فهرست مطالب

آبیاری و زهکشی ایران - سال سیزدهم شماره 5 (آذر و دی 1398)

مجله آبیاری و زهکشی ایران
سال سیزدهم شماره 5 (آذر و دی 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/11/08
  • تعداد عناوین: 30
|
  • سعید زمانی، روح الله فتاحی* صفحات 1182-1190

    عملکرد مطلوب گسیلنده ها مهمترین عامل افزایش کارآیی سیستم‎های آبیاری موضعی است. اما تغییرات فشار در این سیستم‎ها و حساسیت متفاوت گسیلنده‎ها به این تغییرات باعث بروز عدم یکنواختی توزیع آب می‏گردد. در این پژوهش، گسیلنده‎های کنترل کننده فشار (PCOD-4)، لوله دریپردار (PCID-4)، قطره‎چکان دبی متغیر (OD-V) و بابلر (B-60)، جهت تعیین محدوده فشاری که دارای کارآیی بهینه هستند، بر مبنای استاندارد انجمن مهندسان کشاورزی آمریکا ((ASAE ارزیابی شدند. نتایج مطالعات نشان داد که در کلیه فشارهای آزمایش، عملکرد قطره‎چکان OD-V مطلوب نبوده و پارامترهای یکنواختی گسیلنده PCOD-4 و PCID-4 در فشارهای 1 و 5/1 و گسیلنده B-60 نیز در فشارهای 2 و 5/2 بار بهینه هستند و عملکرد آنها در سایر فشارها کمتر از مقدار مورد انتظار بوده است. بنابراین پیشنهاد گردید از گسیلنده‎های مذکور در شرایط بهینه فشاری استفاده گردد و بطور مشابه برای دیگر گسیلنده‎ها نیز ابتدا طی آزمون آزمایشگاهی، بازه فشاری بهینه تعیین شده و نتایج حاصله مبنای طراحی و مدیریت سیستم آبیاری قرار گیرد.

    کلیدواژگان: گسیلنده، یکنواختی پخش آب، سیستم آبیاری موضعی، فشار
  • سید معین الدین رضوانی، حمید زارع ابیانه*، محسن گودرزی صفحات 1191-1203
    بخش کشاورزی عمده ترین مصرف کننده آب در ایران است. محدودیت منابع آب منجر به استفاده از فناوری های جدید از جمله کشت گلخانه ای برای بهره برداری بهینه از این منابع شده است. در کشت گلخانه ای مدیریت شرایط اقلیمی بسیار مهم است. با هدف بررسی شرایط اقلیمی و توزیع مکانی و زمانی رطوبت (کمبود فشار بخار) و تعرق، مطالعه ای در گلخانه ای تجاری با مدیریت بهره بردار و وسعت 4333 مترمربع با 4 اندازه گیری 24 ساعته در فصل های سرد و گرم سال انجام شد. با توجه به مرحله رشد محصول (ارتفاع و حجم پوشش گیاهی) بین 21 تا 33 دیتالاگر دما و رطوبت نسبی داخل گلخانه را در دو ارتفاع در سطح افقی ثبت می کردند. بررسی توزیع کمبود فشار بخار با توجه به معیارهای موجود نشان داد با وجود مطلوب بودن دامنه میانگین کمبود فشار بخار، توزیع آن در ساعات مختلف شبانه روز و در سطح گلخانه می تواند بسیار متغیر باشد و دامنه ای از شرایط نامطلوب تا مطلوب را داشته باشد. توزیع تعرق نیز تقریبا منطبق بر توزیع کمبود فشار بخار در گلخانه بود. درصد تفاوت حداکثر و حداقل تعرق تغییرات مجموع تعرق روزانه در سطح گلخانه در اندازه گیری های زمستان در سطح گلخانه 21 تا 46 و در بهار 28 درصد بود. در نتیجه بیان وضعیت اقلیمی گلخانه تنها با استفاده از میانگین پارامترهای اقلیمی بدون در نظر گرفتن توزیع مکانی (در سطح گلخانه) و زمانی (شبانه روز) آن ها می تواند سبب بروز خطا در تنظیم شرایط اقلیمی گلخانه شود. هم چنین شناخت تفاوت های مقدار و توزیع تعرق می تواند در بهینه کردن برنامه آبیاری با هدف افزایش کارایی و کاهش مصرف آب استفاده شود.
    کلیدواژگان: رطوبت، خیار، گوجه فرنگی، همگنی، یکنواختی
  • رضا صادق منصوری، منا گلابی*، سعید برومند نسب، معصومه صالحی صفحات 1204-1221
    مشکل شوری منابع آب و خاک و کمبود منابع آب با کیفیت از تهدیدهای اصلی توسعه کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک مثل خوزستان است. با توجه به مشکلات موجود، روش کم آبیاری، استفاده از زهاب های با شوری بالا، کاشت گیاهان مقاوم به شوری و افزایش بهره وری آب راه کارهای مدیریتی مناسبی هستند. در این راستا مطالعه ای با هدف تعیین ضریب حساسیت آبی، ضریب تنش شوری و بهره-وری کوشیا در شرایط تنش شوری و کم آبی در اهواز انجام شد. کرت های اصلی شامل سطوح شوری آب کارون (با شوری متوسط 5/2 دسی زیمنس بر متر)، 10، 15 و 20 دسی زیمنس بر متر و کرت های فرعی شامل سه سطح آبیاری 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه بودند. ضریب تنش شوری در این تحقیق بین 06/0 و 89/0 بدست آمد. نتایج نشان داد که با افزایش شوری ضریب حساسیت به شوری (Ks) کاهش یافت. هم چنین نتایج نشان داد که ضرایب Ks بدست آمده در حالت ترکیب تنش شوری با کم آبی 50 درصد بیشتر از ترکیب تنش شوری با کم آبی 75 درصد است. میانگین ضریب Ky به دست آمده در این تحقیق در شرایط کم آبیاری 75% و 50% نیاز آبی به ترتیب 19/0 و 60/0 بدست آمد و نشان می دهد گیاه کوشیا ضریب حساسیت به خشکی پایینی دارد که بیانگر تحمل بالای این گیاه بدون کاهش عملکرد شدید در شرایط تنش خشکی می باشد. هم چنین نتایج نشان داد که میزان بهره وری آب در تولید علوفه گیاه کوشیا حتی در شرایط تنش شدید و توام شوری و کم آبی، قابل قبول و بالا می باشد. در این تحقیق مشاهده شد که شوری باعث کاهش میزان بهره وری آب می-شود و بهره وری آب در شرایط کم آبیاری بیشتر از آبیاری کامل است. در کل، نتایج این مطالعه نشان داد که کوشیا می تواند به عنوان یک گیاه علوفه ای مناسب در مناطقی مثل اهواز که آب آبیاری و خاک از کیفیت مطلوبی برخوردار نیست (حتی بدون نیاز به آبشویی و اصلاح خاک که هزینه زیادی را متوجه تولیدکنندگان می کند) کشت شود.
    کلیدواژگان: آبشویی، بهره وری، زهاب، ضریب حساسیت
  • کیومرث روشنگر، صنم بیوگ آقازاده، سیدمهدی ثاقبیان* صفحات 1222-1232
    تخمین دقیق مقاومت جریان در لوله های انتقال آب یکی از مهمترین موضوعات در زمینه مهندسی آب و هیدرولیک می باشد. به دلیل پیچیدگی پدیده های هیدرولیکی مقاومت جریان تخمین وتعیین معادلات حاکم بر آن مشکل است. مدل های کلاسیک ریاضی در این راستا از دقت کافی برخوردار نیستند. در این مقاله با استفاده از 300 داده آزمایشگاهی ضریب زبری در لوله های جمع آوری آب باران با شرایط مرزی متفاوت (بستر صلب و بستر رسوبگذاری شده) تخمین زده شده است. سه سناریو بر اساس پارامترهای هیدرولیکی، و مشخصات ذرات رسوبی بدون و با در نظر گرفتن دبی رسوبی به عنوان پارامتر ورودی) با استفاده از روش برنامه ریز بیان ژن تخمین زده شده و نرخ تاثیر پارامترهای ورودی در هر حالت مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت. مشاهده گردید که در حالت بستر صلب مدل با پارامترهای ورودی شامل عمق نسبی جریان، اندازه بدون بعد ذرات، عدد فرود معین و دبی رسوبی و در حالت بستر رسوبگذاری شده مدل با پارامترهای ورودی عمق و عرض نسبی بستر رسوبی، عدد فرود معین دبی رسوبی نتایج مطلوب تری را ارائه می دهند. بهترین نتایج برای سری داده های آزمون برای حالت بستر رسوبگذاری شده با مقادیر R=0.9، DC=0.73 و RMSPE=10.9 بدست آمد. یکی از قابلیت های برنامه ریزی بیان ژن ارائه فرمول صریح برای ضریب زبری می باشد. لذا، برای مدل برتر سناریوهای در نظر گرفته شده روابط صریحی ارائه گردید. همچنین مطابق نتایج حاصله، آنالیز سری داده ها به صورت جداگانه منجر به جواب های دقیق تری نسبت به ترکیب داده ها گرددید.
    کلیدواژگان: بستر صلب، ضریب مقاومت جریان، آبروهای جمع آوری آبهای سطحی، برنامه ریزی بیان ژن
  • مهدی محمدی قلعه نی*، کیومرث ابراهیمی صفحات 1233-1245
    رودخانه ها یکی از مهم ترین منابع آب در دسترس می باشند که با توجه به ورود انواع آلاینده ها، نگرانی های زیادی در مورد حفاظت کیفی آنها وجود دارد. مدل سازی و ارزیابی عوامل موثر از اولین گام های مدیریت کیفی آب رودخانه ها می باشد. هدف مقاله حاضر ارزیابی میزان تغییرات اکسیژن محلول رودخانه سفیدرود در اثر تغییر پارامترهای موثر بر آن می باشد. برای دستیابی به هدف مذکور، پس از واسنجی و صحت سنجی نتایج شبیه سازی پارامترهای کیفیت آب سفیدرود با استفاده از مدل Qual2kw، آنالیز حساسیت این مدل با استفاده از نرم افزار YASAIw انجام شد. داده های مورد استفاده شامل داده های هیدرولیکی، عمق، سرعت، دبی و همچنین کیفیت و آلاینده های ورودی به رودخانه در بازه ای 110 کیلومتری پایین دست سد سفیدرود تا دریا طی آذر 1386، تیر، مهر و آبان 1387، بهمن 1389، فروردین، خرداد و مرداد 1390 در 12 ایستگاه نمونه برداری می باشد. نتایج نشان داد که کمترین مقادیر مجذور میانگین مربعات خطای نرمال شده در مراحل واسنجی و صحت سنجی مدل برای پارامتر pH به ترتیب برابر 06/0 و 04/0، و بیشترین آن برای پارامتر فسفر کل به ترتیب برابر 08/1 و 96/0 می باشد. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که اکسیژن محلول در رودخانه سفیدرود بیشترین حساسیت را به ترتیب نسبت به ضریب هوادهی، عمق جریان و ضریب زوال اکسیژن خواهی بیوشیمیایی دارد.
    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، صحت سنجی، ضریب هوادهی، واسنجی، QUAL2Kw
  • فاطمه دولابی، ابوالفضل اکبرپور*، محمد اکبری، علی محتشمی صفحات 1246-1256
    آب به عنوان یکی از اساسی ترین نیازهای بشری از دیرباز مورد توجه و استفاده انسان بوده است. مصارف گوناگون آب همچون استفاده از آن در صنعت، کشاورزی و مصرف خانگی از یک سو و کمبود آن از سوی دیگر سبب بهره برداری از منابع آب زیرزمینی شده است. برداشت بی رویه از آبخوان ها در شرایط رخداد خشکسالی در دهه های اخیر سبب شده است تا منابع آب زیرزمینی با افت شدیدی روبه رو شود. تغذیه آبخوان ها از طریق تزریق چاه یکی از روش ها برای احیای منابع آب زیرزمینی قلمداد می شود. هدف اصلی در این مطالعه بررسی تاثیر چاه تزریق در تغذیه آبخوان آزاد با استفاده از روش عددی بدون شبکه پتروو-گالرکین محلی است. تابع تقریب و تابع وزن استفاده شده در این مطالعه تابع حداقل مربعات متحرک و کیوبیک اسپلاین می باشد. سطح آب زیرزمینی در حالت بهره برداری در شرایط غیرماندگار مدل سازی گردید. و نتایج حاصل از آن با روش تفاضل محدود، المان محدود و حل تحلیلی مقایسه شد. خطای کم روش بدون شبکه حاکی از دقت مطلوب این روش می باشد. سپس آبخوان در حالت تغذیه مدل سازی گردید و ارتفاع آب بالا آمده ناشی از آن مشخص شد. نهایتا تحلیل حساسیت بر روی پارامتر های ضریب انتقال، آبدهی ویژه و نرخ دبی برداشت صورت گرفت. سطح آب بالا آمده وابستگی بیشتری به پارامترهای ضریب انتقال و نرخ دبی نسبت به ضریب آبدهی ویژه دارد.
    کلیدواژگان: آبخوان آزاد، تغذیه آبخوان، روش عددی بدون المان
  • زهرا مردانی، کیومرث ابراهیمی*، شهاب عراقی نژاد، عبدالمجید لیاقت صفحات 1257-1269
    در مقاله حاضر با بکارگیری یک مدل دو بعدی افقی آزمایشگاهی به بررسی اثر تغییر غلظت آلودگی بر ضرایب پراکندگی طولی و عرضی محیط متخلخل اشباع پرداخته شده است. محلول کلرید سدیم با پنج غلظت متفاوت 2.5، 5، 7.5، 10 و 12.5 گرم در لیتر به عنوان ردیاب استفاده شد. مقادیر غلظت در گام های زمانی یک ثانیه به وسیله ی رابطه حاصل از حل تحلیلی معادله دو بعدی همرفت - پخشیدگی با بهینه سازی ضرایب پراکنده پذیری طولی و عرضی برآورد و سپس با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شد. نتایج نشان داد که مقادیر پراکنده پذیری طولی با افزایش غلظت افزایش و مقادیر پراکنده پذیری عرضی با افزایش غلظت کاهش می یابد. همچنین سرعت پخش آلودگی در جهت طولی بیشتر از سرعت پخش آن در جهت عرضی است. به بیان دیگر سهم همرفت در انتقال آلودگی بیشتر از سهم پراکندگی هیدرودینامیکی است. بر اساس نتایج، مقدار کاربردی و قابل استفاده ضرایب پراکنده پذیری طولی برای شرایط اندازه گیری شده برای غلظت های 2.5، 5، 7.5، 10 و 12.5 گرم بر لیتر به ترتیب برابر 1012*3.57، 1013*2.29، 1013*3.57، 1013*7.43 و 1014*2.16 متر و مقادیر ضرایب پراکنده پذیری عرضی در محدوده ای مشابه به ترتیب برابر 27800، 26400، 25800، 25200، 24900 متر بدست آمد. ضمنا با افزایش فاصله از نقطه رهاسازی ردیاب مقادیر پراکنده پذیری طولی کاهش ناچیزی داشت، اما مقادیر پراکنده پذیری عرضی با افزایش فاصله از نقطه رهاسازی ردیاب افزایش یافت.
    کلیدواژگان: حل تحلیلی، ردیاب، مدل آزمایشگاهی، همرفت
  • فرشته نسیمی، کامران زینال زاده*، سینا بشارت صفحات 1270-1282
    شبیه سازی دقیق حرکت آب و املاح در محیط متخلخل، در مطالعات آب و خاک اهمیت زیادی دارد. هدف از این تحقیق، اندازه‏ گیری و شبیه‏ سازی حرکت آب و انتقال املاح در تیمارهای خاک با لایه بندی متفاوت بود. در این تحقیق، تاثیر تغییر چگالی ظاهری خاک و ترتیب لایه بندی خاک بر حرکت آب و املاح در 5 تیمار و هر تیمار در دو تکرار اندازه‏ گیری و با مدل HYDRUS-1D شبیه‏ سازی شد. بدین منظور، از 10 ستون PVC با ارتفاع 105 و قطر داخلی 31.5 سانتیمتر و سه بافت خاک شامل شن لومی، لوم شنی-رسی و لوم رسی استفاده گردید. ستون ها با آب آبیاری و آب شور با شوری‏ های به ترتیب 0.67 و 4.46 دسی زیمنس بر متر آبیاری شدند. در طول آزمایش، مقدار رطوبت (با رطوبت سنج از نوع TDR) و شوری (اندازه گیری هدایت الکتریکی عصاره گل اشباع)، در اعماق 10، 20، 30، 40 و 60 سانتیمتری اندازه گیری گردید. نتایج تحقیق نشان داد حرکت آب در خاک تحت تاثیر موقعیت قرارگیری لایه ای با کمترین میزان نفوذپذیری است و زمانی که لایه ریزبافت در بالا قرار می گیرد زمان خروج آب بیشترین مقدار خواهد شد. همچنین، نتایج نشان داد در تمام ستون ها مقدار EC در لایه بالایی بیشترین مقدار بوده و بدون توجه به تغییر ترتیب قرارگیری لایه ها، از بالا به پایین کاهش می یابد. بررسی شاخص nRMSE بیانگر دقت بالای مدل HYDRUS در شبیه‏ سازی حرکت آب و املاح در خاک مطبق می‏ باشد. کمترین خطای شبیه سازی در خاک همگن بود.
    کلیدواژگان: چگالی ظاهری خاک، رطوبت سنج TDR، ستون خاک، HYDRUS-1D
  • فاطمه پورصالحی*، علی شهیدی، عباس خاشعی سیوکی صفحات 1283-1293

