فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال پنجاهم شماره 9 (بهمن 1398)
  • سال پنجاهم شماره 9 (بهمن 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/11/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • علی افروس*، مریم زلقی صفحات 2099-2111
    رودخانه دز در مسیر جریان خود محل ورود و تخلیه فاضلاب های خانگی، پساب های صنعتی و کشاورزی بسیاری است. با توجه به بحران کمبود آب، انجام تحقیقاتی جامع پیرامون آلودگی های آن از لحاظ کمی و کیفی و استفاده از ابزارهای مدیریتی همچون مدل های ریاضی و کامپیوتری به منظور پیش بینی وضعیت کیفی آب این رودخانه و پیش گیری از آلودگی فزآینده آن امری ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق از مدل کیفی Qual2kw جهت شبیه سازی پارامترهای کیفی NO-3 و PO4-3 در هفت ایستگاه چمگلک، پارک دولت، پل سوم، پل جدید، پل شناور، پل پنجم و گاومیش آباد استفاده شده است. از مقادیر پارامترهای کیفی رودخانه و سایر اطلاعات به دست آمده از مطالعات صحرایی جهت واسنجی و پیش بینی مدل استفاده گردیده است. همچنین برای تعیین اعتبار مدل و مقایسه داده های مشاهداتی از (MAE) و (CV) استفاده گردید. نتایج حاصل از مدل تا حدود زیادی گویای شرایط واقعی رودخانه می باشد که این امر نشان دهنده توانا بودن مدل Qual2kw در شبیه سازی پارامترهای کیفی است. عمده آلودگی رودخانه دز از فاضلاب های شهری می باشد. با توجه به نتایج، پارامتر PO4-3 در بازه مورد مطالعه در محدوده ورود فاضلاب ها به رودخانه دز عامل تهدیدکننده ای برای حیات آبزیان محسوب می شود. بر اساس استاندارد کیفیت آب برای کاربری کشاورزی در طی دوره نمونه برداری، هیچگونه محدودیتی در بازه مورد مطالعه، رودخانه دز را تهدید نمی کند. پایین بودن دبی در پایین دست رودخانه دز و بارگذاری بالای آلاینده ها سبب افزایش غلظت پارامترهای کیفی آب بوده است. با توجه به نتایج پارامترهای EF، MAE و CV، مدل بهترین انطباق را برای پارامتر نیترات داشته است.
    کلیدواژگان: رودخانه دز، کیفیت آب، نیترات، فسفات، Qual2kw
  • رسول دانشفراز*، سینا صادق فام، عمر مینایی صفحات 2113-2123
    صفحات مشبک سازه هایی با نسبت تخلخل معین هستند که به صورت عمود در مسیر جریان فوق بحرانی قرار گرفته و باعث استهلاک انرژی جریان و تثبیت پرش هیدرولیکی می شوند. در این بررسی، استهلاک انرژی ناشی از پرش هیدرولیکی و صفحه مشبک بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. متغیرهای مهم این تحقیق عبارت اند از: (i) عدد فرود جریان فوق بحرانی در بازه 5/3 تا 8؛ (ii) پنج نمونه دانه های بستر با قطر متوسط 1/4 تا 24 میلیمتر؛ (iii) صفحه مشبک با تخلخل 40 و 50 درصد. در این تحقیق،  تغییرات استهلاک انرژی در مقابل عدد فرود جریان فوق بحرانی، میزان مشارکت صفحه مشبک و پرش هیدرولیکی در استهلاک انرژی، تاثیر تخلخل بر روی استهلاک انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای محاسبه استهلاک انرژی در پایین دست صفحه مشبک روابطی ارائه شده و نتایج با تحقیقات گذشته مقایسه شده است. نتایج نشان داد که عدد فرود جریان فوق بحرانی تاثیر زیادی بر استهلاک انرژی دارد. همچنین تاثیر پارامتر های بدون بعد اندازه دانه ها و بیشینه عمق آبشستگی بر استهلاک انرژی ناچیز و قابل چشم پوشی است.
    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، صفحات مشبک، حوضچه آرامش، جریان فوق بحرانی، بستر متحرک
  • افشین خورسند، وحید رضاوردی نژاد*، حسین عسگرزاده، ابوالفضل مجنونی هریس، امیر رحیمی، سینا بشارت صفحات 2125-2138

    روش های تجربی و نظری (بیلان انرژی) به طور گسترده برای محاسبه شاخص تنش آبی گیاه (CWSI) و برنامه ریزی آبیاری مورد استفاده قرار می گیرند تا وضعیت آب گیاه را توصیف کنند. برنامه ریزی آبیاری در تحقیق حاضر با استفاده از دستگاه مادون قرمز دستی و روش تجربی Idso et al. (1981) در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه برای ماش سیاه تحت رژیم های مختلف آبیاری با روش قطره ای در سال 1396 صورت گرفت. طرح آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه سطح آبیاری I1، I2 و I3 به ترتیب 50، 75 و 100 درصد نیاز آبی در سه تکرار اجرا گردید. با استفاده از معادلات خطوط مبنای به دست آمده برای هر تیمار، مقادیر میانگین CWSI در طول فصل رشد ماش سیاه برای تیمارهای I1، I2 و I3 به ترتیب 37/0، 23/0 و 15/0 محاسبه گردید. رابطه بین CWSI و عمق کل آبیاری (میلی متر) به صورت CWSI = -0.0008(I) + 0.58 و رابطه بین عملکرد دانه (تن بر هکتار) ماش سیاه و CWSI نیز به صورت Yield = -1.8237(CWSI) + 2.1435 تعیین گردید که مقادیر ضریب تبیین (R2) روابط به ترتیب 98/0 و 99/0 به دست آمد که دقت بالای مدل های رگرسیونی را نشان می دهد. به طور کلی، اگر مقدار آب با اعمال تنش در طول دوره رشد گیاه کاهش پیدا کند، مقدار CWSI افزایش می یابد و در نتیجه با افزایش CWSI، مقدار عملکرد دانه محصول کاهش می یابد. در نهایت تیمار بدون تنش (I3) با 15/0CWSI= اساس برنامه ریزی آبیاری قرار گرفت و سپس روابطی برای تعیین زمان آبیاری با استفاده از CWSI در اقلیم ارومیه برای چهار مرحله از رشد ماش سیاه شامل آغاز گلدهی-گلدهی، تشکیل نیام، پرشدن نیام و دانه و رسیدگی فیزیولوژیکی به ترتیب (AVPD) 1579/0-9498/1=C (Ta-Tc)، (AVPD)1585/0-4395/4=C (Ta-Tc)، (AVPD) 0578/0-4676/2=C (Ta-Tc) و (AVPD) 1462/0-7532/5=C (Ta-Tc) ارائه گردید.

    کلیدواژگان: ارومیه، تنش آبی، دمای پوشش سبز، عملکرد دانه، کمبود فشار بخار هوا
  • حدیثه کاظمی، حامد کتابچی*، جمال محمدولی سامانی صفحات 2139-2153

