-Behnken model was used to evaluate the effects of independent variables pH (5-9), temperature (15-45 ºC), and adsorbent dosage (5-15 g) on the response function and to predict the best response value. The results revealed that the maximum nitrate removal efficiency predicted by the model was 52.26 % in optimal conditions (temperature 34°C, pH 5 and adsorbent amount of 15 g). Also, the nitrate removal rate was increased by increasing the adsorbent dosage and contact time, while the removal efficiency decreased with increasing pH and initial nitrate concentration. The study showed that the modified pumice aggregates could be used as an effective and economical adsorbent for removal of pollutants.
    Keywords: Nitrate Removal, Modified Pumice, Box Behnken
  • Nosratollah Assadi, Kamran Davary *, Hossein Ansari, Ali Naghi Ziaei, Alireza Faridhosseini Pages 2085-2097

    Water resources management in the basins has a wide and complex dimension, which is always faced with challenges such as environmental, socio-economic impacts, especially for decision-making on water transfer among basins. In this research, a multi-criteria decision Support system has been developed to allocate drinking, industrial and agricultural water and transfer water from Mazandaran to Golestan Provinces. Planning water resources, determining transferable surplus water by WEAP model, determining various coefficients of economic, social, technical, water resources and environmental criteria using Expert Choice software and their connection by Excel software were performed. Three Alternatives for transferring water including 1: transferring water from agricultural land upstream with Chalous excess water 2: transferring water from agricultural land upstream without Chalous excess water 3: transferring water from agricultural land downstream near the sea were defined and evaluated using multi-criteria evaluation. The results of the model showed that allocation of 82.2 million cubic meters for drinking and 10.5 million cubic meters for agricultural uses, considering the economic, social, technical, water resources and environmental criteria, is the optimum alternative for transferring water from Mazandaran province to Golestan province (Alternative 2) and it has the highest score (7.33) in the multi-criteria evaluation. Multi-criteria decision support system model was developed on the basis of the selected option, so that it is possible to examine different scenarios and can help decision-makers and planners to plan and allocate water resources at the basin level. The outputs of the model showed that considering economic indicators lonely could not lead to a proper decision for allocating water resources, especially for water transfer between the basins. Thus, in addition to economic considerations, it is necessary to consider the social, environmental, water resources and technical criteria using a multi-criteria evaluation.

    Keywords: water resources management, inter basin water transfer, water resources allocation, Analytical Hierarchy process, Multi criteria decision support system