    باتوجه به واقع شدن ایران در اقلیم خشک و نیمه خشک، توزیع ناهمگن بارندگی و همچنین وقوع پدیده ی تغییراقلیم سبب ایجاد پدیده هایی مانند سیل، خشکسالی، بیان زایی و تولید ریزگردها و نیز ایجاد خسارت های مختلف اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی گردیده است. یکی از راهکارهای اولیه جهت کاهش این خسارات، پیش بینی رخداد بارندگی است. هدف از مطالعه ی حاضر پیش بینی بارش ماهانه با بکارگیری روش های داده کاوی الگوریتم های درخت تصمیم (M5) و نزدیک ترین همسایگی K (KNN) و مقایسه ی این دو روش در راستای تعیین روش کاراتر در زمینه ی پیش بینی بارندگی با استفاده از داده های هواشناسی ماهانه ی ایستگاه سینوپتیک بیرجند طی دوره ی آماری 2010-1961 میلادی در سه حالت داده خام، میانگین متحرک سه ساله و میانگین متحرک پنج ساله در نرم افزار Weka می باشد. نتایج نشان داد که در تمامی سناریوهای تعریف شده، مدل درختی M5 نسبت به مدل KNN توانایی بیشتری در پیش بینی بارش ماهانه ی این ایستگاه دارد. همچنین پس از بررسی معیارهای ارزیابی R،RMSE ، MAE و NS، سناریو پانزدهم با پارامترهای ورودی اختلاف میانگین حداکثر و حداقل دما، متوسط رطوبت نسبی، میانگین سرعت باد و درجه روز سرمایش (بر پایه 21 درجه سانتی گراد) در هر ماه به عنوان بهترین سناریو برای پیش بینی بارش همان ماه تعیین گردید. همچنین نتایج به دست آمده از مقایسه ی سناریوهای تعریف شده در هر مدل در سه حالت داده های خام، میانگین متحرک سه ساله و میانگین متحرک پنج ساله نشان می دهد که در اکثر سناریوها میانگین متحرک پنج ساله به طور میانگین با مقادیر 90445/0R=، 0543/6RMSE= و 78035/4MAE= در مدل M5 و به طور میانگین با مقادیر 83689/0R=، 69825/7RMSE= و 595/5MAE= در مدل KNN پیش بینی دقیق تری از بارش ماهانه را ارائه می دهد.

    کلیدواژگان: خشکسالی، درخت تصمیم، روش های داده کاوی، نرم افزار Weka، نزدیک ترین همسایگی K
  • مهدی یاسی*، عاطفه فرهادی بانسوله صفحات 1294-1306

    شواهد زیادی از ساخت سرریز و سدانحرافی در محدوده پیچ رودخانه وجود دارد. عموما ساخت سامانه آبگیر در دو طرف پیچ آبراهه ضروری بوده است. احداث سرریزها در محدوده پیچ رودخانه، مشکلاتی را از نظر عدم تقارن توزیع جریان و انحراف آب به آبگیرهای طرفین رودخانه پدید می آورد. در این تحقیق، کارکرد سرریزهای لبه پهن در پیچ یک آبراهه، با هدف یکنواختی بده جریان ورودی به آبگیرهای ساحل چپ و راست، در شرایط جریان آب صاف مورد ارزیابی قرارگرفته است. در مدل فیزیکی سرریز در پیچ آبراهه، اثر بده جریان و ارتفاع آب پایه آبگیرها در راستای جریان برای سرریز در موقعیت 60 درجه پیچ مورد بررسی قرار گرفت. مدل ریاضی FLOW-3D بر اساس نتایج تجربی واسنجی و تایید گردید. از این مدل برای بررسی اثرات پنج متغیر (بده ورودی، زاویه آبگیری، نسبت عرض آبگیر به عرض آبراهه، ارتفاع آب پایه و موقعیت قرارگیری سرریز در پیچ) بر یکنواختی بده آبگیرها مورد آزمون قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که بهترین شرایط برای یکنواختی بده جریان در آبگیرهای طرفین پیچ آبراهه، استقرار سرریز در موقعیت 60 درجه در میانه پیچ با نسبت (1:10) عرض آبگیر به آبراهه، همراه با آب پایه، و با زاویه آبگیری صفر درجه می باشد. کارآیی زاویه آبگیری 60 درجه بهتر از 90 درجه بوده است.

    کلیدواژگان: پیچ آبراهه، سرریز لبه پهن، آبگیر، Flow-3D
  • سید معین الدین رضوانی، علی قدمی فیروزآبادی*، هرمز سلطانی، علی محمد جعفری صفحات 1307-1316
    این تحقیق به منظور بررسی اثر آرایش های مختلف کشت سیب زمینی بر میزان عملکرد، بهر وری مصرف آب محصول سیب زمینی تحت شرایط آبیاری بارانی و قطره ای طی سالهای 1391 تا 1393 انجام شد. پروژه بصورت کرت های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در ایستگاه اکباتان مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان در سه تکرار انجام شد. فاکتور اصلی در دو سطح آبیاری بارانی و قطره ای نواری و فاکتور فرعی آرایش کاشت در چهار سطح شامل:کاشت مرسوم با فاصله خطوط 75 سانتی متر، کاشت دو ردیف با فواصل 75، 60 و 50 سانتی متر روی پشته پهن، 150 سانتی متری بودند. مقایسه میانگین نتایج نشان داد که هر سه آرایش کشت با پشته های پهن (آرایش دو ردیف کشت با فاصله 75، 60 و 50 سانتی متر بر روی پشته 150 سانتیمتری) به ترتیب با عملکرد 96/40، 67/42 و 75/41 تن در هکتار در گروه آماری بالاتری نسبت به آرایش کاشت مرسوم با 50/40 تن در هکتار قرار گرفتند. بین دو سیستم آبیاری از نظر عملکرد محصول، بهره وری مصرف آب، تاریخ خروج بوته ها از خاک و تاریخ همپوشانی بوته ها تفاوت معنی داری وجود داشت. میزان بهره وری مصرف آب در آبیاری قطره ای نواری 4/34 درصد نسبت به آبیاری بارانی بالاتر بود. استفاده از سامانه آبیاری بارانی به همراه پشته های پهن باعث افزایش بهره وری مصرف نسبت به آرایش کشت مرسوم سیب زمینی شد، درحالیکه بهره وری مصرف آب در روش آبیاری قطره ای نواری با کشت مرسوم، نسبت به آرایش های کشت دو ردیفه بر روی پشته پهن بالاتر بود. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که به کارگیری سیستم آبیاری قطره ای نواری نسبت به روش آبیاری بارانی شرایط بهتری را برای خروج بوته ها از خاک و سبز شدن سریع تر بوته ها و جبران بخشی از تاریخ کشت از دست رفته را برای کشت های دیرهنگام بوجود می آورد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای نواری، پشته تلفیق شده، سیب زمینی، خروج بوته
  • سرور رضاپوریان قهفرخی*، محمد مهدی احمدی، کوروش قادری صفحات 1317-1330

    سازه متوقف کننده جریان واریزه ای (Debris flow breaker) سازه ای با طراحی ساده، کاربردی، قابل اعتماد و مقرون به صرفه برای حفاظت پایین دست می باشد. این سازه با قابلیت زهکشی آب جریان واریزه ای حجم واریزه های جاری به پایین دست رودخانه و خسارات ناشی از این واریزه ها را کاهش می دهد. آنالیز ابعادی به منظور بررسی رفتار سازه متوقف کننده در مقابل جریان واریزه ای صورت گرفت. عملکرد سازه با استفاده از محاسبه راندمان سازه و پارامتر های بی بعد مسافت طی شده توسط واریزه و محل تشکیل ارتفاع ماکزیمم تجمع واریزه ها روی سازه ارزیابی شد. کارایی سازه با تغییر بازشدگی، ساختمان آن و استقرار مانع یکپارچه بر روی سازه با غلظت و سرعت متفاوت جریان واریزه ای مورد بررسی قرار گرفت. در نتایج سرعت جریان واریزه ای متاثر از شیب فلوم نشان داده شد. میزان و حالت بازشدگی سازه از موثرترین پارامتر ها در عملکرد سازه می باشند. با کاهش 40 درصدی میزان بازشدگی سازه راندمان سازه به میزان 95 درصد افزایش یافته است. تغییر در ساختمان سازه موجب افزایش راندمان سازه تا 44 درصد شده است. کاربرد مانع یکپارچه بر روی سازه متوقف کننده علاوه بر افزایش راندمان کنترل واریزه، موجب کاهش طول مسافت طی شده توسط واریزه ها تا توقف نهایی و کاهش طول کپه واریزه ها در بالادست مانع شده است.