    منابع آب زیرزمینی یکی از منابع اصلی تامین کننده آب شیرین به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک جهان، مانند ایران بوده است. به دلیل تراکم جمعیت در نواحی ساحلی، این منابع هم از سوی عوامل طبیعی و هم انسانی مورد تهدید قرار می گیرد. در مطالعه حاضر، به شبیه سازی عددی آبخوان ساحلی لاهیجان-چابکسر پرداخته شده است. بدین منظور با استفاده از SUTRA، مدلی عددی سه بعدی، ناهمگن و ناهمسان توسعه داده شده و پس از واسنجی و صحت سنجی، مورد استفاده قرار گرفته است. اثرات کاهش تراز آبخوان در مرز خشکی، کاهش تراز آبخوان در مرز خشکی توام با افزایش تخلیه خالص از آبخوان، تخلیه پساب دستگاه آب شیرین کن به آبخوان و دریا از نمونه گزینه های مختلف محتمل آینده در منطقه بوده که شبیه سازی و ارزیابی شده است. نتایج نشان داد که کاهش 10 متری تراز آب زیرزمینی در مرز خشکی، تراز متوسط آن در آبخوان را به اندازه 6 متر در طول 30 سال کاهش می دهد ولی تغییر محسوسی در وضعیت کیفی آبخوان به لحاظ شوری ایجاد نمی کند. همچنین کاهش 10 متری تراز آب زیرزمینی در مرز خشکی توام با افزایش 5 برابری تخلیه خالص آبخوان منجر به افت 13 متری تراز متوسط آب زیرزمینی در طول 30 سال می گردد و کیفیت آب را هم کاهش می دهد. از طرفی تخلیه پساب آب شیرین کن به داخل آبخوان، 4/1 متر تراز متوسط آب زیرزمینی را در طول 30 سال افزایش و کیفیت آن را به شدت کاهش داده ولی تخلیه آن به داخل دریا تغییری در تراز و وضعیت کیفی آب زیرزمینی ایجاد نکرده است.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، دریای خزر، آبخوان ساحلی لاهیجان-چابکسر، وضعیت کمیت و کیفیت، SUTRA
  • مینا رحیمی، پیام کمالی، وحید رضاوردی نژاد*، حامد ابراهیمیان صفحات 2155-2170
    به منظور افزایش بازده سامانه های آبیاری سطحی، لازم است که ضرایب معادلات نفوذ با دقت بالایی تخمین زده شوند. مدل سازی معکوس از روش های دقیق در برآورد ضرایب معادلات نفوذ می باشد. در این تحقیق، در مرحله اول عملکرد معادلات مختلف نفوذ شامل خانواده نفوذ NRCS، کاستیاکف، کاستیاکف اصلاح شده، کاستیاکف اصلاح شده شاخه ای، خانواده شدت نفوذ-زمان و زمان مشخص ارزیابی و مقایسه شدند. سپس بهترین معادله نفوذ بطوریکه که بتواند فازهای پیشروی، پسروی و رواناب را با کمترین خطا برآورد کند تعیین گردید. با مقایسه معادلات مختلف نفوذ، روش کاستیاکف اصلاح شده با متوسط درصد خطای 14/2، 99/2 و 95/2 به ترتیب در فازهای پیشروی، پسروی و رواناب، به عنوان معادله نفوذ با بهترین عملکرد تعیین شد. در مرحله دوم براساس معادله نفوذ بهینه (کاستیاکف اصلاح شده)، سه نرم افزار متداول در برآورد معکوس پارامترهای معادله نفوذ شامل: WinSRFR، IPARM و SIPAR-ID با استفاده از داده های میدانی چهار جویچه آبیاری تحت کشت ذرت واقع در مزرعه پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در سال 1393، مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مدل IPARM با متوسط درصد خطای40/2، 87/5 و 11/2 به ترتیب در فازهای پیشروی، پسروی و رواناب عملکرد نسبتا مشابهی با نرم افزار WinSRFR داشت؛ اما فاز پسروی را با خطای تقریبا دو برابری نسبت به آن برآورد نمود. مدل SIPAR-ID نیز عملکرد ضعیف با بیشترین نوسانات در مقادیر ضرایب را نشان داد.
    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، پارامترهای نفوذ، جویچه، مدل سازی معکوس
  • ابوذر بذرافشان، مهدی شرفا*، محمد حسین محمدی، علی اصغر ذوالفقاری صفحات 2171-2182
    این تحقیق به منظور بررسی برهمکنش تنش شوری و تقاضای تبخیر بر جذب آب توسط گیاه ذرت انجام شد. آزمایش ها در دو فصل بهار و پاییز در گلخانه به صورت طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار در سال 1396 انجام شدند. جذب آب ذرت به صورت روزانه تحت مکش 100 سانتی متر در سطوح شوری 0، 7/1، 36/3، 33/6 و 35/8 دسی زیمنس بر متر اندازه گیری شد. قابلیت هدایت الکتریکی در گلدان ها بعد از شروع اعمال تیمار ثابت نگه داشته شد. حد آستانه شوری بر اساس شوری آب آبیاری برای فصل بهار 52/0 و برای فصل پاییز 48/1 دسی زیمنس بدست آمد که نشان دهنده حساسیت بیشتر ذرت به تنش شوری تحت شرایط تقاضای تبخیر بالا نسبت به تقاضای تبخیر پایین می باشد. تنش شوری اعمال شده به طور معنی دار جذب آب و عملکرد گیاه را در هر دو فصل بهار و پاییز تحت تاثیر قرار داد. مقادیر عملکرد و جذب آب برآورد شده با استفاده از توابع کاهش نشان داد که مدل نمایی ونگنوختن-هافمن دقت بالاتری از مدل خطی ماس-هافمن برای عملکرد داشت درحالی که صحت مدل خطی بیش تر از مدل نمایی برای جذب آب به ویژه در فصل پاییز بود. به طور کلی نتیجه گرفته شد، پاسخ گیاه به تنش شوری در شرایط تقاضای تبخیر متفاوت یکسان نیست.
    کلیدواژگان: مصرف آب، عملکرد، توابع کاهش، کمبود فشار بخار
  • عذرا کرمی، سید ابراهیم هاشمی گرم دره*، مجید قربانی جاوید، مریم وراوی پور صفحات 2183-2192

    تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر آبیاری با پساب تصفیه شده شهری بر عملکرد، اجزای عملکرد و کارآیی مصرف آب ذرت دانه ای رقم سینگل کراس 704، در سال زراعی 97-1396 و در مزرعه تحقیقاتی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران واقع در شهرستان پاکدشت انجام گرفت. آزمایش به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با فاکتور اصلی (نوع آب) و فاکتور فرعی (سطوح کم آبیاری) در سه تکرار انجام شد. تیمارهای نوع آبیاری شامل آب چاه ([1] FW ) و پساب (W [2]) بودند که در سه سطح 100 (D1)، 75 (D2) و 55 (D3) درصد نیاز آبی گیاه ذرت اعمال گردیدند. نتایج نشان داد که نوع آب کاربردی باعث ایجاد تفاوت معنی داری در مقدار عملکرد ماده خشک گردید و بیشترین عملکرد ماده خشک در تیمار پساب با مقدار 18/20904 کیلوگرم در هکتار و کم ترین مقدار در تیمار آب چاه با مقدار 15/17231 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. از لحاظ مقادیر مختلف آب، تیمار D1 (100%) با 52/3 کیلوگرم ماده خشک بر متر مکعب بیشترین کارآیی مصرف آب و تیمار D2 (75%) و D3 (55%) به ترتیب با 46/3 و 44/3 کیلوگرم بر متر مکعب کمترین کارآیی مصرف آب را داشتند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که آبیاری با پساب تصفیه شده شهری، تاثیر معنی داری بر صفات عملکرد ماده خشک، طول بلال و همچنین کارآیی مصرف آب براساس عملکرد ماده خشک داشت. بنابراین می توان پساب تصفیه شده در سطح 75 درصد نیاز آبی در منطقه پاکدشت را به عنوان یک راهکار مدیریتی برای آبیاری پیشنهاد نمود.

    کلیدواژگان: پساب تصفیه شده، سطوح کم آبیاری، ذرت، کارآیی مصرف آب
  • محمد خرمیان*، سیدرضا اشرفی زاده صفحات 2193-2200
    این تحقیق برگرفته از نتایج طرحی است که با هدف بررسی اثر کاشت مستقیم ارقام گندم در بقایای ذرت، بر عملکرد و بهره وری آب طی دو سال زراعی 96-95 و 97-96 انجام شده است. برای این منظور، آزمایشی به صورت کرت های نواری خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در اراضی مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد دزفول اجرا شد. کرت اصلی شامل روش های بی خاک ورزی (NT)، کم خاک ورزی (MT) و خاک ورزی مرسوم (CT) و کرت فرعی شامل ارقام گندم چمران2، مهرگان، شوش، فلات و داراب2 بودند. نتایج نشان داد با وجود اینکه اختلاف معنی داری بین نتایج روش های خاک ورزی مشاهده نشد، میانگین عملکرد ارقام در روش NT (Kg ha-1 4830) بیش از روش MT (Kgha-1 4610) و CT (Kgha-1 4680) بود. از طرفی میانگین عملکرد و بهره وری آب در ارقام مهرگان و چمران2 به ترتیب برابر Kg ha-1 5000 و kg m-3 25/1 در یک سطح و بالاتر از سه رقم دیگر حاصل شد. اگر چه در این تحقیق، کاهش تردد ماشین های خاک ورزی و کاشت از 6 تا 7 نوبت در روش های MT و CT به 2 نوبت (سم پاشی و کاشت همزمان کود و بذر در بقایای ذرت دانه ای) در روش NT تاثیر معنی داری در شاخص مخروطی و جرم مخصوص ظاهری خاک نداشت، کربن آلی خاک نسبت به دو روش دیگر خاک ورزی 16 تا 32 درصد افزایش یافت. ازاین رو استفاده از ارقام جدید و کاشت مستقیم در بقایای ذرت بدون کاهش عملکرد و بهبود 3 تا 4 درصدی بهره وری آب در مناطق مشابه توصیه می شود.
    کلیدواژگان: ارقام گندم، بهره وری آب، بی خاک ورزی، جرم مخصوص ظاهری خاک، شاخص مخروطی
  • نادر سلامتی*، امیرخسرو دانایی، لیلا بهبهانی صفحات 2201-2211
    به منظور مطالعه و ارزیابی شاخص های تنش خشکی بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه، روغن، درصد روغن دانه و کارآیی مصرف آب دانه کنجد، آزمایشی به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 98-1397 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی بهبهان اجرا گردید. فاکتور اصلی، مقدار آب در آبیاری قطره ای نواری در چهار سطح 40، 60، 80 و 100 درصد نیاز آبی از شروع مرحله گلدهی و فاکتور فرعی رقم در دو سطح شامل ارقام داراب 1 و دشتستان2 در نظر گرفته شد. میانگین آب مصرفی در قالب تیمارهای 40، 60، 80، 100 درصد نیاز آبی و تیمار شاهد (آبیاری سطحی) به ترتیب برابر 0/35، 4/41، 8/47، 2/54 و 1/65 سانتی متر آب بود. مقایسه میانگین کارایی مصرف آب در تیمارهای مختلف نشان داد که رقم داراب1 با 100 درصد نیاز آبی با کارایی مصرف آبی معادل 240/0 کیلوگرم بر متر مکعب، تیمار برتر بود. همچنین نتایج ضریب همبستگی پیرسون نشان داد، با افزایش ارتفاع بوته، تعداد دانه در کپسول، تعداد کپسول در بوته، وزن هزاردانه، حجم آب مصرفی، عملکرد روغن دانه و کارایی مصرف آب افزایش می یابد. در نهایت، با توجه به کمتر بودن مقادیر شاخص های معرف Stress Susceptibility Index و Tolerance Index در رقم داراب 1 نسبت به رقم دشتستان 2 و نیز بیش تر بودن شاخص های معرف Stress Tolerance Index، Mean Productivity، Geometric Mean Productivity، HM، Yield index و Yield stability index در رقم داراب 1 نسبت به رقم دشتستان 2 می توان رقم داراب 1 را از نظر تنش خشکی به عنوان تیمار برتر معرفی نمود.
    کلیدواژگان: وزن هزار دانه، کارایی مصرف آب، رقم، تبخیر و تعرق
  • اشکان یوسفی، احمد فرخیان فیروزی*، میلاد امین زاده صفحات 2213-2225
    یکی از اهداف اصلی بخش کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک، بهبود بهره وری از آب است. مالچ پاشی یکی از مهمترین اقدامات زراعی در حفظ رطوبت و اصلاح محیط فیزیکی خاک است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر مالچ (کاه و کلش) بر تغییرات رطوبت و حرارت در دو خاک با بافت های شنی و لومی با سطح ایستابی ثابت 60 سانتی متر در مقیاس لایسی متر بوده است. بدین منظور آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه فاکتور (مالچ، بافت و عمق خاک) انجام شد. مقدار رطوبت و دمای خاک در عمق های مختلف 5، 10، 20، 30 و 50 سانتی متر در طول90 روز، اندازه گیری شدند. همچنین شار حرارتی خاک در طی بازه زمانی مورد نظر، محاسبه شد. نتایج نشان داد که اثر پوشش مالچ بر توزیع رطوبت و حرارت در هر دو خاک در سطح یک درصد معنی دار است، به طوری که مالچ منجر به ذخیره 25-20 درصدی رطوبت در لایه سطحی (5 سانتی متری) خاک گردید. دلیل افزایش رطوبت این است که پوشش مالچ باعث تعدیل دما در نیمرخ خاک و کاهش تبخیر از سطح خاک می شود. بعلاوه، اثر متقابل مالچ و بافت خاک بر دمای نیمرخ خاک تاثیری چشمگیر داشت (p<0.01). دامنه تغییرات روزانه دما در خاک لومی در حضور و بدون حضور مالچ، 11 و 5/17 درجه سلسیوس و در خاک شنی 14 و 5/18 درجه سانتی گراد در لایه سطحی بود. نتایج همچنین نشان داد که مقدار کل شار حرارتی در لایه 10-5 سانتی متری سطحی در خاک لومی دارای پوشش مالچ در حدود 40 درصد کمتر از شار حرارتی در خاک لخت بوده است که احتمالا به دلیل سایه اندازی پوشش مالچ و تغییر بیلان انرژی روی سطح خاک در طول روز بوده است.
    کلیدواژگان: دمای خاک، رطوبت، آب زیرزمینی، مالچ، خاک لخت
  • صبا میریان، مجید شریفی پور*، علی حیدر نصرالهی صفحات 2227-2238
    گرفتگی قطره چکان ها، یکی از مهمترین مشکلات بهره برداری از سامانه های آبیاری قطره ای و همچنین از عمده ترین موانع توسعه این روش آبیاری است. برای بررسی اثر دبی، فشار کارکرد و نحوه مدیریت سامانه آبیاری بر گرفتگی، قطره چکان های با دبی 4 و 8 لیتر بر ساعت، در سه فشار کارکرد متفاوت 0/1، 0/2 و 0/3 بار، تحت سه نوع مدیریت آبیاری شامل؛ چهار، دو و یک بار قطع جریان در هر چهار ساعت، به مدت 132 ساعت کارکرد داشتند. به این ترتیب پژوهش شامل 18 تیمار و چهار تکرار بود که به مدت 4 ماه از تیر ماه لغایت مهر ماه انجام شد. برای پایش اثر فاکتورهای پژوهش در زمان محدود، به آب مخزن سامانه به میزان نیم گرم در لیتر گچ اضافه شد. پس از 12، 36، 84 و 132 ساعت کارکرد سیستم، درصد گرفتگی قطره چکان های با دبی 4 لیتر بر ساعت بطور متوسط به ترتیب 49/1، 12/1، 14/1 و 07/1 برابر بیشتر از درصد گرفتگی قطره چکان های با دبی 8 لیتر بر ساعت بود. کاهش دبی در قطره چکان هایی که تحت فشار کارکرد بالاتر بودند نسبت به قطره چکان هایی که تحت فشارهای کارکرد پایین تر بودند کمتر اتفاق افتاد؛ پس از 132 ساعت کارکرد سیستم، درصد گرفتگی قطره چکان های تحت فشار 0/1، 0/2 و 0/3 بار، به طور متوسط و به ترتیب حدود 91، 86 و 17 درصد بود. اثر روش مدیریت آبیاری در تیمارهایی که تحت فشار کارکرد 0/1 و 0/2 بار بودند روند مشخصی را نشان نداد. در قطره چکان هایی که تحت فشار کارکرد 0/3 بار بودند، هرچند تفاوت معنی داری بین تیمارهای آزمایشی وجود نداشت، ولی در آنهایی که تعداد انقطاع جریان کمتری به ازای زمان کارکرد یکسان داشتند، گرفتگی کمتری ایجاد شد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، اتوماسیون سامانه آبیاری، گرفتگی قطره چکان، مدیریت آبیاری
  • کیمیا امیرمرادی، علیرضا شکوهی لنگرودی*، اصغر عزیزیان صفحات 2239-2259