    کلیدواژگان: سازه متوقف کننده، جریان واریزه ای، راندمان کنترلی، مهندسی رودخانه
  • میلاد خواجه مظفری، محمد عبدالحسینی*، قربان قربانی نصرآباد، محمدرضا فرزانه صفحات 1331-1341
    با توجه به اهمیت محصول پنبه در تناوب زراعی و کاهش شدید سطح زیر کشت پنبه در سال های اخیر، استفاده از راهکارهای جدید برای افزایش سطح زیر کشت، تولید و کاهش هزینه های تولید این محصول استراتژیک، امری ضروری به نظر می رسد. یکی از این راهکارها، کشت تاخیری پنبه بصورت نشایی با استفاده از ارقام زودرس می باشد. با این روش می توان در تناوب زراعی کشت پنبه را بعد از گندم قرار داده و به دلیل کوتاه شدن دوره رشد و عدم برخورد با سرما، محصول قابل قبولی را برداشت نمود. مدیریت زمان و مقدار آبیاری نقش مهمی در کشت های تاخیری دارد. به همین منظور لازم است تا میزان بهینه آب مصرفی پنبه در روش های کشت نشایی و معمولی تعیین شود. این پژوهش در قالب طرح کرت های دوبار خرد شده نواری با 3 تکرار اجرا شد که تیمارهای روش کشت نشایی و مستقیم بعنوان کرت اصلی، دور آبیاری شامل آبیاری پس از 70، 105 و 140 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت تبخیر به عنوان کرت فرعی و مقادیر مختلف آب آبیاری شامل 50، 75، 100 و 125 درصد آب تبخیر شده از تشت به عنوان کرت فرعی- فرعی در نظر گرفته شدند. کشت نشایی دارای افزایش 38 درصدی عملکرد نسبت به کشت مستقیم بود اما این افزایش معنی دار نبود. کارایی مصرف آب، درصد زودرسی و درصد کیل در روش کشت نشایی به ترتیب به میزان 14 درصد، 45 درصد و 3/3 درصد از کشت مستقیم بیشتر بود. بیشترین عملکرد، کارایی مصرف آب، زودرسی و درصد کیل مربوط به دور آبیاری پس از 105 میلیمتر تبخیر تشت بود. تیمار 50 درصد آب مصرفی دارای عملکرد، کارایی مصرف آب و درصد کیل بیشتری نسبت به سایر تیمارها بود. در نتیجه برترین تیمار، روش کشت نشایی با 105 میلیمتر تبخیر تشت و 50 درصد نیاز آبی بود.
    کلیدواژگان: پنبه، کشت نشایی، کشت مستقیم، آبیاری، آب مصرفی
  • پویا شیرازی، کامران داوری*، بیژن قهرمان، مهدی جباری نوقابی صفحات 1342-1351
    یکی از مهمترین اجزای چرخه هیدرولوژیکی، تبخیر-تعرق می‏باشد و برآورد آن برای بسیاری از مطالعات نظیر مدیریت منابع آب، شبیه‏سازی عملکرد محصول و برنامه ریزی آبیاری حائز اهمیت است. هدف از این پژوهش، برآورد تبخیر-تعرق مرجع با استفاده از روش داده های پانلی است. روش داده های پانلی یک تحلیل چند متغیره بوده که در آن تحلیل رگرسیون در هر دو بعد مکانی و زمانی صورت می‏گیرد. این مطالعه با استفاده از داده های هواشناسی 9 ایستگاه سینوپتیک خراسان رضوی در بازه زمانی 2010-1971 انجام شد. داده های موجود به صورت کاملا تصادفی به دو مجموعه تقسیم شدند، 75 درصد برای توسعه مدل و 25 درصد باقیمانده برای ارزیابی مدل اختصاص یافت. برای توسعه مدل میانگین ماهیانه دمای هوا و میانگین ماهانه سرعت باد به عنوان متغیرهای مستقل و مجموع ماهانه تبخیر-تعرق مرجع به عنوان متغیر مستقل در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که تصریح اثرهای ثابت دوطرفه از سایر تصریح‏ها مناسبتر است.‏ شاخص‏های آماری (جذر میانگین مربعات خطای 85/9 میلی‏متر در ماه، میانگین قدرمطلق خطا 38/7 میلی‏متر در ماه و ضریب تعیین 99/0) کارآمد بودن این مدل را آشکار ساخت. همچین، در مقایسه مدل داده های پانلی با مدل رگرسیون حداقل مربعات معمولی و روش هارگریوز-سامانی، مدل فوق دارای توانایی بالاتری در برآورد تبخیر-تعرق مرجع می‏باشد.
    کلیدواژگان: پنمن-مانتیس فائو، تصریح اثرهای ثابت، روش داده‏های پانلی
  • وحید یگانگی دستگردی*، محمد حسین شریف زادگان، نغمه مبرقعی دینان صفحات 1352-1362

    با افزایش خشکسالی ها سنجش ظرفیت نهادهای متولی مدیریت کشاورزی و آبخیزداری در زمینه سازگاری با خشکسالی و بررسی اثربخشی عملکرد این نهادها برای فهم نقاط قوت و ضعف سازمانی و ارائه راهکارهایی برای کاستن از مشکلات در این زمینه ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از شاخص های به کار رفته در مدل چرخ ظرفیت سازگاری گوپتا و با انجام یک پیمایش با همکاری کارشناسان سازمان جهاد کشاورزی استان چهارمحال و بختیاری، ظرفیت نهادی این سازمان در حوزه های مختلف در خصوص سازگاری با خشکسالی سنجیده شد. همچنین برای بررسی ارتباط بین ظرفیت نهادی و اثربخشی عملکرد سازمانی، نظرات کارشناسان سازمان با استفاده از پرسشنامه در خصوص میزان اثربخشی اقدامات سازمان کسب شد. تحلیل داده ها نشان داد که اثربخشی عملکرد این سازمان از نظر نیمی از کارکنان، ضعیف است. همچنین رابطه بین ظرفیت نهادی و اثربخشی سازمان از طریق رگرسیون چند متغیره نیز نشان داد که رابطه معناداری بین ظرفیت نهادی و اثربخشی عملکرد سازمانی در خصوص سازگاری با خشکسالی مشاهده می شود و سه بعد از ظرفیت نهادی شامل بعد حکمروایی خوب، بعد منابع و بعد رهبری، حدود 89 درصد از تغییرات اثربخشی نهادی را تبیین می کنند.

    کلیدواژگان: اثربخشی عملکرد، سازگاری با خشکسالی، ظرفیت نهادی، کشاورزی
  • هاجر فضل الهی، کیومرث ابراهیمی*، روح الله فتاحی صفحات 1363-1373

    در مقاله حاضر تاثیر انتقال آب بین حوضه ای بر ارزش اقتصادی منابع آب، با مطالعه موردی انتقال آب سد کمال صالح از حوضه سربند به دشت اراک بررسی شده است. برای این منظور با استفاده از مدل ریاضی بومی توسعه داده شده طی همین تحقیق، ارزش اقتصادی آب کشاورزی بدون لحاظ منابع آب انتقال یافته و با لحاظ تاثیر آن برای محصولات استراتژیک گندم و جو و همچنین یونجه و ذرت علوفه ای بررسی شد. اطلاعات لازم برای این پژوهش شامل اطلاعات هواشناسی، کشاورزی، احجام آب مصرفی، حجم پساب تولیدی تصفیه خانه شهر اراک، حجم آب انتقالی سد کمال صالح و اطلاعات هزینه ها و درآمدهای مربوط به سال زراعی 1395- 1394 است. نتایج نشان داد که انتقال آب به دشت اراک باعث افزایش ارزش اقتصادی منابع آب کشاورزی شده است؛ به طوری که با افزایش سطح زیرکشت ذرت علوفه ای بر اساس سه روش وزن دهی مساحت تحت کشت، حجم آب مصرفی و درآمد محصول، به ترتیب 10، 7.5 و 9 درصد و با کشت یونجه در هر سه روش 2 درصد افزایش در ارزش اقتصادی منابع آب مشاهده می شود. افزایش ارزش اقتصادی منابع آب می تواند از راهکارهای رسیدن به توسعه پایدار و تامین امنیت غذایی باشد. اما طرح های انتقال آب بین حوضه ای می بایست با لحاظ نمودن تمامی عوامل فنی- اقتصادی و زیست محیطی با تاکید بر ملاحظات اجتماعی- سیاسی صورت گیرد.