    در این مقاله به ارزیابی خسارت مستقیم ناشی از سیلاب بر ساختمان ها و دارایی ها و محتویات داخل ساختمان در مناطق شهری پرداخته شده است. ارزیابی ریسک و مدیریت سیلاب های شهری نیازمند وجود یک الگوریتم مشخص برای برآورد خسارت های اقتصادی ناشی از سیلاب می باشد. در این تحقیق از مشخصه های هیدرولیکی عمق و سرعت جریان برای تعیین منطقه در معرض تخریب در هنگام بروز سیل و سپس عمق جریان برای تخمین میزان خسارت اقتصادی ناشی از سیلاب با دوره بازگشت های 2، 5، 10، 25، 50، 100، 200 و 500 ساله برای ساختمان های بجای مانده در منطقه مورد مطالعه استفاده گردید. در الگوریتم توسعه یافته از منحنی های عمق- خسارت 5 مدل مختلف استفاده به عمل آمد و میزان خسارت حاصله از سیلاب های طرح و در نهایت خسارت سالانه مورد انتظار وارد بر ساختمان و محتویات داخل آن (EAD) محاسبه گردید. با استفاده از این تخمین ها، مناطق بحرانی برای مدیریت ریسک سیلاب در منطقه مطالعاتی شناسایی شدند. نتایج نشان داد که استفاده از منحنی های عمق- خسارت مدل Arrighi et al. (2013) به نتایجی منطقی تر رسیده و در شرایط نبود داده مناسب می توان از آن برای مطالعات مربوط به مدیریت ریسک و بیمه سیل استفاده نمود. در نهایت به بررسی عدم قطعیت منحنی عمق- خسارت با استفاده از روش تخمین واریانس مرتبه اول (FOVE) جهت در نظر گرفتن باند اطمینان برای میزان خسارت برآورد شده، پرداخته شد. با استفاده از روش ارائه شده در این مقاله می توان یک تخمین سریع با تقریب قابل قبول از ریسک سیلاب را بخصوص در مناطقی که از لحاظ تامین داده های تفصیلی مربوط به دارایی های منقول و غیرمنقول با مشکل مواجه می باشند، بدست آورد.

    کلیدواژگان: خسارت اقتصادی سیلاب، سیلاب شهری، منحنی عمق- خسارت، مدیریت ریسک، عدم قطعیت
  • میناسادات سیدجواد*، سیدتقی نائینی، مجتبی صانعی صفحات 2261-2273

    مهمترین کاربرد سرریزهای جانبی، کنترل و انحراف سیلاب و محافظت سازه مربوطه در مخازن سدها و رودخانه ها است. این تحقیق طی یک بررسی آزمایشگاهی در کانالی به طول 10 متر، عرض 6/0 متر، ارتفاع 6/0 متر و 16 مدل سرریز ذوزنقه ای کلید پیانویی تیپ A  با سه پایه متفاوت 10، 15 و 20 سانتی متر انجام شده است. سرریزهای مذکور در دو حالت قرارگیری در دیواره کانال اصلی قرارگرفته اند. نتایج نشان داد که بیشترین میزان ضریب دبی عبوری  مربوط به سرریزهای با cm 15 =p در هر دو حالت 1 و 2 در نسبت بی بعد 4/0 > H/P> 2/0 و همچنین در سرریز با نسبت بی بعد 5/0 < H/P و cm 20=p می باشند. درنهایت سرریز کلید پیانویی ذوزنقه ای با cm 15 =p و سرریز با cm 50=b مناسب ترین رژیم جریان را از خود عبور می دهد.

    کلیدواژگان: ضریب دبی عبوری سرریز کلید پیانوئی، سرریز جانبی، خطوط جریان
  • فریدون سرمدیان*، محمد سجاد قوامی صفحات 2275-2287
    ارزیابی تناسب اراضی با روش های پارامتریک (استوری و ریشه دوم) گاهی با واقعیت منطقه بدلیل مقادیر پایین شاخص بدست آمده هم خوانی ندارد، لذا استفاده از روش های نوین تصمیم گیری چندمعیاره که اثرات متقابل معیارها را در نظر می گیرند از جمله روش نوین TOPSIS، می توانند مورد بررسی قرار گیرند. بر اساس روش نمونه برداری شبکه ای، تعداد 22 خاک رخ در 8210 هکتار حفر و از افق های ژنتیکی نمونه برداری بعمل آمد. نمونه ها مورد تجزیه فیزیکی و شیمیایی قرار گرفت و بر اساس تلفیق نقشه واحدهای خاک و شیب، تعداد 17 واحد اراضی استخراج و در نهایت، نقشه های تناسب اراضی برای هر سه روش پارامتریک استوری، ریشه دوم و TOPSIS در واحدهای اراضی و محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه گردید. مقادیر شاخص تناسب اراضی با میزان عملکرد ذرت علوفه ایی در واحدهای مورد مطالعه برای روش های استوری، ریشه دوم و TOPSIS مورد مقایسه قرار گرفت و مقدار ضریب تبیین آنها به ترتیب 76/0، 76/0 و 78/0 بدست آمد. نتایج این پژوهش نشان داد که روش ریشه دوم از اعتبار بیشتری نسبت به دو روش دیگر برخوردار است.
    کلیدواژگان: ارزیابی تناسب اراضی، روش پارامتریک (استوری و ریشه دوم)، روش TOPSIS، عملکرد محصول، ذرت
  • شهاب عراقی نژاد، محمد انصاری قوجقار*، جواد بذرافشان، عبدالحسین هورفر صفحات 2289-2301

    در این پژوهش جهت شناسایی و بررسی روند تغییرات فراوانی روزهای همراه با توفان های گرد و غبار و میزان ارتباط آن با متغیرهای اقلیمی (دمای بیشینه و سرعت بیشینه باد)، داده های ساعتی و روزانه گرد و غبار و همچنین داده های هواشناسی 10 ایستگاه سینوپتیک استان لرستان با طول دوره آماری مشترک (2014-2000) در مقیاس فصلی مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور پس از بررسی تمامی سری داده ها از نظر نرمال بودن به وسیله آزمون کلموگروف-اسمیرنوف، برای بررسی روند داده ها از آزمون های ناپارامتریک من -کندال و اسپیرمن در سطح اطمینان 95 درصد استفاده شد. هم چنین پهنه بندی آماره های من -کندال متغیر های اقلیمی و گرد و غبار از روش IDW در نرم افزار Arc GIS انجام شد. سپس برای بررسی ارتباط اقلیمی با توفان های گرد و غبار، داده های اقلیمی ایستگاه ها (به عنوان متغیر مستقل) و هم چنین متغیر فراوانی روزهای همراه با توفان های گرد و غبار آن ها (به عنوان متغیر وابسته) با تکنیک همبستگی پیرسون مورد تحلیل واقع شدند. از مجموع 10 سری داده های فصلی، ایستگاه های ازنا، الیگودرز و کوهدشت دارای همبستگی زیادی بین عناصر اقلیمی و فراوانی روزهای همراه با توفان های گرد و غبار بودند؛ به طوری که در ایستگاه ازنا متغیر سرعت بیشینه باد با ضریب همبستگی 55/0، در ایستگاه الیگودرز متغیر دمای بیشینه با ضریب همبستگی 78/0 و همچنین در ایستگاه کوهدشت، متغیر سرعت بیشینه باد با ضریب همبستگی 82/0، بیشترین همبستگی را با پدیده گرد و غبار داشتند.

    کلیدواژگان: آزمون های ناپارامتری، آزمون کلموگروف-اسمیرنوف، استان لرستان، توفان های گرد و غباری، همبستگی پیرسون
  • احمد اخوان*، احمد گلچین صفحات 2303-2322

    بررسی مقدار آبشویی عناصر از منابع آلوده کننده محیط زیست نظیر پسماندها، جهت تعیین سطح خطر این مواد و پایدار کردن کیفیت پسماندهای معدن سرب-روی زنجان اجرا شد. بدین منظور دو نمونه مرکب (0-20 سانتیمتری) از هر دو نوع پسماندهای این معدن برداشت شد و رفتار آبشویی وابسته به پی اچ، زمان، اندازه ذرات و نسبت مایع به جامد با استفاده از آزمایش آبشویی بسته مشخص گردید. برای تعیین ترکیب عنصری پسماندها از دستگاه فلوئورسانس اشعه ایکس (XRF)، کانی شناسی پسماندها از دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD)، مورفولوژی ترکیبات از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و بررسی سطح خطر پسماندها از پروتکل های آبشویی؛ روش شستشوی مزرعهFLT))، روش آبشویی باران مصنوعی SPLP))، روش استخراج ویژه سمیت TCLP)) و روش عصاره گیری شیرابه  (LEP) و همچنین جهت مشخص کردن چگونگی توزیع سرب در بین بخش های مختلف پسماندها از روش عصاره گیری متوالی استفاده شد. غلظت محیط زیست امری بسیار ضروری است. این تحقیق با هدف مشخص کردن غلظت، سطح خطر و رفتار آبشویی سرب از عنصر سرب در تمامی عصاره ها با دستگاه ICP-OES اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که زمان، اندازه ذرات، پی اچ و نسبت مایع به جامد تاثیر بسیار بالایی بر غلظت آبشویی سرب از پسماندها داشته و بیشینه ی غلظت سرب آبشویی شده از پسماندها در دامنه ی متفاوتی از اندازه ذرات اتفاق افتاد. بیشترین مقدار سرب در بین پسماندهای مورد مطالعه به ترتیب در بخش باقیمانده، کربناتی، تبادلی، آلی، اکسیدهای آهن و منگنز و محلول مشاهده شد. نتایج پروتکل های آبشویی نیز اثبات کرد که هر دو نوع پسماند دارای اثرات باقی مانده زیادی بر محیط زیست بوده و جزء بقایای زاید خطرناک محسوب می شوند. بنابراین باید جهت انباشت ایمن این مواد در محیط زیست و جلوگیری از آبشویی سرب تدابیر خاصی اندیشیده شود.

    کلیدواژگان: آلودگی، سطح خطر، محیط زیست، رفتار آبشویی
  • احسان اسدآبادی، علی اسدی*، خلیل کلانتری صفحات 2323-2340
    رشد روزافزون مناطق مواجه با محدودیت منابع آب، اتخاذ راهبردهای مدیریت سازگارانه ی آب را در ورای روش های سنتی مدیریت عرضه و تقاضا، مبدل به امری الزامی نموده است. تخصیص آب به عنوان یک روش مدیریتی منعطف، از این امکان برخوردار است که در هنگامه ی تغییرات اقتصادی - اجتماعی، اقلیمی و شرایط محیط زیستی، به عنوان ممری جهت مقابله با محدودیت منابع آب، عمل نماید. در تحقیق حاضر با بهره گیری از سیستم های پویا، مدلی طراحی گردید (با بهره گیری از نرم افزار Vensim PLE) که هدف آن بررسی تعاملات مابین منابع آب زیرزمینی، حق آبه های محیط زیستی و فعالیت های اقتصادی- اجتماعی، در آب خوان همدان - بهار می باشد. براین اساس در تحقیق حاضر سه سناریو و چهار الگوی رشد مرتبط با فعالیت های اقتصادی- اجتماعی طراحی گردیدند. نتایج بیانگر این مطلب است که مدل توسعه یافته بگونه ای کارآمد، رفتار نظام در منطقه ی مورد مطالعه را بازتاب می دهد. از سویی با مقایسه ی سناریوهای مختلف می توان دریافت که الگوی رشد بیشینه به همراه سناریو مطلوب، رشد اقتصادی و نیازهای محیط زیستی منطقه را تامین می نماید. لازم به توضیح است که الگوی رشد بیشینه این امکان را در اختیار سیاست گذاران قرار می دهد که با کنترل تقاضا و اتخاذ شیوه هایی چون افزایش تغذیه مصنوعی آب خوان و رشد تصفیه ی پساب های شهری و صنعتی  تعادل آبخوان را احیاء نمایند.
    کلیدواژگان: تعادل آبخوان، خشکسالی، الگوهای رشد، توسعه نامناسب
  • زهرا ساعدی، مه نوش مقدسی*، شهلا پایمزد، امیرحسین فراهانی صفحات 2341-2353