    کلیدواژگان: مدیریت جامع منابع آب، امنیت غذایی، مدل ریاضی، وزن دهی
  • بختیار کریمی*، نظیر کریمی صفحات 1374-1387
    به منظور انجام این تحقیق داده های آزمایشی در یک مدل فیزیکی از جنس پلی کربنات به ابعاد 5/0×1×3 و بر روی سه نوع بافت خاک (سبک، متوسط و سنگین)، با سه نوع دبی قطره چکان (2، 4 و 6 لیتر در ساعت)، در سه عمق مختلف نصب قطره چکان (صفر، 15 و 30 سانتی متری) به انجام رسید. همچنین این آزمایشات برای دو نوع سیستم آبیاری پیوسته و پالسی صورت گرفت که در آبیاری پالسی، زمان قطع و وصل پالس ها مقادیر 30-30، 20-40 و 40-20 دقیقه در نظر گرفته شد. با در نظر گرفتن متغیرهای زمان آبیاری، دبی قطره چکان، هدایت هیدرولیکی اشباع، درصد شن و سیلت و رس، چگالی ظاهری خاک، رطوبت اولیه خاک، عمق نصب قطره چکان و همچنین نسبت زمان آبیاری در هر چرخه به زمان کل یک چرخه روابطی برای تخمین سرعت پیشروی جبهه رطوبتی با استفاده از رگرسیون غیرخطی ارائه گردید. نتایج مقایسه بین مقادیر اندازه گیری و شبیه سازی شده نشان داد که مدل رگرسیون غیر خطی با دقت بالایی سرعت پیشروی جبهه رطوبتی را برآورد می کند. مقادیر شاخص های میانگین ریشه دوم خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (MAE) برای پیش بینی سرعت پیشروی جبهه رطوبت به ترتیب بین 067/0 تا 275/0 و 031/0 تا 108/0 سانتیمتر بر دقیقه نوسان می-کند.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای زیر سطحی، سیستم آبیاری قطره ای پالسی، رگرسیون غیر خطی، مدیریت آبیاری
  • محمد مهدی انصاری فر، میثم سالاری جزی*، خلیل قربانی، عبدالرضا کابلی صفحات 1388-1397
    در اغلب موارد آب زیرزمینی در آبخوان های ساحلی مهم ترین منبع تامین آب با کیفیت مناسب است. تغییر در متغیرهای اقلیمی و هیدرولوژیکی می تواند تاثیر قابل توجهی بر آبخوان ساحلی داشته باشد. در این مطالعه تاثیر تغییر اقلیم بر آبخوان ساحلی بندرگز در شمال ایران با استفاده از سناریوهای گزارش پنجم هیات بین الدول تغییر اقلیم (IPCC) بررسی گردید. همچنین تغییرات متغیرهای هیدرولوژیکی به صورت تغییر در تراز سطح آب دریا، مقادیر تغذیه و همچنین تخلیه آبخوان با استفاده از مدل عددی بررسی گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مدل مورد استفاده از اعتمادپذیری مناسب برای انجام این تحقیق برخوردار بوده است. بررسی سناریو خوش بینانه موید آن است که در آینده تغییرات قابل توجهی در ذخیره منابع آب آبخوان ساحلی بندرگز روی نخواهد داد. نتایج سناریو بد بینانه موید آن است که در آینده نزدیک (سال 2040) بخش نسبتا محدود از آبخوان دچار کاهش تراز سطح آب زیرزمینی می شود اما در آینده میانی (سال 2070) بخش گسترده ای از آبخوان با این مشکل مواجه خواهد بود و افت 3 تا 7 متر را تجربه خواهد کرد. همچنین در آینده دور (2100) کاهش تراز سطح آب در بخش های میانی آبخوان در محدوده 10 تا 13 متر خواهد بود.
    کلیدواژگان: آبخوان ساحلی، تغییر اقلیم، تغییرات برداشت و تغذیه، تراز سطح آب دریا
  • قاسم کعب عمیر، امیر ناصرین*، مهدی دریایی، محمدرضا انصاری صفحات 1398-1409
    استفاده از مواد افزودنی موجب بهبود خصوصیات مکانیکی خاکهای مورد استفاده در پروژه های عمرانی مانند احداث کانال های آبیاری می شود. در این میان، در سالیان اخیر، موادی مانند ماسه علاوه بر افزایش مقاومت خاک، با طبیعت سازگار می باشند. از این رو استفاده از ماسه در ساخت شبکه های آبیاری گسترش یافته است. در تحقیق حاضر تاثیر اندازه و مقدار ماسه بر خصوصیات مقاومتی خاک های تثبیت شده با آهک مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا خاک موردنظر برای تعیین نسبت بهینه آهک با درصدهای مختلفی از آهک مخلوط شده و تحت آزمایش مقاومت فشاری قرار گرفت. نسبت بهینه آهک به منظور ایجاد بیشترین مقاومت فشاری برابر 7 درصد تعیین شد. سپس با سه اندازه ماسه درشت (D50= 1.4 mm)، متوسط (D50= 0.45 mm) و ریز (D50= 0.22 mm) با سه مقدار 5، 10 و 15 درصد و افزودن به مخلوط خاک-آهک در مجموع 10 تیمار آزمایشی تهیه شده که در سه تکرار برای سه دوره 7، 14 و 28 روزه مورد آزمایش مقاومت فشاری قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان داد که افزودن ماسه درشت به میزان 5 درصد به مخلوط خاک-آهک باعث افزایش مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته به میزان متوسط به ترتیب برابر 13 درصد و 16 درصد برای 3 دوره نگهداری می شود. همچنین افزودن ماسه های ریز و متوسط منجر به کاهش مقاومت و مدول الاستیسیته مخلوط خاک-آهک می شود.
    کلیدواژگان: خاک رسی، آهک، ماسه، مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته
  • لیلا گلی رئیسی، سعید مرید*، مجید دلاور صفحات 1410-1425
    کمبود آب به عنوان یک تهدید جدی در حفظ امنیت غذایی کشور مطرح می باشد. از این رو، راهبردهای مختلفی برای صرفه جویی آب و افزایش بهره وری در نظر گرفته شده است. در این تحقیق، برخی از اقداماتی که در برنامه های بالادستی کشور مطرح شده، براساس مفهوم «صرفه جویی واقعی آب» و تفکیک برداشت و مصرف (بهره وری آب و بهره وری فیزیکی آب) مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این خصوص ابتدا مدل SWAT برای شبیه سازی های موردنیاز به کار گرفته شده است. اما از منظری SWAT، ضعف هایی را برای سناریوی مقیاس مزرعه دارد که از این بابت مدل AquaCrop نیز مورد استفاده قرار گرفته است. اقدامات مختلفی که ارزیابی می شود شامل؛ کم آبیاری (سناریو 20، 40 و 50 درصد)، آبیاری قطره ای و مدیریت کشت گلخانه ای می باشد. برای پیاده سازی چارچوب این تحقیق، زیرحوضه مرودشت-خرامه از زیرحوضه های طشک-بختگان در استان فارس انتخاب شده است. نتایج مدل سازی نشان داد راهکار کم آبیاری در بالاترین شدت (سناریو 50 درصد کم آبیاری) منجر به 12 درصد صرفه جویی آب شده درحالیکه راهکار افزایش راندمان 8/3 درصد افزایش مصرف داشته و به طور مشابه مدیریت کشت گلخانه با 24 درصد کاهش در تبخیر-تعرق بالاترین ظرفیت در کاهش مصرف آب را دارد. نقش اقدامات کم آبیاری و افزایش راندمان در تغییر میزان بهره وری قابل ملاحظه نبوده اما بهره وری فیزیکی آب افزایش یافته است که به دلیل کاهش در مصرف آب نمی باشد. نتایج نشان می دهد چارچوب مدل سازی این تحقیق، چارچوب مناسبی برای ارزیابی های مقیاس مزرعه و حوضه می باشد که ابعاد مختلف مولفه های بیلان و بهره وری آب را درنظر می گیرد. بنابراین، توصیه می-شود که برای انجام تحقیقات مشابه در زمینه سیاست های صرفه جویی آب و بهره وری آب مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، صرفه جویی واقعی آب، مدل SWAT، مدل AquaCrop، استان فارس
  • حجت امامی*، سمیه امامی، شادی حیدری صفحات 1426-1438
    در بسیاری از نقاط ایران اطلاع دقیقی از میزان فرسایش، انتقال رسوب و نیز رسوبگذاری رودخانه ها وجود نداشته و در بسیاری از موارد، بین اندازه گیری های انجام شده، اختلافات بسیاری مشاهده می شود. با توجه به این که رژیم جریان و به تبع آن رژیم رسوب در حوضه های آبریز ثابت نیست، پیش بینی دبی رسوب کمک شایانی در برآورد رسوب تجمع یافته پشت سازه های آبی به خصوص سدها و تعیین حجم مرده مخازن در ماه های آتی نموده و با اتخاذ تمهیدات به موقع، مدیریت تخلیه به هنگام رسوب را تا حدی تسهیل می کند. در این پژوهش، از سه الگوریتم فراابتکاری بهینه سازی شامل الگوریتم ژنتیک (GA)، الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) و الگوریتم انتخابات (EA) جهت پیش بینی بار رسوبی معلق رودخانه ها استفاده شده است. برای ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، از سه آماره شامل ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و معیار نش- ساتکلیف (NSE) استفاده شده است. بار معلق رسوبی ایستگاه رسوبی واقع در رودخانه زرینه رود طی سال های 94- 1384 به عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد الگوریتم GWO با کسب مقادیر ، RMSE=0.022 و NSE=0.74 در مقایسه با سایر الگوریتم های به کار گرفته شده، از کارایی بالاتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: برآورد دبی رسوب معلق، الگوریتم های فراابتکاری، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم گرگ خاکستری، الگوریتم انتخابات
  • جمال محمدی معله زاده*، عبدعلی ناصری، عبدالرحیم هوشمند صفحات 1439-1450
    کمبود آب یکی از فاکتورهای مهم و تاثیرگذار در تولید محصولات کشاورزی تلقی می گردد. استفاده از مدل های مدیریت زراعی همچون مدل AquaCrop می تواند ابزاری مفید برای بررسی راه کارها و امکان بررسی آن ها در شرایط مختلف باشد. این تحقیق به منظور بررسی کارایی مدل AquaCrop در تعیین زمان آبیاری گیاه نیشکر و پایش آن با شاخص تنش آبی گیاه در سال زراعی 96-1395 در اراضی کشت و صنعت نیشکر دعبل خزاعی در مزرعه R7-11 با مساحت 25 هکتار و پلنت (کشت جدید) واریته CP69-1062 در جنوب اهواز انجام شد. واسنجی‏ لازم برای تعیین دقت مدل در زمان آبیاری گیاه نیشکر شامل بررسی‏ شاخص تنش آبی گیاه (CWSI) با دماسنج مادن قرمز انجام شد. این واسنجی‏ نشان داد، مدل AquaCrop در تعیین زمان آبیاری گیاه نیشکر از قدرت شبیه‏ سازی نسبتا بالایی برخوردار می‏ باشد. تحلیل آماری دقت مدل در پیش بینی زمان آبیاری مزرعه با شرایط واقعی مزرعه برابر CRM=0.006، d=1.0، RMSE=%2.0 به دست آمد. برنامه ریزی آبیاری مزرعه R7-11 با مدل AquaCrop با مجموع دور آبیاری اعمال شده در مزرعه 16.6 دور (از فروردین تا مهرماه 1396) انجام شد، این تعداد دور آبیاری با تعداد دور آبیاری مزارع پلنت واریته CP69-1062 کشت و صنعت دعبل خزاعی که به طور میانگین با مجموع دور آبیاری اعمال شده در مزارع 20.8 دور بود مقایسه شد، مشاهده می ‏شود مزرعه R7-11 تعداد 2/4 دور آبیاری در آن سال صرفه‏ جویی شده است. میزان عملکرد محصول این مزرعه 128 تن در هکتار و متوسط عملکرد مزارع پلنت واریته CP69-1062 کشت و صنعت دعبل خزاعی برابر 103.60 تن در هکتار بدست آمد. کیفیت شربت نیشکر مزرعه R7-11 شامل درصد خلوص (PTY%) و درصد استحصال شکر سفید (R.S%) برابر PTY= %90 و R.S= %11.1 و میانگین مزارع پلنت واریته CP69-1062 کشت و صنعت دعبل خزاعی برابر PTY= %88.6 و R.S= %10.8 بدست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد، با توجه به این که مدل AquaCrop از دقت بالایی برخوردار است، استفاده از این روش برای تعیین زمان آبیاری نسبت به روش فعلی (کراپ لاگ) که در شرکت‏های توسعه نیشکر خوزستان رایج است، هم از لحاظ هزینه و هم از لحاظ استفاده از آن در طرح‏های تحقیقاتی توصیه می شود.
    کلیدواژگان: زمان آبیاری، شاخص تنش رطوبتی، دمای پوشش گیاهی، نیشکر، AquaCrop
  • مهدی کلانکی، فاطمه کاراندیش*، پیمان افراسیاب، عیسی خمری، سیدمحمود طباطبایی صفحات 1451-1459
    بحران آب شیرین و شوری خاک مهم ترین عوامل محدود کننده کشاورزی در مناطق خشک محسوب می شوند، در چنین شرایطی بهره برداری سازگار با محیط زیست همچون کشت گیاهان دارویی می تواند راهبردی هوشمندانه برای این مناطق باشد. بدین منظور، آزمایش مزرعه ای با چهار تیمار و سه تکرار، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در شهرستان زهک طی سال زراعی 96-1395 انجام شد. تیمارهای آزمایش، استراتژی های مختلف آبیاری بودند که شامل آبیاری کامل با آب شیرین (F.FI)، آبیاری ناقص ریشه با آب شیرین (F.PRD)، آبیاری ناقص ریشه با آب شور (S.PRD) و آبیاری ناقص ریشه با آب شور و شیرین به صورت تناوبی (SF.PRD) می شوند. نتایج بدست آمده بیانگر این بود که بیش ترین مقادیر ارتفاع، تعداد چتر، شاخه های جانبی، وزن هزار دانه و عملکرد گیاه در تیمار F.FI بدست آمد و مقادیر آن ها، به ترتیب، cm 1/46، 42 عدد، 10 عدد، 86/0 گرم و 293 کیلوگرم بر هکتار بود. با این وجود، اختلاف معنی داری بین مقادیر عملکرد تیمار F.FI با تیمارهای F.PRD و SF.PRD مشاهده نشد. لذا می توان آبیاری ناقص ریشه با آب شور و شیرین را به عنوان بهترین راهکار کاهش مصرف آب شیرین در اقلیم های خشکی همچون منطقه سیستان برای کشت این گیاه دارویی توصیه نمود.
    کلیدواژگان: آبیاری ناقص ریشه، آب شور، زنیان، سیستان
  • سالومه سپهری*، فریبرز عباسی، محمد مهدی نخجوانی مقدم صفحات 1460-1470
    افزایش روزافزون تقاضای محصولات کشاورزی و کاهش دسترسی به منابع آب متعارف لزوم مدیریت صحیح منابع آب مصرفی در بخش کشاورزی را بیش از گذشته نمایان کرده است. از طرفی مشکلات اندازه گیری و دستیابی به داده های میدانی ضرورت به کارگیری مدل هایی کارآ که قادر به پیش بینی دقیق عملکرد محصولات و تحلیل حساسیت عملکرد نسبت به پارامترهای گوناگون باشند را روشن می سازد. لذا در این تحقیق اثرات پارامترهای مختلف بر میزان عملکرد ذرت علوفه ای در سطح کشور سنجیده شده و کارآیی مدل شبکه عصبی مصنوعی به منظور برآورد عملکرد محصول نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای شوری آب آبیاری، شوری خاک، طول دوره رشد گیاه، میزان آب مصرفی و تعداد دفعات آبیاری مربوط به 104 مزرعه در 8 استان کشور که طی مطالعات میدانی گردآوری شده اند، به منظور توسعه مدل ها در شبکه عصبی مصنوعی مورد استفاده قرار گرفتند. همچنین با برآورد میزان آب مورد نیاز مزارع منتخب، عملکرد مورد انتظار با استفاده از مدل بهینه انتخاب شده، برآورد شده و با عملکرد اندازه گیری شده در مزارع مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی با دو لایه پنهان و ساختار نهایی 1-15-19-5 قادر است با دقت مطلوبی (0.85=R2) عملکرد محصول را برآورد کند. نتایج تحلیل حساسیت مدل بهینه انتخاب شده نشان داد که پارامترهای تعداد دفعات آبیاری و طول دوره رشد گیاه به ترتیب اثرگذارترین و کم اثرترین پارامترها بر عملکرد محصول ذرت علوفه-ای می باشند. همچنین نتایج مدلسازی نشان داد که بین عملکرد اندازه گیری شده در مزارع و عملکرد قابل انتظار شکافی وجود داشته و در صورت اعمال نیاز کامل آبیاری می توان عملکرد ذرت علوفه ای در مناطق مورد مطالعه را به طور متوسط به میزان 5/12 تن در هکتار افزایش داد.
    کلیدواژگان: آبیاری، پرسپترون چند لایه، شکاف عملکرد، مدلسازی
  • رضوان رئیسی نژاد دوبنه، نجمه یزدان پناه* صفحات 1471-1480
    محدودیت کمی و کیفی آب در مناطق خشک و نیمه خشک، دو عامل تاثیرگذار در تولیدات محصولات کشاورزی می باشند لذا توجه به بهبود و اصلاح انواع روش های آبیاری و نیز مکانیزه کردن این روش ها برای افزایش راندمان آبیاری و بالا بردن یکنواختی توزیع آب در سطح مزرعه، از اهمیت خاصی برخوردار است. در این راستا به منظور بررسی تاثیر منابع مختلف آب شور و مقادیر مختلف آبیاری بر خصوصیات گیاهی خیار گلخانه ای، آزمایشی در قالب کرت های نواری خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی، در سه تکرار در سال زراعی 1397 در شهرستان جیرفت انجام شد. در این مطالعه تیمارها در چهار سطح تبخیر از تشت (15= 1I، 30= 2I، 45= 3I و 60= 4I میلی متر تبخیر از تشت) و سه سطح شوری (9/0=1S، 6/2=2S و 5/7=3S دسی زیمنس بر متر) به ترتیب به عنوان عوامل اصلی و فرعی، در نظر گرفته شدند. نتایج حاصل از بررسی عملکرد و اجزای عملکرد خیار گلخانه ای در شرایط اعمال توام کم آبیاری و شوری نشان داد که صرفه جویی 670 مترمکعبی آب در سطح آبیاری شده پس از 30 میلی متر تبخیر از تشت در مقایسه با سطح آبیاری شده پس از 15 میلی متر تبخیر از تشت، در شرایطی باعث کاهش 3/6 درصدی عملکرد محصول، 1/8 درصدی ارتفاع بوته، 2/5 درصدی وزن میوه و 1/8 درصدی تعداد میوه در بوته شد که افزایش 9/5 درصدی بهره وری آب، را درپی داشته است. همچنین اعمال سطح شوری 6/2 دسی زیمنس برمتر در مقایسه با سطح شوری 9/0 دسی زیمنس برمتر در کشت خیار گلخانه ای سبب کاهش 1/7 درصدی عملکرد محصول، 6/5 درصدی ارتفاع بوته، 2/5 درصدی وزن میوه و 1/6 درصدی تعداد میوه در بوته، 1/7 درصدی بهره وری آب شد
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، بهره وری آب، تنش شوری، خیار گلخانه ای، سطوح آبیاری
  • سارا روانشادنیا، کوروش قادری*، مرضیه ثمره هاشمی صفحات 1481-1490

    برای مدیریت بهتر آب موجود در مخازن سدها با توجه به ذخیره مخزن و جریان های ورودی به آن، منحنی فرمان بهره برداری باید توسط مدل های بهره برداری تهیه شود. در این مقاله منحنی فرمان برای بهره برداری از سیستم تک مخزنه سد درودزن واقع در استان فارس، با استفاده از روش های سیاست بهره برداری استاندارد، جیره بندی و برنامه ریزی خطی، استخراج شده است. تابع هدف کمینه سازی کمبود آب طی دوره آماری 60 ماهه از سال آبی 88 تا 92 در نظرگرفته شده است. روش سیاست بهره برداری استاندارد در مواقع خشکسالی کمبودهای شدیدی به وجود می آورد. به منظور تعدیل نمودن این کمبودهای شدید، قوانین جیره بندی برقرار می شود تا ذخیره مخزن را برای مصارف آینده حفظ نماید. در روش جیره بندی برای رسیدن به بهترین مقدار تابع هدف، مقادیر فاکتورهای بهینه جیره بندی با روش الگوریتم ژنتیک به دست آمده است. در نهایت نتایج به دست آمده از این دو روش با نتایج به دست آمده از برنامه ریزی خطی مبتنی بر جیره بندی مقایسه شدند. مقدار کمبودکل در روش برنامه ریزی خطیجیره بندی، 56/219 و در روش سیاست بهره برداری استاندارد، 57/216 و در روش جیره بندی-الگوریتم ژنتیک 19/84 میلیون مترمکعب محاسبه شده است. مدل جیره بندی الگوریتم ژنتیک با درصد تامین 33/83% نیازها، شدت کمبود را نیز کنترل می کند. همچنین متوسط حجم ذخیره مخزن در این روش دارای بیشترین مقدار است. مقایسه سه روش مزبور با استفاده از معیارهای ارزیابی شامل قابلیت اعتماد زمانی، حجمی و آسیب پذیری نشان می دهد که روش جیره بندی-الگوریتم ژنتیک آسیب پذیری کمتر و اعتماد پذیری زمانی و حجمی بالاتری دارد و نسبت به دو روش دیگر مناسب تر عمل کرده است.

    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، برنامه ریزی خطی، بهره برداری بهینه، جیره بندی، منحنی فرمان
  • فاطمه قبادی، سعیدرضا خداشناس*، ابوالفضل مساعدی صفحات 1491-1503

    به دلیل افزایش سطوح نفوذ ناپذیر در شهر ها، حجم رواناب در زمان بارندگی به طور چشمگیری افزایش می یابد و باعث سرریز شدن کانال ها و جوی های انتقال دهنده رواناب و بروز مشکلات فراوانی در سطح شهر می شود. یکی از ورودی های اصلی مدل های شبیه ساز سیلاب در حوضه های شهری، الگوی توزیع زمانی بارش است که در حیطه شبیه سازی بارش-رواناب کاربرد داشته و مشخصات هیدرولیکی جریان در مجاری انتقال دهنده اعم از روباز و سرپوشیده را تحت الشعاع قرار می دهد. روش های متعددی برای تعیین الگوی توزیع زمانی بارش ارائه شده است. در تحقیق حاضر، الگو های بارش در حوضه چهل بازه گلستان مشهد مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا، از نرم افزار های Arc Map و ASSA جهت مدل سازی استفاده شد. حوضه بندی صورت گرفته بر مبنای شرایط موجود و در محیط AutoCAD وArc Map انجام گردید. همچنین، پارامتر های هندسی حوضه از جمله مساحت زیرحوضه ها، طول کانال ها، شیب و دیگر خصوصیات به کمک Arc Map محاسبه شد. برای توزیع زمانی بارندگی برای بارش طرح، از الگو های بارش یکنواخت و بلوک تناوبی استفاده شد و برای دوره های بازگشت 2 و 5 سال کفایت سیستم برای انتقال رواناب بررسی گردید. نتایج نشان داد که الگوی بارش نقش مهمی در میزان رواناب حوضه ایفا می کند. روش بلوک تناوبی برای دوره بازگشت 2 سال به میزان 33 درصد نسبت به الگوی بارش یکنواخت افزایش رواناب را نتیجه داد. همچنین، در روش بلوک تناوبی، زمان اوج هیدروگراف رواناب خروجی حوضه 29 درصد نسبت به روش بارش یکنواخت کاهش پیدا کرد و حجم رواناب خروجی 17 درصد افزایش را نشان داد. به طور کلی می توان گفت در مناطق شهری با توجه به تنوع در کاربری اراضی و حوضه بندی های متفاوت، روش بارش یکنواخت به دلیل در نظر گرفتن پارامترهای هندسی حوضه ها، نتایج بهتری در مقایسه با روش بلوک تناوبی ارائه می دهد.

    کلیدواژگان: الگوی بارش، روش بلوک تناوبی، روش بارش یکنواخت، سیلاب، نرم افزار ASSA
  • خلیل قربانی* صفحات 1504-1514

    آب های زیرزمینی از منابع ارزشمند در سراسر جهان هستند که متاسفانه در طول دهه های گذشته به واسطه برداشت های بی رویه از آن در کنار کاهش نزولات جوی، با کاهش شدید سطح سفره همراه بوده است. این کاهش در اقلیم های خشک و نیمه خشک و مناطقی که بخش زیادی از نیاز آبیاری آنها از طریق چاه ها تامین می شود بیشتر می باشد. بر این اساس ضروری است تا تغییرات مکانی- زمانی آنها مورد قرار گیرد. در این پژوهش آبخوان های سطحی و عمیق استان گلستان به عنوان منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شدند. آزمون های ناپارامتری من-کندال، شیب خط سن و پتیت بر روی داده های سری زمانی (1369-1395) 277 ایستگاه پیزومتری اجراء و نتایج آنها در محیط GIS پهنه بندی شد. در این مطالعه، الگو و روند تراز سطح آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در بیشتر مناطق، سطح آبخوان عمیق از روند کاهشی برخوردار است ولی در آبخوان های نیمه عمیق در کنار روند کاهشی، در بخش هایی از آن روند افزایشی نیز مشاهده می شود. شیب خط روند در آبخوان های نیمه عمیق در مسیر حرکت آب های زیرزمینی است ولی در آبخوان های عمیق الگوی منظمی دیده نمی شود. شیب کاهشی تغییرات سطح سفره در آبخوان های عمیق به بیشتر از 8 درصد می رسد. این آبخوان از لحاظ کاهش سطح سفره، شرایط بدتری را نسبت به آبخوان نیمه عمیق دارد و این می تواند ناشی از برداشت های بی رویه از این سفره و عدم جایگزینی سریع آن باشد. همچنین نتایج نشان داد که هر 3 آزمون ناپارامتری این تغییرات را نشان داده و تقریبا از الگوی مشابهی تبعیت می کنند.

    کلیدواژگان: آبخوان، برداشت بی رویه، گلستان، پتیت، آب زیرزمینی
  • آرش مدرسی راد، بیژن قهرمان*، ابوالفضل مساعدی، مجتبی صادق صفحات 1515-1526
    هدایت هیدرولیکی غیر اشباع در محیط متخلخل متناسب با مقدار حجمی آب است. به‏دست آوردن منحنی هدایت هیدرولیکی غیراشباع برای مدل سازی حرکت آب در خاک الزامی است. تئوری ها و مدل های متعددی به منظور برآورد هدایت هیدرولیکی غیر اشباع پیشنهاد شده است. اما روش های پیشنهاد شده، با وجود بهتر کردن برآورد مدل، نقطه ضعف هایی نیز دارند. تحلیل مسیر بحرانی از نظریه نفوذ، با ساده سازی مدل هندسه پیچیده محیط متخلخل، سعی در بهبود پیش‏بینی هدایت هیدرولیکی غیراشباع دارد. همچنین، مدل پیترز- دورنر- ایدن نشان داده است که قابلیت بالایی در پیش‏بینی هدایت هیدرولیکی غیر اشباع دارد. در این پژوهش، هر دو مدل تئوری نفوذ و مدل پیترز- دورنر- ایدن ارزیابی می شوند و همچنین با استفاده از روش مونت کارلو زنجیره مارکوف به بررسی عدم قطعیت موجود در پارامتر های شبیه سازی پرداخته می شود. در این تحقیق، از الگوریتم هیبرید تکاملی مونت کارلو - زنجیره مارکوف استفاده شده که شامل روش های متروپولیس تطبیق پذیر، تکامل- تفاضلی و به روز رسانی اسنوکر می باشد که بررسی فضای پارامتری را به حداقل تعداد تکرار می رساند. نتایج سنجش خطا نشان داد که پیش‏بینی های هدایت هیدرولیکی مدل تئوری نفوذ دقیق تر می باشد و در تمامی موارد به جز یک خاک معیار نش - ساتکلیف بالاتر از 0.9 بود. همچنین، تعداد پارامتر های مورد نیاز مدل پیترز- دورنر- ایدن بیشتر از مدل تئوری نفوذ می باشد که منجر به افزایش عدم قطعیت پارامتریک می شود. اعمال چند قید، و ثابت فرض نمودن تعدادی از پارامتر های مورد نیاز مدل پیترز-دورنر- ایدن، سبب می شود که این روش در تمامی بافت های خاک جواب مناسبی نداشته باشد. مقایسه سرعت همگرایی این دو مدل نشان داد که پارامتر های مدل مدل پیترز-دورنر- ایدن در تمامی موارد تقریبا با 300 تکرار به همگرایی می رسند و این در حالی است که مدل تئوری نفوذ تغریبا به 2000 تکرار برای رسیدن به همگرایی احتیاج دارد. نتایج، بیانگر این موضوع است که مدل تئوری نفوذ با تعداد پارامتر های مورد نیاز کمتر، قادر است تخمین های دقیق تر و مطمئن تری از هدایت هیدرولیکی غیر اشباع و نگهداشت آب داشته باشد.
    کلیدواژگان: تئوری نفوذ، جریان مویینه، محیط متخلخل، مدل پیترز-دورنر-ایدن، هدایت موئینگی
  • مهری حاجی زاده، علی رحیمی خوب*، ساسان علی نیایی فرد، مریم وراوی پور صفحات 1527-1537

    مدل آکواکراپ یکی از مدل های شبیه ساز عملکرد محصول است که برای مدیریت کم آبیاری توسط کارشناسان فائو ارائه شده است. این مدل داده های ورودی کمتری نسبت به سایر مدل های مشابه لازم دارد. یکی از داده های وردی این مدل پارامتر بهره وری آب نرمال شده است که باید برای هر گیاه معلوم باشد. این پارامتر برای گیاه تربچه که جزء نباتات C3 است تاکنون تعیین نشده است، لذا هدف نخست این پژوهش تعیین آن برای منطقه پاکدشت و هدف دوم آن تحلیل حساسیت مدل آکواکراپ نسبت به داده های ورودی تبخیر و تعرق مرجع (ETo)، بهره وری آب نرمال شده (WP*)، پوشش گیاهی در مرحله اولیه رشد (CCo) و حداکثر پوشش گیاه (CCx) بود. این پژوهش درگلخانه تحقیقاتی پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران در منطقه پاکدشت در سال زراعی 1396 انجام شد. بر اساس نتایج این تحقیق، بهره وری آب نرمال شده تربچه 3/11 گرم بر متر مربع تعیین شد. نتایج بررسی حساسیت نشان داد مدل آکواکراپ بیشترین حساسیت را به پارامتر بهره وری آب نرمال شده برای شرایط آبیاری کامل دارد که در آن ضریب حساسیت 88/0 برآورد گردید. در شرایط کم آبیاری بیشترین حساسیت مدل بر روی پارامتر تبخیر و تعرق مرجع است و هر چه کم آبیاری شدیدتر باشد ضریب حساسیت افزایش می یابد. ضریب حساسیت در کم آبیاری 60 درصدی برابر 19/10- برآورد شد.

    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق مرجع، حداکثر پوشش گیاه، ضریب حساسیت، پوشش گیاهی در مرحله اولیه رشد
|
  • Saeid Zamani, Rouhollah Fatahi * Pages 1182-1190

    Desirable performance of emitters is the most important factor in increasing the efficiency of micro irrigation systems. But, the pressure variations in these systems and the different sensitivity of the emitters to these changes lead to a non-uniform distribution of water. In this study, pressure-compensating emitter (PCOD-4), dripline (PCID-4), variable discharge emitter (OD-V) and bubbler (B-60) were evaluated based on American Society of Agricultural Engineers standard (ASAE) to find the best pressure range to achieve the ideal emitter's performance. The study results show that in the all experiment pressures, the OD-V dripper performance was not optimal and the uniformity parameters of the PCOD-4 and PCID-4 drippers in the 1 and 1/5 bars and for B-60 emitter in the 2 and 2/5 bar pressure were perfect and Their performance at other pressures was less than expected values. Therefore, it has been suggested that the mentioned emitters be used in optimal conditions and for other emitters the best pressure range should be found in the experimental tests. The design and management of the micro irrigation systems should be done based on these results.