    با توجه به وقوع خشکسالی هیدرولوژیکی بعد از خشکسالی هواشناسی، تعیین رابطه زمانی بین این دو خشکسالی امری ضروری است. در این مطالعه، حوضه ی آبریز زاینده رود در قسمت مرکزی ایران به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب گردید. ایستگاه های منتخب در این حوضه با توجه به موقعیت و روند داده های بارش آنها، ایستگاه دامنه فریدن، ایستگاه قلعه شاهرخ (بالادست سد) و ایستگاه پل زمان خان (پایین دست سد) در نظر گرفته شده است. در ابتدا بر اساس داده های ماهانه ی بارش و جریان طی سال های 1360 تا 1389، سری های شاخص بارش استاندارد (SPI) و شاخص جریان استاندارد (SSI) (به ترتیب نشان دهنده خشکسالی هواشناسی و خشکسالی هیدرولوژیکی)، هر یک با دوره زمانی 3 ماهه محاسبه شدند. سپس با استفاده از تئوری ران ویژگی های خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی، از جمله مدت زمان و مقدار خشکسالی شناسایی گردید. در ادامه با استفاده از نرم افزار R و برنامه نویسی در آن، بهترین مدل برای بررسی رابطه بین خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی مورد پردازش قرار گرفت. با توجه به تعداد نمونه ها، مدل اعتبارسنجی هم شد. رابطه ای که خشکسالی هیدرولوژیکی به خشکسالی هواشناسی واکنش نشان می دهد با استفاده از یک مدل تابع غیرخطی در ایستگاه قلعه شاهرخ و ایستگاه پل زمان خان که به ترتیب شرایط بدون مخزن و شرایط تحت تاثیر مخزن را نشان می دهد، ایجاد می گردد. نتایج نشان داد که یک رابطه غیر خطی بین خشکسالی هیدرولوژیکی و خشکسالی هواشناسی وجود دارد و آستانه ای که در آن خشکسالی هیدرولوژیکی شروع به واکنش به خشکسالی هواشناسی می کند با توجه به مدل تابع غیر خطی بدست می آید. مدل تابع نمایی با داشتن شاخص های اعتبارسنجی مناسب و همچنین ضریب  بالا در هر دو ایستگاه، به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. مدت و مقدار خشکسالی هیدرولوژیکی در ایستگاه قلعه شاهرخ به ترتیب برابر 7/1 و 9/1 است و همچنین مدت و مقدار این خشکسالی در ایستگاه پل زمان خان (تحت تاثیر مخزن سد) برابر 55/0 و 45/1 است. در اصل زمان وقوع خشکسالی هیدرولوژیکی در پایین دست سریع تر اتفاق خواهد افتاد. این مطالب نشان داد که فعالیت های عملیاتی مخزن سد زاینده رود به طور قابل توجهی مدت و مقدار خشکسالی هیدرولوژیکی را نسبت به شرایط بدون مخزن، کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: خشکسالی هیدرولوژیکی و هواشناسی، مخزن، اعلام زودهنگام، آستانه های شاخص خشکسالی
  • صدیقه غفاری کندری*، حمیدرضا مرادی، رضا مدرس صفحات 2355-2371
    در مطالعه حاضر، اثر تغییر کاربری اراضی بر سطح آب زیرزمینی دشت های اصفهان-برخوار، نجف آباد و چادگان در دوره زمانی 25 سال (2015-1990) بررسی شد. به منظور تهیه نقشه های کاربری اراضی، ابتدا تصاویر ماهواره لندست مربوط به سال های 1985، 1994، 2006 و 2015 دریافت و سپس الگوریتم نزدیک ترین همسایه روش شیءگرا برای پردازش آن ها به کار برده شد. در ادامه نقشه های پهنه بندی سطح آب زیرزمینی در مقیاس سالانه با استفاده از روش کریجینگ تهیه شد. برای بررسی اختلاف بین داده های پیزومتری دشت های مورد مطالعه و بررسی اثر نوع کاربری اراضی بر ارتفاع آب زیرزمینی از آزمون تجزیه و تحلیل واریانس به روش اندازه گیری مکرر استفاده شد. نتایج نشان داد در دو دشت اصفهان-برخوار و نجف آباد، میانگین ارتفاع آب زیرزمینی در کاربری مرتع در مقایسه با سایر کاربری ها اختلاف معنی داری داشته است. هم چنین بررسی ارتباط متقابل تغییر درصد مساحت کاربری های اراضی و افت آب زیرزمینی نشان داد علی رغم کاهش کلی سطح اراضی زراعی در طول دوره مورد مطالعه در دو دشت اصفهان-برخوار و نجف آباد، سطح آب زیرزمینی در سال های پایانی افت شدید داشته است. علاوه بر آن طبق نتایج به دست آمده، افت آب زیرزمینی دشت چادگان در مقایسه با دو دشت دیگر بیش تر متاثر از افزایش سطح اراضی زراعی بوده است.
    کلیدواژگان: تجزیه و تحلیل واریانس، چاه پیزومتری، روش کریجینگ، طبقه بندی شیء گرا، نقشه پهنه بندی
  • نادر خادم مقدم ایگده لو*، احمد گلچین، توحید روحی کلارلو صفحات 2373-2399
    امروزه یکی از مسائل محیط‎زیستی، آلوده شدن منابع خاک، آب و گیاه با فلزات سنگین می‎باشد. یکی از فلزات سنگین خطرناک آنتیموان (Sb) است که با تجمع در بافت‎های گیاهی و حیوانی و انتقال آن‎ها به زنجیره غذایی باعث به مخاطره افتادن سلامت انسان می‎شود. حد بحرانی Sb در آب آشامیدنی به‎ترتیب 5 و 6 میکروگرم بر لیتر توسط اتحادیه اروپا و آمریکا تعیین شده و همین‎طور سازمان بهداشت جهانی این حد را در خاک 35 میلی‎گرم بر کیلوگرم اعلام کرده است. قرارگرفتن در معرض غلظت‎های مختلف Sb می‎تواند باعث انواع بیماری‎ها، سرطان‎ها و نارسایی‎های ژنتیکی در انسان شود. علاوه بر این، موجب التهاب قرنیه، آماس پوست، ورم ملتحمه و ورم معده نیز می‎شود. غلظت‎های بیش‎تر از حد بحرانی Sb در خاک می‎تواند موجب تنش اکسیداتیو شده و زیست‎توده گیاهی، جوانه‎زنی، طول ریشه، ارتفاع گیاه و میزان فتوسنتز گیاهان را کاهش دهد. این عنصر تاثیر منفی بر جامعه میکروبی و آنزیم‎های خاک داشته و میزان مهارکنندگی جمعیت‎های میکروبی خاک به‎صورت باکتری‎ها > قارچ‎ها > اکتینومیست‎ها > گزارش شده است. به‎طور کلی جذب Sb توسط گیاهان در خاک‎های اسیدی کم‎تر از خاک‎های آهکی است و راهکارهای کاهش جذب Sb در خاک‎های آهکی استفاده از کودهای فسفاته (اثر آنتاگونیستی فسفر با Sb)، کودهای حاوی گوگرد و کاربرد مواد آلی است. با توجه به وجود دو سازند آتشفشانی در کشور (سازند ارومیه-دختر و شرق کشور) که حاوی انواع فلزات سنگین از جمله Sb می‎باشند و افزایش بهره‎برداری و تعداد معادن Sb در استان‎های آذربایجان غربی، سیستان و بلوچستان، کردستان و خراسان رضوی تعیین میزان آلودگی منابع آب و خاک این استان‎ها و همین‎طور استان‎های واقع بر روی دو سازند فوق الذکر لازم و ضروری به‎نظر می‎رسد. هم‎چنین در استان‎های آذربایجان غربی و سیستان و بلوچستان تصفیه آب‎های آشامیدنی از لحاظ آلودگی به Sb باید در برنامه کار دولت قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آلودگی، ریزجانداران، سازند ارومیه-دختر، کانی، منابع آب و خاک
|
  • Ali Afrous *, Maryam Zallaghi Pages 2099-2111
    Various wastewaters such as household, industrial and agricultural wastes are entered along the Dez River from different locations. Regarding the water scarcity crisis, a comprehensive study on quantitative and qualitative pollution and using management tools such as mathematical and computer models is needed to predict water quality of this river and to prevent its further pollution. In this research, the qualitative QUAL2K model was used for simulation of NO3-, PO4-3 parameters at seven stations; Chamgolak, Dolat park, third bridge, new bridge, floating bridge, fifth bridge and Gavmishabad. The calibration and prediction of the model was done using quality parameters of the river and other information obtained from the field studies. Also, root mean absolute error (MAE) and coefficient variation (CV) were used to validate the model by comparing the observation and prediction data. The results of the model represent the real conditions of the river to an acceptable level, which indicates the ability of the Qual2kw model for simulation of the quality parameters. Most of the river pollution is caused by urban sewage. According to the results, PO4-3 parameter during the studied period is considered to be threaten to aquatic life. But, according to water quality standard for agricultural use, there is no limitation for Dez River. The low discharge at the river downstream and the high loading of pollutants have increased the concentration of water quality parameters. According to the results of the EF, MAE and CV parameters, the model had the best fit for water nitrate.
    Keywords: Dez river, Water quality, NO3-, PO4-3, Qual2kw
  • Rasoul Daneshfaraz *, Sina Sadeghfam, Omar Minaei Pages 2113-2123
    Screens are lattice plates with certain porosity arranged vertically in the supercritical flow inducing energy dissipation and hydraulic jump stabilization. In this study, energy dissipation due to Hydraulic jump and Screens are investigated experimentally. The main variables of the study are: (i) the Froude number of supercritical flow (FrA) in the 3.5-8 range; (ii) five samples of bed grains with a median diameter of 4.1-24 mm; (iii) screen with 40% and 50% porosities. The results from the study clarified change energy dissipation pit against supercritical Froude number, the participation of Screen and hydraulic jump in energy dissipation and the effect of porosity on energy dissipation. Also, to calculate the energy dissipation in the downstream of the Screen, some relationships have been presented and the results have been compared with previous studies. The results showed that the Froude number (FrA) of supercritical flow have a great effect on energy depreciation. Also, the effect of dimensionless grain sizes (d50) and maximum scour depth (Ds) is negligible on energy depreciation.
    Keywords: energy dissipation, Screens, Stilling basin Super critical flow
  • Afshin Khorsand, Vahid Rezaverdinejad *, Hossein Asgarzadeh, Abolfazl Majnooni Heris, Amir Rahimi, Sina Besharat Pages 2125-2138

    Empirical and theoretical methods (energy balance) are widely used to calculate the Crop Water Stress Index (CWSI) and irrigation scheduling to describe crop water status. In this study, irrigation scheduling was performed at the research farm of College of Agriculture, Urmia University, using a manual infrared thermometer and the empirical method of Idso et al. (1981) for the black gram under different irrigation regimes using drip irrigation in 2017. The experimental design was carried out in a randomized complete block design with three levels of irrigation I1, I2 and I3 which were 50, 75 and 100 percent water requirement in three replications, respectively. Using the baselines obtained for each treatment, the average CWSI values during the growth season of black gram for I1, I2 and I3 treatments were calculated to be 0.37, 0.23 and 0.15 respectively. The relationship between CWSI and total irrigation depth (mm) was determined as CWSI = -0.0008 (I) + 0.58, and the relationship between black gram grain yield (ton/hec) and CWSI was determined as Yield = -1.8237 (CWSI) + 2.1435 which their correlation coefficients (R2) were 0.98 and 0.99 respectively, which shows the high accuracy of regression models. In general, if the amount of water decreases with stress during the plant growth, the CWSI value increases, and as a result of increasing CWSI, the crop grain yield decreases. Finally, the no stress treatment (I3) with CWSI=0.15 was the basis for irrigation scheduling and then some relationships were established for determining the irrigation time using CWSI in Urmia climate for four stages of black gram growth; flowral induction-flowering, pod formation, seed and pod filling, and physiological maturity as (Tc  ̶ Ta)C = 1.9498  ̶ 0.1579(AVPD), (Tc  ̶ Ta)C = 4.4395 ̶ 0.1585(AVPD), (Tc  ̶ Ta)C = 2.4676  ̶ 0.0578(AVPD) and (Tc  ̶ Ta)C = 5.7532  ̶  0.1462(AVPD), respectively.

    Keywords: Air vapor pressure deficit, Canopy temperature, Grain yield, Urmia, water stress
  • Haditheh Kazemi, Hamed Ketabchi *, Jamal Mohammad Vali Samani Pages 2139-2153

    Groundwater resources have been one of the main freshwater suppliers in arid and semi-arid areas of Iran. Due to population congestion in coastal areas, these resources have been threatened by both natural events and human activities. The present study considers the simulation of Lahijan-Chaboksar coastal aquifer in Guilan province, Iran. Hence, a three-dimensional, heterogeneous and anisotropic numerical model has been developed using SUTRA. The model has been applied after the calibration and verification procedures. Different possible future scenarios including the water level reduction in land boundary with/without increment net exploitation of aquifer, desalination plant wastewater disposal into aquifer/sea and their effects have been simulated and evaluated. Results showed that 10 m reduction of water level in land boundary, led to about 6 m reduction of average groundwater level within 30 years but it has no remarkable effect on aquifer’s quality. At the same period, 10 m reduction of water level in dry border beside the increase of net exploitation of aquifer (5 times), led to 13 m reduction of average groundwater level and the quality of groundwater decreases. However, injecting the wastewater of desalination plant into the aquifer increases the groundwater level about 1.4 m, but the quality of groundwater extremely decreases, while discharge to the sea has no effect on the aquifer groundwater level and the quality.

    Keywords: Groundwater, Caspian Sea, Lahijan-Chaboksar coastal aquifer, Quantitative, qualitative conditions, SUTRA
  • Mina Rahimi, Payam Kamali, Vahid Rezaverdinejad *, Hamed Ebrahimian Pages 2155-2170
    In order to increase the efficiency of surface irrigation systems, it is necessary to estimate the coefficients of infiltration equations with high precision. Inverse modeling is a precise method for estimating the coefficients of infiltration equations. In this research in the first step, the performance of different infiltration equations including NRCS intake families, Kostiakov, modified Kostiakov, modified Kostiakov Branch Functions, Time-Rated Intake Family and Characteristic time were evaluated and compared. Then the best infiltration equation was determined so that it could estimate the advance, recession and runoff phases with the least error. By comparing different infiltration equations, the modified Kostiakov method with a mean percentage error of 2.14, 2.99 and 2.95 was determined as the best-performance infiltration equation in advance, recession and runoff phases, respectively. In the second step, based on the optimal infiltration equation (modified Kostiakov), three commonly used software for inverse estimation of infiltration equation parameters including: WinSRFR, IPARM and SIPAR-ID were compared using field data of four furrow irrigation under corn cultivation located at the research farm of agriculture and natural resources campus of university of Tehran in 2014. The results showed that the IPARM model with mean percentage errors of  2.40, 5.87, and 2.11, respectively, in advance, recession and runoff phases had a similar performance with the WinSRFR software, but it estimated the recession phase with an error of almost two times as compared to WinSRFR. The SIPAR-ID model in estimating the infiltration equation coefficients had poor performance with the highest volatility in the coefficients values.
    Keywords: Surface irrigation, Infiltration parameters, inverse modeling
  • Abouzar Bazrafshan, Mahdi Shorafa *, Mohammad Hossein Mohammadi, Ali Asghar Zolfaghari Pages 2171-2182
    This study was performed to investigate the effect of salinity stress and evaporative demand on water uptake by maize (Zea Mays L.). For two seasons, greenhouse experiments were conducted in pots in a completely randomized design with 4 replicates in 2017. Water uptake by maize was measured daily under constant matric suction of 100 cm at different salinity levels (0, 1.7, 3.36, 6.33 and 8.35 dS/m). The electrical conductivity in pots was kept constant after the treatment initiations. The salinity threshold level was determined to be 0.52 for spring season and 1.48 dS/m for autumn season based on salinity of irrigation water which implies more sensivity of maize to salinity stress under high evaporative demand as compared to low evaporative demand conditions. The imposed salinity stress significantly affected water uptake and yield in both spring and autumn seasons. The estimated yield and water uptake values using reduction functions indicated that the exponential model of van Genuchten-Hoffman had more accuracy than the linear model of Maas-Hoffman for yield, while the accuracy of linear model was more than the exponential model for water uptake, especially in autumn season. It is concluded that the plant response to salinity stress is not the same under different evaporative demand conditions.
    Keywords: Water use, yield, reduction functions, vapor-pressure deficit
  • Azra Karami, Seyyed Ebrahim Hashemi Garmdareh *, Majid Ghorbani Javid, Maryam Varavipour Pages 2183-2192

    The purpose of this study was to investigate the effect of irrigation with urban treated wastewater on yield, yield components and water use efficiency of maize (Single cultivar 704) at the research field of Aburaihan Campus, University of Tehran in Pakdasht during the year of 2017. The experiment was carried out as split plots and based on the randomized completely block design with main factor (type of irrigation water) and sub factor (three levels of water requirement) with three replications. Type of Irrigation treatments included well water and treated wastewater that were used in three levels of water requirement including 100 (D1), 75 (D2) and 55 (D3) percent of maize water requirement. The results showed that the type of applied water caused a significant difference in dry matter, so that the highest yield (2090.18 kg/ha) was obtained in wastewater treatment and the lowest yield (17231/15 kg/ha) was obtained in well water treatment. In terms of different amounts of water, the highest water use efficiency based on dry matter (3.52 kg/m3) was obtained by D1 treatment (100%) and the lowest ones (3.46 and 3.44 kg/m3) were obtained by D2 (75%) and D3 (55%) treatments, respectively. Analysis of variance showed that irrigation with urban treated wastewater had a significant effect on dry matter yield, ear length and water use efficiency based on dry matter. Therefore, the refined wastewater at level of 75% water requirement can be suggested as a suitable irrigation practice for corn in Pakdasht area.