    Keywords: emitter, Uniformity of water distribution, micro irrigation system, pressure
  • Seyedmoeineddin Rezvani, Hamid Zare Abyaneh *, Mohsen Godarzi Pages 1191-1203
    The agricultural sector is the main water user in Iran. Water resource constraints have led to the use of new technologies, including greenhouse cultivation, for optimal utilization of these resources. Climatic conditions management is very important in greenhouse cultivation. To investigate the climatic conditions and spatial and temporal distribution of humidity (vapour pressure deficit) and transpiration, a study was carried out in a commercial greenhouse managed by the beneficiary, with an area of 4333 m2 with four 24-hours measurements in cold and warm seasons. According to growth stage (height and vegetation volume) 21-33 data loggers recorded temperature and relative humidity in two horizontal levels inside the greenhouse. The study of the distribution of vapour pressure deficit according to existing criteria showed that, despite the desirability of the average range of vapour pressure deficit, their distribution in different hours of the day and at the greenhouse level can be very variable and range from unfavorable to desirable conditions. The distribution of transpiration was almost in line with the distribution of vapor pressure loss in the greenhouse. The percentage difference between the maximum and minimum transpiration of changes in total daily transpiration at the greenhouse level in winter measurements was 21 to 46 in the greenhouse and 28% in the spring. As a result, the expression of the climate of a greenhouse only be using the average climate parameters lead to an error in the climate conditions of the greenhouse, irrespective of spatial distribution (at the greenhouse level) and time (day and night). Also, recognizing differences in the amount and distribution of transpiration can be used to optimize irrigation programming with the aim of increasing efficiency and reducing water consumption.
    Keywords: Cucumber, Homogeneity, Humidity, Tomato, Uniformity
  • Reza Sadegh Mansourie, Mona Golabi *, Saeid Boroomand Nasab, Masoumeh Salehi Pages 1204-1221
    The problem of salinity of water resources and lack of quality water resources is one of the main threats to agricultural development in arid and semi-arid areas such as Khuzestan. Regarding existing problems, low irrigation method, using high salinity drainage, planting salinity resistant plants, and increasing water productivity are good management options. So, a study was conducted to determine the water sensitivity coefficient, salinity stress and Kochia water productivity in salinity and low water stress conditions in Ahvaz. The present study was carried out on Kochia plant at four salinity levels including Karoon river water (as the control with EC equal to 2.5 dS/m), 10, 15, 20 (dS/m) (S1, S2, S3 and S4, respectively) as the main factor and three levels of water deficit including 100, 75 and 50% water demand (I1, I2 and I3 respectively) as the sub plots in three replications (R1, R2 and R3) and as lysimetric in split plot and complete block designs. According to the results, the salinity stress coefficient in this study was between 0.06 and 0.89. The results showed that the coefficient of salinity decreased (Ks) by increasing water salinity. Also, the results showed that the Ks coefficients obtained in combination of salinity stress and 50% water deficit were higher than 75% water deficit stress. The average of Ky coefficient obtained in this study in under deficit irrigation conditions of 75% and 50% of water requirement was 0.19 and 0.60, respectively, indicating that Kochia has a low drought coefficient, which indicates high tolerance of this plant is not affected by severe drought stress conditions. The results also showed that the water productivity in the forage production of the Kochia plant is acceptable and high even under severe stress conditions, combined with salinity and water deficit. In this research, it was observed that salinity reduced water productivity and water utilization in deficit irrigation conditions was more than full irrigation. In general, the results of this study showed that kochia can be used as an appropriate forage plant in areas such as Ahvaz, where irrigation water and soil are not of desirable quality even without the need for leaching and soil remediation, which would cost a lot to producers.
    Keywords: Leaching, Productivity, drain water, coefficient of sensitivity
  • Kiyoumars Roushangar, Sanam Biughaghazadeh, SEYEDMAHDI SAGHEBIAN * Pages 1222-1232
    An accurate prediction of friction coefficient is one of the most important issues of water engineering. Due to the complexity of hydraulic phenomena and the influence of various parameters in its estimation, it is difficult to determine the governing equations and the classical mathematical models are not sufficiently accurate in this regard. In this research using 300 experimental data, the friction factor of rainwater pipes with different boundary condition (rigid and deposited beds) under three scenarios (first scenario was modeling based on the hydraulic parameters, the second and third scenarios were modeling based on the hydraulic parameters and the sediment particles characteristics without and with considering the sediment discharge as input parameter) was estimated using Gene Expression Programming (GEP) method and the impacts of different employed parameters in each boundary condition was assessed. Also it was observed that for rigid boundary state, the model including parameters of dimensionless sediment discharge, Modified Froude number, dimensionless particle number, and relative flow depth (Cv, Frm, Dgr, d50/y) and for deposited bed state, the model with parameters of relative depth and width of sediment bed, Modified Froude number, and dimensionless sediment discharge (ys/D, Frm, Wb/y0, Cv) led to more accurate outcomes. One of the capabilities of gene expression programming is providing the explicit formula for roughness coefficient. The best results was obtained for deposited bed with values of R=0.9, DC=0.73, and RMSPE=10.9. Therefore, explicit equations were presented for the superior models of the considered scenarios. Also, according to the results of analyzing data series separately lead to more accurate outcomes in compared to the mixed data and combining the data sets reduced the performance of the model.
    Keywords: Flow resistance coefficient, Gene expression programming, Surface water transport pipe, rigid bed
  • Mahdi Mohammadi Ghaleni *, Kumars Ebrahimi Pages 1233-1245
    Rivers are always one of the most important sources of water. In recent years, due to droughts and the entry of various pollutants, there have been many concerns about river quality conservation. Evaluation of the effective factors on the quality of river water quality management component is the first step of the rivers modeling. The aim of this paper is to evaluate the amount of Dissolved oxygen changes in the Sefidrud River by changing the parameters affecting it. To achieve this goal, after calibration and verification the results of simulation of water quality parameters using the Qual2kw model, the sensitivity analysis of this model was performed using YASAIw software. The data used in the present paper consists of the hydraulic data (depth, Velocity, Discharge), quality and pollutants input to a range of 110 kilometers in sefidrud River during December 2007, July, October and November 2008 and February, April, June and August 2011 at 12 sampling stations. The results showed that the minimum and maximum of normalized root mean square error (nRMSE) for calibration and validation phases for the pH parameter was 0.06 and 0.04 respectively, and for the total phosphorus parameter was 1.08 and 0.96, respectively. Also, the results of the sensitivity analysis of the model showed that the Dissolved oxygen in the Sefidrud River showed the highest sensitivity to the reaeration coefficient, the flow depth power and the decay rate of biochemical oxygen demand, respectively.
    Keywords: Calibration, QUAL2Kw Model, Rearearation Coefficient, Sensitivity analysis, Validation
  • Fatemeh Doulabi, Abolfazl Akbarpour *, Mohammad Akbari, Ali Mohtashami Pages 1246-1256
    Water is one of the most fundamentals demands of human society. Water consumption in industry, agriculture and household consumption, and also the lack of this source result in more extraction from groundwater sources. Irregular extraction from aquifers in dry condition of recent decades lead to significant drawdown in this sources. Recharging of the aquifer by injection wells is one of the solution for revival of the aquifers. The main purpose of this study is to investigate the effect of the injection well in recharging of the unconfined aquifer by using meshless local Petrov-Galerkin. The approximation and weight functions are moving least squares and cubic spline functions respectively. The groundwater table in unsteady extraction mode simulated. The achieved results compared with finite difference, finite element and analytical method. Small amount of error of meshless method indicated the suitable accuracy of this method. Then the aquifer simulated in recharge mode. The height of water rise in the aquifer because of injection well, computed. Finally sensitivity analysis carry out on transmission coefficient, specific yield and rate of flow parameters. The height of water has more dependency to transmission coefficient and rate of flow than specific yield.
    Keywords: Meshfree Method, Recharge of aquifer, unconfined aquifer
  • Zahra Mardani, Kumars Ebrahimi *, Shahab Araghinejad, Abdolmajid Liaghat Pages 1257-1269
    Details are given of an experimental study of the effects of changes in concentration of pollution on longitudinal and transverse dispersion coefficients in saturated porous media. A 2D physical model was constructed to enable observations and measurements to be made of pollution transport through a saturated horizontal layer of sand of 0.18 m thickness. Water soluble sodium chloride salt with 5 different concentrations, i.e. 2.5, 5, 7.5, 10 and 12.5 g/l, was used as a tracer. Tracer concentrations were estimated in different time steps by means of an equation, which was derived from the analytical solution of the original 2D Advection-Diffusion equation, involving optimizing longitudinal and transverse dispersion coefficients. The estimated results were compared to the measured laboratory data. According to the results, increasing concentration leads to decrease in longitudinal dispersibility values and increase in transverse dispersibility values. It was found that tracer's diffusion speed in the longitudinal direction is more than its speed in lateral direction. In fact, contribution of advection in transmission of pollution is greater than contribution of diffusion. Based on the results, the usable value of the tracer's longitudinal distribution coefficient in measured conditions and for all the concentrations, mentioned above, is equal to 1/53*1013 meters and the values of the transverse dispersibility coefficients of the above-mentioned concentrations are 27800, 26400, 25800, 25200, 24900 meters. Meanwhile, decrease in longitudinal dispersion was negligible by taking more distance from the tracer release source. However, transverse dispersion values increased with taking more distance from the tracer release source.
    Keywords: Analytical Solution, Dispersion coefficients, Laboratory model, Tracer
  • Fereshteh Nasimi, Kamran Zeinalzadeh *, Sina Besharat Pages 1270-1282
    The precise simulation of water and solute transfer in porous media is very important in soil and water studies. The purpose of this study was to measure and simulate water movement and solutes transfer of layered soils. In this study, the effect of soil bulk density changes and different soil layering on water and solute movement were measured and simulated with HYDRUS-1D model in 5 treatments and two replications. For this purpose, 10 columns of PVC with a height of 105 cm and an inner diameter of 31.5 cm, and three soil textures including loamy sand, sandy-clay loam and clay loam were used. The columns were irrigated with irrigation water and saline water with salinity of 0.67 and 4.46 ds/m, respectively. During the experiment, moisture content (using TDR moisture meter) and salinity (by saturated mud extraction method) were measured at depths of 10, 20, 30, 40 and 60 cm. The results of the study showed that the water movement in the soil is affected by the position of the layers with the least permeability and when the fine texture layer is placed on top, the time of water exit is the highest. Also, the results showed that in all columns the EC value was the highest in the upper layer and decreased from top to bottom regardless of the order of the arrangement of the layers. The survey of the nRMSE index indicates the high accuracy of the HYDRUS model in simulating the movement of water and solute in the layered soil. The lowest error in simulation was in homogeneous soil.
    Keywords: Soil bulk density, TDR moisture meter, soil column, HYDRUS-1D
  • Fatemeh Poursalehi *, Ali Shahidi, Abbas Khashei Siuki Pages 1283-1293

    Due to the location of Iran in dry and semi-arid climate, heterogeneous distribution of precipitation and also the occurrence of a climate change phenomenon has caused phenomena such as floods, drought, desertification and dust production and also creating the different economic, social and environmental damages. One of the primary strategies to reduce these losses, is prediction of the precipitation events. The goal of the present study is monthly precipitation prediction with using data mining methods of decision tree (M5) and K-Nearest Neighbor (KNN) algorithms and Comparing these methods in order to determining more efficient method in the field of predicting the precipitation using monthly meteorological data of Birjand synoptic station during the statistical period 1961-2010 in three cases the raw data, the three-year moving average and the five-year moving average in the Weka software. The results showed that in all defined scenarios, the tree model M5 has more ability than the KNN model to predict the monthly precipitation of the station. Also after investigation of the evaluation criteria R, RMSE, MAE and NS, the fifteenth scenario with input variables such as mean difference of maximum and minimum temperature, average relative humidity, average wind speed and cooling degree days (base 21 ° C) in every month was determined as the best scenario for predicting the same month precipitation. Also the obtained results from comparing the defined scenarios in each model in three states raw data, three-year moving average and five-year moving average show that in most scenarios The five-year moving average on average, with the values of R=0.90445, RMSE=6.0543 and MAE=4.78035 in the M5 model and on average, with the values of R=0.83689, RMSE=7.69825 and MAE=5.595 in the KNN model offers more accurate prediction of monthly Precipitation.

    Keywords: Data mining methods, decision tree, Drouth, K-nearest neighborhood, Weka software
  • Mehdi Yasi *, Atefeh Farhadi Bansoule Pages 1294-1306

    Construction of weirs in river bends results in the poor performance of intake structures on both sides of the river. The hypothesis for consistent distribution of flow across a bend is the uniformity of unit flow rate over the weir via the change of the spillway-crest profile from horizontal to sloping crest. The main aim of the present study was to simulate flow pattern upstream of sharp- and broad- crested weirs across a 90- degree laboratory channel bend, using FLOW-3D model. The simulation results were compared with corresponding 32 test results from independent physical model and from FLUENT model studies. The stability and sensitivity analysis was carried out to set up for the turbulence model, turbulent mixing length, roughness height, numerical grid sizes, and run time. The RNG turbulence model was better adopted; the turbulent mixing length was about 7% of head water over the weir crest; the size of numerical grids was optimized with 0.02 m; and the run time was about 60 seconds. Modeling results were not sensitive to the turbulent mixing length and roughness heights of the channel. The results indicated that horizontal crested weirs are sufficient outside the bend. Sloping crest weirs provide better convergence of the unit flow rates across the bend in sections between 30 and 60 degrees. It was proved that the slope of the weir crest is to be in the range of 2º to 5º toward the outer bank of the bend. The broad-crested weirs are superior within the channel bend.

    Keywords: River bend, Broad-crested weir, Intake, FLOW-3D model
  • Seyed Moin Rezvani, Ali Ghadami Firouzabadi *, Hormoze Soltani, Ali Mohamad Jafari Pages 1307-1316
    This research was carried out to investigate the effect of different potato sowing pattern on yield and water productivity under sprinkler and drip irrigation system during 2012 to 2014. The study was carried out as split plot based on randomized complete block design with three replications at Ekbatan Station, Agricultural Research Station and Agricultural and Natural Resources Research Center of Hamadan Province. Two irrigation methods ( sprinkler and drip irrigation system) as main plots and 4 sowing patterns as sub- plots including: conventional method with spacing of 75 cm, two-row planting on combined hill with spacing of 75, 60 or 50 cm were evaluated. Comparison of the combined mean of the results showed that all three sowing patterns with wide hill (two row planting with 75, 60 and 50 cm spacing) with 40.96, 42.67 and 41.75 t / ha respectively are located in higher statistical group than conventional planting with 40.50 t. ha-1. There was a significant difference between yield, water productivity, Seedling emergence and plant overlapping time in two irrigation systems. Water productivity in drip irrigation was 34.4% higher than sprinkler irrigation system. Using the sprinkler irrigation system with wide hill increased water productivity relative the conventional cultivation of potatoes. While the water productivity in conventional sowing pattern in drip irrigation method was higher than the two-row sowing pattern with combined hill (wide hill). Also, the results of this research showed that using of strip drip irrigation can provide better conditions for Seedling emergence and faster plant growth and Compensate part of the lost planting date for late cultivated plants.
    Keywords: Drip Irrigation, combined hill, Sowing pattern, Potato, Seedling emergence
  • Soroor Rezapourian Ghahfarokhi *, Mohmmad Mehdi Ahmadi, Koroush Qaderi Pages 1317-1330

    Debris flow breaker structure is known as a structure with simple, applicable, reliable, and economic design for preserving the downstream. The structure is able to drainage the debris flow, and therefore, reduces the volume of debris toward the river downstream and decreases the damages to downstream. In this study, dimensional analysis was carried out in order to investigate the structure behavior against debris flow. The structure performance was evaluated by calculating the structure efficiency and dimensionless parameters of distance traveled by the debris and location of the maximum height of the debris accumulation on the structure. Structure performance was investigated by changing in the opening, its building, and the establishment of an integrated barrier on the structure with different concentrations and velocity of the debris flow. The results showed that debris flow velocity is affected by flume slope. The amount and state of opening in the structure are the most effective parameters in the structure performance. With a 40% reduction in the structure opening, the efficiency increased by 95%. Change in the building of the structure has increased the structure efficiency by 44%. The application of an integrated barrier to the breaker structure, in addition to increase the efficiency of the debris control, has reduced the length of the distance traveled by the debris until the final stop and the length of the clamor in the upstream of barriers.

    Keywords: structure breaker, debris flow, Control efficiency, River Engineering
  • Milad Khajeh Mozaffari, Mohammad Abdolhosseini *, Ghorban Ghorbani Nasrabad, Mohammad Reza Farzaneh Pages 1331-1341
    Considering the importance of cotton in crop rotation and the high reduction of cotton cultivation in recent years, it is necessary to use new approaches to increase the cultivation area, production amount and to reduce the production cost of this strategic crop. One of these strategies is the delayed cotton cultivation in the form of transplanting method by using earliness cultivars. This method can be used to plant cotton after wheat in a crop rotation and due to shortening of the growth period and without dealing with cold, an acceptable amount of crop can be obtained. Managing the time and amount of irrigation plays an important role in delayed plantings. In this regard, it is necessary to determine the optimal amount of water used by cotton in transplanting and conventional methods. This experiment was carried out in a split split plot design with three repetitions with transplanting and direct treatments as main plots, irrigation frequency including irrigation after 70, 105 and 140 mm cumulative evaporation from evaporation pan as subplot, and various water quantities including 50, 75, 100 and 125% of evaporation from the pan were considered as sub-sub plots. The results showed 38% increase of yield for transplanting method in comparison to direct cultivation, but this increase was not significant. Water use efficiency, earliness percentage and lint percentage in transplanting were 14%, 45% and 3.3% higher than direct planting, respectively. The highest yield, water use efficiency, earliness and lint percentage were related to irrigation frequency after 105 mm evaporation of the pan. The treatment of 50% of used water had higher yield, water use efficiency, and lint percentage than other treatments. Therefore, the best treatment was the transplanting method with 105 mm pan evaporation and 50% used water.
    Keywords: cotton, Transplanting method, direct planting, irrigation, Used water
  • Pooya Shirazi, Kamran Davary *, Bijan Ghahraman, Mehdi Jabbari Nooghabi Pages 1342-1351
    Evapotranspiration is the most important part of the hydrological cycle, which plays a key role in water resource management, crop yield simulation, and irrigation scheduling. The purpose of this research was to estimate the reference evapotranspiration using ‘panel-data’ models. Panel-data multivariate analysis endows regression analysis with both spatial and temporal dimensions. This study was carried out using weather data of 9 synoptic stations of Khorasan Razavi during 1971-2000. Data were divided randomly into two sub-sets, 75% for model development and 25% for model evaluation. The panel-data models were developed using the monthly mean air temperature and monthly mean wind speed as inputs in order to estimate monthly reference evapotranspiration. The results indicated that the two-way fixed effects models were superior. The statistical index (RMSE = 9.85, MAE = 7.38 and R2 = 0.99) revealed the effectiveness of this model. In addition, these results were compared with the results of ordinary least squares regression and Hargreaves-Samani equation which showed the superiority of the panel-data models.
    Keywords: FAO Penman-Monteith, Panel Data Models, Specification Fixed Effects
  • Vahid Yeganegi Dastgerdi *, Mohammad Hosein Sharifzadegan, Naghmeh Mobarghei Dinan Pages 1352-1362

    Considering the increase in droughts, measuring the capacity of agricultural management institutions to adapt farmers to drought seems necessary. Assessing the performance effectiveness of these organizations to understand the strengths and weaknesses of the organizations and providing solutions to reduce these problems would also be helpfull. This research was conducted in cooperation with the staffs of Agricultural Jihad Organization of Chaharmahal and Bakhtiari province. In this research the dimensions and criteria used in the so called Gupta adaptive capacity wheel were used to conduct a questionnaire survey to measure the organizational capacity regarding drought adaptation. Organizational performance effectiveness was also measured through a parallel survey. Our aim was to investigate the relationship between institutional capacity and the organizational performance effectiveness. Data analysis indicates that more than half of the employees believe that the organization's institutional performance is weak. Analysis of the relationship between institutional capacity and organizational effectiveness through multivariate regression shows that there is a significant relationship between institutional capacity and organizational performance. Finally according to findings, three dimensions of institutional capacity including good governance, leadership and resources explain about 89% of the changes in institutional effectiveness.

    Keywords: Agriculture, Drought Adaptation, Institutional Capacity, performance effectiveness
  • Hajar Fazlolahi, Kumars Ebrahimi *, Rohallah Fatahi Nafchi Pages 1363-1373

    In this paper, the effect of inter-basin water transfer on the economic value of water resources has been investigated through a case-study of the Kamal Saleh dam from the Sarband Basin to the central Arak Basin. For this purpose, by using the mathematical model developed in this research, the economic value of agricultural water was investigated without regard to transferred water resources and considering its impact for wheat, barley, alfalfa and corn. The input data for this study was included meteorological and agricultural information, volume of consumed water, wastewater volume, volume of water transfer from Kamal Saleh Dam, as well as information about costs and incomes of the crop year 2015-2016. The results showed that water transfer to Arak city would increase the economic value of agricultural water resources in this city. So, the economic value of water estimated from three methods including weighing the area under cultivation, the volume of water consumption and product income for increasing crop area of corn were increased 10, 7.5 and 9 percentage, respectively . In addition, by increasing crop area of alfalfa the economic value of water estimated from all three methods was increased 2%. Increasing the economic value of water resources can be one of the solutions to sustainable development and food security. However, inter-basin water transfer projects should be implemented with all technical and economic and environmental factors, with emphasis on social and political considerations.

    Keywords: Food Security, Integrated Water Resources Management, mathematical model, weighting
  • Bakhtiar Karimi *, Nazir Karimi Pages 1374-1387
    In this study, experiments were carried out in a transparent plexy-glass tank (0.5m*1m*3m) using three different soil textures (fine, heavy and medium). The drippers were installed at 3 different soil depths (surface, 15cm and 30cm). The emitter outflows were considered 2.4, 4 and 6 lit/hr. Also, these experiments were carried out for two continuous and pulse irrigation systems. In pulse irrigation, the pulse cycles were considered 30-30, 20-40 and 40-20 min. In this research, using nonlinear regression model, empirical models were developed to predict the advance velocity of the moisture front at different directions. The parameters of suggested model include emitter discharge, saturated hydraulic conductivity, application time, soil bulk density, emitter installation depth, initial soil moisture content, the ratio of irrigation time to complete period of each cycle and the proportions of sand, silt and clay in the soil. The results of comparison between measured and simulated values of advance velocity indicated that these models were acceptable accuracy in estimating the advance velocity of the wetting front in different directions. The values of the mean absolute error (MAE) and the root mean square error (RMSE) ranged 0.031-0.108 and 0.067-0.275 cm/min, respectively.
    Keywords: Irrigation management, nonlinear regression, pulse Drip Irrigation, subsurface drip irrigation
  • Mohammad Mehdi Ansarifar, Meysam Salarijazi *, Khalil Ghorbani, Abdolreza Kaboli Pages 1388-1397
    In most cases, groundwater in coastal aquifers is the most important source of fresh water. Changes in climate and hydrological variables can have a significant impact on coastal aquifers. In this study, the effect of climate change on the Bandar-e-Gaz coastal aquifer in northern Iran was studied using the scenarios of the fifth report of the IPCC. Also, changes in hydrological variables such as future changes of the sea level, recharge and discharge of the aquifer were also studied using a numerical model. The results indicate that the used numerical model is reliable. An examination of the optimistic scenario review confirms that significant changes will not be made in the future for studied coastal aquifer’s water resources. The results of the pessimistic scenario reveal that in the near future (2040) a relatively limited part of the aquifer will be affected by groundwater decrease, but in the mid future (2070) a large part of the aquifer will face this problem, and a drop of 3 to 7 meters will be experienced. In addition, in the far future (2100) the decrease of groundwater level in the middle parts of the aquifer will be in the range of 10 to 13 meters.
    Keywords: Coastal Aquifer, Climate change, Changes in Recharge, Discharge, groundwater level
  • Ghasem Ka&#, Ab Omeir Ka&#, Ab Omeir, Amir Naserin *, Mehdi Daryaee, Mohammad Reza Ansari Pages 1398-1409
    Using additives can improve the mechanical properties of soils of construction projects such as irrigation canals. The materials such as sand, in addition to improving soil conditions, are compatible with the environment. So, in recent decades, the utilization of sandy soils in the construct of irrigation networks has been extended. In this study, the effect of size and amount of sand on the strength characteristics of lime treated soils. In this way, at first, to determine the best soil-lime mixture, the soil was mixed by different amount of lime and unconfined compressive strength of these has been investigated. The highest unconfined compressive strength was achieved by adding 7 percent lime to the soil. Then, a set of tests conducted on coarse (D50= 1.4 mm), medium (D50= 0.45 mm) and fine (D50= 0.22 mm) and by applying 5, 10 and 15 percent of sand to lime-clay mixture in three replicates. The unconfined compressive strength was performed on the specimen at curing time of 7, 14 and 28 days. Results showed that adding 5 percent of coarse sand to clay–lime mixture can increase compressive strength and elasticity module about 13 percent and 16 percent, respectively, on average. In addition, adding medium and fine sands can cause to deteriorate soil’s strength and elasticity module.
    Keywords: Clayey soil, lime, Sand, Compressive strength, elasticity module
  • Leila Goli Raeisi, Saeid Morid *, Majid Delavar Pages 1410-1425
    Water scarcity is a serious threat for the food security of Iran. Hence, different strategies are considered to save more water and increase water productivity. In this research work, some of the measures that are more pointed out in the country’s high level plans are evaluated based on the concept of "real water savings" and water productivity as well as physical water productivity. The criteria that emphasize on actual evapotranspiration and distinction of water depletion from withdrawal. With this aim, the SWAT model was first applied for the required simulations. However, it was found some deficits in its field scale modeling. So, for some the management scenarios AquaCrop model was also used. The evaluated measures include: deficit irrigation (scenario 20, 40 and 50 percent), substitution of drip irrigation with surface irrigations and greenhouse cultivation. To show the methodology, the Marvdasht and Kharame subbasins- located in Fars province, are selected. The results showed that the deficit irrigation at its highest rate (i.e. 50%) saves water up to 12%. While, implementing drip irrigation led to increase 8.3% in water consumption. Similarly, greenhouse can result up to 24% reduction in evapotranspiration, which has the highest capacity for real water saving. Notably, the water productivity does not change significantly, while applying deficit irrigation and increasing irrigation efficiency. But, it is physical water productivity that increases that cannot be due decrease in water depletion. The modeling framework of this research was found suitable for the field and basin scales assessments. It considers various aspects of water balance and water productivity components. So, it is recommended to be considered for similar research works regarding water saving and water productivity policies.
    Keywords: Water productivity, Real Water Saving, SWAT, AquaCrop, Fars province
  • Hojjat Emami *, Somayeh Emami, Shadi Heydari Pages 1426-1438
    In many areas of Iran, there is no detailed information on the amount of erosion, sediment transport and sedimentation of rivers, and in many cases, there are many difference between measurements. Due to the fact that the flow regime and consequently the sediment regime in the watersheds are not constant, the prediction of sediment rate helps to estimate the sediment accumulated behind the structures, specially the dams, and determine the dead volume of reservoirs in the future months, and by adopting timely arrangements facilitate the deposition management to a certain extent. In this research, three optimization algorithms including Genetic Algorithm (GA), Gray Wolf Optimizer (GWO) and Election Algorithm (EA) were used to predict the suspended sediment load of the rivers. In order to evaluate the performance of the algorithms, three statistics consists of R2, RMSE and NSE were used. The suspended sediment load of sedimentary station located in the Zarrineh-Rood river during the 2005-2015 are used as a case study. The results show GWO algorithm with values R2=0.96, RMSE=0.022 and NSE=0.74 has a very high accuracy compared to other algorithms used.
    Keywords: Suspended sediment load, meta-heuristic algorithms, Genetic Algorithm, Gray Wolf Optimizer, Election Algorithm
  • Jamal Mohammadimoalezade *, Abdali Naseri, Abd Alrahim Hooshmand Pages 1439-1450
    Water scarcity is considered as one of the important factors affecting the production of agricultural products. Using crop management models such as the AquaCrop model can be a useful tool for reviewing the options and the ability to examine them in different situations. This study was conducted to evaluate the AquaCrop model's ability to determine the irrigation time of sugarcane plant and it’s monitoring with water stress index in 2017 in cultivars and cultivars of sugarcane arranger cultivars in a R7-11 field with a total area of 25 hectares and a plant (new crop) Variety CP69-1062 was performed in south Ahwaz. The calibration was done to determine the accuracy of the model at the time of irrigation of the sugarcane plant, including an examination of the water stress index (CWSI) with a reddened thermometer. This calibration showed that the AquaCrop model has a relatively high simulation ability in determining the cannabis irrigation time. The statistical analysis of the accuracy of the model in predicting the irrigation time of the field with the actual field conditions was RMSE = 2.0 %, d = 1.0 and CRM= 0.006. The irrigation scheduling of R7-11 farm with AquaCrop model was carried out with a total irrigation interval of 16.6 rounds (from April to October 2017), the number of irrigation intervals with the number of irrigation intervals in plantations of CP69-1062 plant cultivars and dental industry Compared with the total irrigation intervals in the farms of 20.8 rounds, the Khazaee was compared, it is observed that a R7-11 farm saved a quarter of the irrigation round in that year. The yield of this field yielded 128 tons per hectare and the average yield of planted plots of CP69-1062 varieties and cultivars were about 106.63 tons per hectare. The quality of the R7-11 sugarcane syrup contains purity (PTY %) and the percentage of white sugar (RS %) of PTY = 90.0 % RS = 11.1 % and the average plant plantation varieties of CP69-1062 cultivars and cultivars, PTY = 88.6 % and RS = 10.8 % were obtained. The results of this study showed that considering the AquaCrop model has high accuracy, the use of this method to determine the irrigation time compared to the current method (crop log) that is common in sugar cane companies in Khuzestan, both in terms of cost and in terms of its use in research projects.
    Keywords: Irrigation time, moisture stress index, vegetation temperature, sugar cane, AquaCrop
  • Mahdi Kalanaki, Fatemeh Karandish *, Peyman Afrasiab, Issa Khamari, S.Mahmoud Tabatabaei Pages 1451-1459
    Freshwater crisis and soil salinity are the most important factors that limiting agriculture in arid areas. In these conditions, cultivation of medicinal plants with considering environmental aspects can be an intelligence strategy for these areas. For this purpose, a field experiment with four treatments and three replications was conducted in randomized complete blocks design in Zahak city during 2016-2017. The treatments were consisted of full irrigation with fresh water (F.FI), partial root zone drying with fresh water (F.PRD), partial root zone drying with saline water (S.PRD) and partial root zone drying with saline and fresh water (SF.PRD). The highest values of plant height (46.1 cm), number of umbel per plant (42), number of branches per plant (10), 1000-seed weight (0.86 gr) and seed yield (293 kg ha-1) were observed in F.FI. There were non-significant differences between F.PRD, FI and SF.PRD in most traits. Results illustrated that application of PRD with alternate fresh and saline water was the best option for decreasing fresh water usage in arid climate of Sistan region.
    Keywords: Partial Root-zone Drying, Saline Water, ajwani, Sistan
  • Saloome Sepehri *, Fariborz Abbasi, Mohammad Mehdi Nakhjavanimoghaddam Pages 1460-1470
    The growing demand for agricultural products and the reduction of access to conventional water resources have highlighted the need for proper management of water resources in agricultural sector. On the other hand, measuring and acquiring field data problems make it necessary to employ efficient models that can accurately predict yield and sensitivity analysis of yield over various parameters. Therefore, in this research, the effects of different parameters on the yield of forage maize in the country have been investigated and the effectiveness of the artificial neural network models to predict forage maize yield has been evaluated. The parameters of irrigation water salinity, soil salinity, plant growth period, water consumption and number of irrigation of 104 farms in 8 provinces that were collected during field studies were used to develop models in the artificial neural network. Also, by estimating the water requirements of selected farms, the expected yield was estimated using the optimal selected model and compared with the measured yield in the farms. The results showed that the artificial neural network model with two hidden layers and the final structure of 1-15-19-5 can accurately estimate forage maize yield (R2=0.85). The results of the sensitivity analysis of the selected optimal model showed that the parameters of irrigation events and plant growth period were the most effective and least effective parameters on the forage maize yield, respectively. Also, the results of the modeling showed that there is a gap between the measured yield in the farms and the expected yield, and if the full irrigation requirement is applied, the forage maize yield in the studied areas can be increased by an average of 12.5 tons per hectare.
    Keywords: irrigation, Modeling, Multilayer Perceptron, Yield Gap
  • Rezvan Raeisi Nejad Doboneh, Najme Yazdanpanah * Pages 1471-1480
    In arid and semi-arid regions, salinity is a serious and chronic problem for agriculture. Due to the improved methods of irrigation and mechanization this methods to increase water use efficiency and enhance the uniformity of water distribution in the field, is very important. In order to investigate the effect various source of saline water as well as different value of irrigation on characteristics of greenhouse cucumber, a field experiment was carried out during 2018 growing seasons at an experimental farm in Jiroft territory of Kerman province. The treatments were laid out in Randomized Complete Block Design with three replications. The treatments were comprised of four levels of irrigation including 15, 30, 45 and 60 mm evaporation for class A pan and three salinity of irrigation including 0.9, 2.6 and 7.5 dS.m-1 as the main and sub plot respectively. The results showed that in comparison to 30 and 15 evapotranspiration for class A pan, parsimony of water usage equal 370 m3 ha-1 achieved. Moreover yield, high plant, weight fruit and number of fruit per plant decreased 6.3, 8.1, 5.2 and 8.1 percent respectively but water productivity increased 5.9 percent. Also, In comparison to 0.9 and 2.6 dS.m-1 salinity of irrigation, yield, high plant, weight fruit, number of fruit per plant and water productivity decreased 7.1, 5.6, 5.2, 6.1 and 7.1 percent respectively.
    Keywords: Drip Irrigation, salinity stress, Levels of Irrigation, Greenhouse Cucumber, Water productivity
  • Sara Ravanshadnia, Koroush Qaderi *, Marzie Samare Hashemi Pages 1481-1490

    Dam rule curves should be derived using operation models and considering reservoir storage as well as input flows, which results in better management of reservoir water. In this paper rule curves of Doroudzan dam in Fars province, has been derived, using standard operating policy (SOP), hedging rules and linear programming. The objective function is water deficit minimization during 88-92. Standard operating policies result in severe water shortage. To mitigate the severe water shortage in SOP; the hedging policy has been used, which accept some present delivery deficit to reduce greater shortage in the future. The Genetic algorithm has been used to find the hedging optimal factors. Finally, the results of SOP and hedging-GA are compared with a model linear programming based on hedging rules model. Total shortage in hedging-GA is 84.19 MCM, hedging-LP is 219.5 MCM and in SOP is 216.57 MCM. The GA-hedging model by supplying 88.33% of demands control the amount of shortage as well as the shortage severity. In addition, the average reservoir storage is the biggest amount among the three methods. Comparison of the mentioned models using assessment criteria including time reliability, volume reliability and vulnerability shows the hedging-GA model is less vulnerable and more reliable; therefor this model performance is better than the two other models.

    Keywords: Genetic Algorithm, Linear Programming, Optimal Operation, Hedging, Rule curve
  • Fatemeh Ghobadi, Saeed Reza Khodashenas *, Abolfazl Mosaedi Pages 1491-1503

    Due to an increase in impermeable areas in cities, the runoff volume increases dramatically, causing overflow of runoff and frequent problems in the city. In the present study, the 10th district of the municipality of Mashhad that is known as Chehel Bazeh Golestan was evaluated. In this regard, Arc Map and ASSA software were used for modeling. The basin was modelled according to the existing conditions by using AutoCAD and Arc Map. The geometric parameters of the basin including area of the sub-basins, length of the canals, slope and other characteristics were calculated by using Arc Map. For rainfall distribution, uniform rainfall pattern and alternative block method were used. For the return period of 2 and 5 years, the adequacy of system for runoff was investigated. Results showed that rainfall pattern plays an important role in the basin runoff. The alternative block method for the return period of 2 years, resulted in 33% increase in runoff relative to the uniform rainfall method. In the alternative block method, the outflow runoff of the basin was 29% more than the uniform rainfall method, and the outflow volume increased by 17%. In general, in urban areas due to variation in land use and different basins, uniform rainfall method, due to consideration of geometric parameters of basins, offers better results than alternative block method.

    Keywords: ASSA Software, Alternative block method, Rainfall pattern, runoff, uniform raifall method
  • Khalil Ghorbani * Pages 1504-1514

    Groundwater as one of the valuable resources all over the world is unfortunately facing a great decline of aquifer level during past decades cused by its overexploitation beside the decrease of precipitation. This reduction is more in arid and semi-arid climatic zones where the most part of irrigation requirement is supplied through wells. Therefore, the monitoring of the spatio-temporal variation of aquifer water table would be necessary. In this study, shallow and deep aquifers of Golestan province were considered as case study. Non-parametric tests including Mann-Kendall, Sen’s slope and Pitite were used for analysis of recorded time series between years of 1990 to 2016 in 277 piezometric stations. The results were interpolated in GIS enviroment. In this study, the pattern and trends of groundwater level data were investigated. Results showed the aquifer groundwater level has a decreasing trend in most of the areas but in shallow aquifers along with the decreasing trend, an increasing trend has been observed in some places. In shallow aquifers, the slope of the trend line is in accordance with groundwater flow direction but there is no regular pattern in deep aquifer. The decreasing trendline of groundwater variation in deep aquifer is more than 8 percent. This aquifer has worst conditions about groundwater depletion than the shallow aquifer and this may be due to overexploitation of the aquifer and the failure of fast replacement. Also result showed that all three nonparametric tests were highlighted these variations and are following the same pattern.

    Keywords: aquifer, Overexploitation, Golestan, Pitite, Groundwater
  • Arash Modaresi Rad, Bijan Ghahraman *, Abolfazl Mosaedi, Mojtaba Sadegh Pages 1515-1526
    Unsaturated hydraulic conductivity (K(θ)) is proportional to volumetric water content in vadose zone and the obtained K(θ) curve is crucial for modeling the soil water movement. Numerous theories and models have been recently proposed regarding the estimation of K(θ) that despite improving model predictions, each has a disadvantage of its own. The critical path analysis from percolation theory attempts to improve the prediction of K(θ) by simplifying the complex geometry of the porous medium. In addition, the recently developed Peters-Durner-Iden model (PDI) has shown high potential for prediction of K(θ). In this research, both percolation theory and PDI models are evaluated. Also, by using Monte Carlo- Markov chain method, the uncertainty of the simulated parameters is assessed. In this study, the Hybrid-Evolution Monte Carlo-Markov chain algorithm has been utilized, that employs adaptive metropolis, differential-evolution, and Snooker update algorithms, which minimizes the number of iterations required to search parametric space. Goodness of fit measures shows higher results for prediction of K(θ) by percolation theory and in every case except for a single soil, the Nash–Sutcliffe criterion was higher than 0.9. In addition, the number of parameters required for the PDI model is more than percolation theory, which leads to an increase in parameter- associated uncertainty. It is also discussed that it is possible to reduce the number of parameters required by PDI model by applying several constraints. But this method is not applicable to all soil textures. Comparison of the convergence rate of the two models showed that parameters of PDI model in all cases require close to 300 iterations to converge while, percolation theory requires up to 2000 iterations to converge. Therefore, the results indicate that the percolation theory with fewer number of parameters can provide more accurate and reliable estimates of K(θ) and water retention.
    Keywords: Percolation theory, Capillary flow, Porous space, Peters-Durner-Iden model, Capillary conductivity
  • Mehri Hajizade , Ali Rahimikhoob *, Sasan Aliniaeifard , Maryam Varavipour Pages 1527-1537

    AquaCrop model simulates biomass yield under deficit irrigation management. This model developed by FAO and requires less input data than other similar models. One of the input data of this model is the normalized water productivity (wp*) that should be known for each plant. This parameter for the radish plant, which is part of the C3 plant, has not yet been determined. Therefore, the first objective of this study is to determine it for Pakdasht area and its second objective is to analyze the sensitivity of the Aquacrop model to the input data of reference evapotranspiration (ETo), Wp*, initial canopy cover (CCo) and maximum canopy cover(ccx). This research was carried out in the research center of Abourayhan Campus, University of Tehran in Pakdasht District during 2018 crop year. According to the results of this study, normalized water productivity of radish was determined to be 11.3 g / m2. The results of sensitivity analysis showed that the AquaCrop model has the most sensitivity to the normalized water productivity parameter for full irrigation conditions, in which the sensitivity coefficient was estimated to be 0.88. Under deficit condition, the model is most sensitive to the ETo parameter, and the less irrigation is more severe, the sensitivity coefficient increases. The sensitivity coefficient for 60% deficit irrigation was -10.99.

    Keywords: initial vegetation, Maximum vegetation cover, Reference Evapotranspiration, Sensitivity coefficient