    Keywords: Refined wastewater, Low irrigation levels, maize, Water use efficiency
  • Mohammad Khorramian *, Seyed Reza Ashraeizadeh Pages 2193-2200
    This research is based on the results of a study that was carried out to evaluate the effect of direct drilling of wheat in maize residues on yield and water productivity (WP) for two years of 2016 and 2017. For this purpose, a field experiment was conducted as split plots with a randomized complete block design with three replications in Safiabad Agricultural Research Center located in Dezful, north of Khuzestan province. The main plot treatments were including: No-Tillage (NT), Minimum Tillage (MT), and Conventional Tillage (CT) and sub plots treatments were Chamran 2, Mehregan, Shoosh, Falat, and Darab 2 cultivars. The results showed although there was no significant difference between tillage methods, but the average yield of cultivars in the NT (4830 kg ha-1) was more than the MT (4610 kg ha-1) and CT (4680 kg ha-1). On the other hand, the average yield and WP of both Mehregan and Chamran2 cultivars (5000 kg ha-1 and 1.25 kg m-3,respectively) were more than the other cultivars. Although in this research, reducing passes of tillage and planting machinery from 6 to 7 times in MT and CT to only 2 times in NT method (chemigation and planting in maize residues) did not have a significant effect on the soil cone index and soil bulk density, the soil organic carbon increased 16 to 32 percent in NT method in comparison to other tillage methods. Therefore, the use of new wheat cultivars under direct drill planting conditions in maize residues without yield reduction and 3-4 percent WP improvement is recommended in similar areas.
    Keywords: Wheat cultivars, Water Productivity, No - tillage, Soil bulk density, Cone index
  • Nader Salamati *, Amirkhosro Danaie, Leila Behbahani Pages 2201-2211
    In order to study and evaluate drought stress indices on yield, grain yield components, oil yield, seed oil percentage and sesame grain water use efficiency, a field study was carried out as split plots in randomized completely block design with three replications in 2018-2019 in Behbahan Agricultural Research Station. The main factor was the amount of irrigation water at four levels (40, 60, 80 and 100% of crop water requirement) that was applied by drip irrigation system since the beginning of flowering stage and the sub factor was sesame varieties including Darab1 and Dashtestan2 cultivars. The average applied water in 40, 60, 80 and 100% of crop water requirement treatments and also in control treatment (surface irrigation) were measured to be 350, 414, 478, 542 and 651 mm, respectively. The comparison of average water use efficiencies in different treatments showed a high value (0.240 kg/m3 of sesame seeds) for Darab1 cultivar with 100% crop water requirement, identifying as superior treatment. Also, the results of Pearson correlation coefficient showed by increasing plant height, number of seed in capsule, number of capsule per plant, 1000-seed weight, volume of applied water, the seed oil yield and water use efficiency increase. Finally, due to lower values of SSI and TOL indices and higher values of STI, MP and GMP indices in Darab1 variety compared to Dashtestan2 variety, Darab1 variety could be introduced as superior treatment in term of drought stress.
    Keywords: 1000-grain weight, Water use efficiency, Variety, Evapotranspiration
  • Ashkan Yusefi, Ahmad Farrokhian Firouzi *, Milad Aminzadeh Pages 2213-2225
    Improving water efficiency in arid and semi-arid regions is an ongoing goal in agricultural production. Mulching is one of the important agronomic practices in conserving and modifying the soil physical environment. The objective of this research was to investigate the effect of mulch cover on soil temperature and water content in two sandy and loamy soil textures in the presence of shallow groundwater (60 cm). A factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three factors (mulch, depth and soil texture). For this purpose, soil moisture content and temperature at different depths of 5, 10, 20, 30 and 50 cm were measured over 90 days. Soil heat flux was also calculated in this period. The results showed that the effect of mulch cover on soil moisture and temperature distribution in both soils was significant at 1% level with retaining a moisture content of 20-25% in surface layer (5 cm). These could be attributed to the role of mulch cover on shaping temperature equilibrium in soil profiles and reduction of surface evaporation. The interaction between the mulch and soil texture on soil temperature profile was also remarkable (p<0.01). Daily temperature fluctuations in the surface layer of loamy soil with and without mulch cover were measured 11 and 17.5 °C, and in the sandy soil, 14 and 18.5°C, respectively. Total heat flux in the 5-10 cm layer of loamy soil with mulch was approximately 40% less in comparison with the bare soil highlighting the effect of mulch cover on alternation of soil surface energy balance especially during daytime.
    Keywords: Soil temperature, Water content, Shallow groundwater, Mulch, bare soil
  • Saba Miriyan, Majid Sharifipour *, Aliheydar Nasrollahi Pages 2227-2238
    Emitters clogging is one of the most important problems in the operation of drip irrigation systems and also it is one of the main obstacles to the development of this irrigation method. To investigate the effect of discharge, operating pressure and management of irrigation system on clogging, emitters with discharges of 4 and 8 l/h, under three different operating pressures (1.0, 2.0 and 3.0 bar) and under three irrigation management methods (four, two and one times flow cutoff in every four hours operation) were tested for 132 hours. Accordingly the research included 18 treatments with four replicates which lasted for four months from July to October. In order to monitor the clogging in a limited time, 0.5 g/l of chalk was added to the water reservoir of the system. After 12, 36, 84 and 132 hours of the system operation, the clogging percentage of 4 l/h-emitter was 1.49, 1.12, 1.14, and 1.07 times more than the clogging percentage of 8 l/h-emitter. Discharge reduction in emitters under higher operating pressure was less than that in emitters under lower operating pressures. After 132 hours of system operation, the clogging percentages in emitters under operating pressures of 1.0, 2.0 and 3.0 bar were 91, 86 and 17, respectively. The effect of irrigation management method in treatments under operation pressure of 1.0 and 2.0 bar did not show a clear trend. Although, there was no meaningful difference between experimental treatments in emitters under 3.0 bar operating pressure, but in those with less flow interruption per the same operating time, less clogging was observed.
    Keywords: Clogging, Drip Irrigation, Irrigation System Automation, Irrigation management
  • Kimia Amirmoradi, Alireza Shokoohi *, Asghar Azizian Pages 2239-2259

    In this paper, direct loss to structures and their properties due to rivers’ floods in urban areas was investigated. Risk evaluation and flood management require an algorithm for evaluating economic loss due to flood. In this research, hydraulic properties such as depth and flow velocity were used to detect the destroyable areas during the flood event. Then the flow depth was used to estimate the economic loss due to floods with different return periods; 2, 5, 10, 25, 50, 100 and 500-year. The economic loss due to floods was calculated using the depth–loss functions of five different models. Furthermore, the costs of expected annual damage (EAD) for structures in the study area were determined for plan floods, of which the critical areas at the region were distinguished. The results showed that using depth-loss function of Arrighi et al. (2013) is more logic in the study area and it can be employed for risk management and flood insurance studies when the proper data are not exist. Finally, the depth-loss functions’ uncertainty were investigated using the First Order Variance Estimation (FOVE) method and the estimated loss confidence interval was determined. The procedure introduced in this paper provides a tool for rapid and acceptable approximation for risk assessment in urban flood-prone areas, especially where detailed information about structures and their pertinent properties cannot be provided.

    Keywords: Economic loss of flood, Urban flood, Depth-loss function, risk management, Uncertainty
  • Minasadat Seyedjavad *, Seyedtaghi Naeeni, Mojtaba Sanei Pages 2261-2273

    The main application of spillway in rivers and dams reservoirs is control and diversion of flood and protection of their related structures. In this research, a laboratory study was performed to test 16 trapezoid piano key A type weir models with different pillars 10, 15 and 20 cm in a canal with 10 meters length, 0.6 m width and 0.6 m height. The proposed weirs were placed on the main canal wall with two arrangements. The results showed that the maximum overflow rate coefficient was corresponded to weirs with p=15cm in both arranments (1 and 2) and the dimentionless ratio of 0.4 <H/P> 0.2 0.4 and also to weir with dimentionless ratio of 0.5 <H/P and p=20cm. Finally, the trapezoid piano key weir with a p=15cm and a B=50cm identified to pass the most appropriate flow regime.

    Keywords: Discharge coefficient of Piano Key, Side Weir, and Streamline flow
  • Fereydoon Sarmadian *, Mohammad Javad Ghavami Pages 2275-2287
    Land suitability evaluation by parametric methods (Story and Square Root) are sometimes incompatible with the reality of the field because of the low achieved values of the index. Therefore, the use of new multivariate decision-methods, considering the interactions of the criteria, including the new TOPSIS approach, can be investigated. Based on the grided sampling method, 22 soil profiles were studied in 8210 hectares. The genetic horizons were sampled and physicochemical properties analyzed. Based on the integration of soil unit map and slope, 17 land units were extracted and finally, land suitability maps were prepared for all three Story, Root and TOPSIS parametric methods in land units and GIS. Comparison of the values of land suitability index and yield of corn in the studied units showed that the correlation coefficient are 0.76, 0.76 and 0.78 for Story, TOPSIS and Square root method respectively. The results of this study showed that the Square root method has more validity than the other two methods
    Keywords: Land suitability evaluation, Parametric method (Storie, Square root), TOPSIS method, yield, Corn
  • Shahab Araghinejad, Mohammad Ansari Ghojghar *, Javad Bazrafshan, A.H. Hoorfar Pages 2289-2301

    In this research in order to find and investigate the trend of dusty day events and their relation to climatic variables (maximum temperature and maximum wind speed), hourly and daily dust data and also weather data of 10 synoptic stations with common period (2000-2014) in Lorestan province were studied. For this purpose, data normalization was examined by Kolmogorov-Smirnov test. The non-parametric Mann-Kendall and Spearman’s tests at 95 percent confidence level were used to investigate the trend of dusty events. Inverse distance weighting (IDW) method in Arc GIS software was employed for zoning Mann-Kendall indices of dust and climatic variables. In order to find a correlation between climatic variables and dust events, the weather data (as independent variables) and the frequency of dusty days (as a dependent variable) were analyzed by Pearson correlation method. Among ten series of seasonal data, Azna, Aligudarz and Kuhdasht stations had a high significant correlation between climatic variables and the frequency of dusty days. As in Azna station, the maximum wind speed variable (with 0.55 correlation coefficient), in Aligudarz station, the maximum temperature variable (with 0.78 correlation coefficient), and in Kuhdasht station, the maximum wind speed variable (with 0.82 correlation coefficient) had the highest correlation with dust events.

    Keywords: Dust Storm, Kolmogorov-Smirnov, Lorestan Province, Pearson correlation, Test Non-parametric Test
  • Ahmad Akhavan *, Ahmad Golchin Pages 2303-2322

    Investigating the leaching amount of trace elements from environmental pollutants such as tailings is very crucial for determining the risk of these materials and sustaining environmental quality. This research was carried out to determine the concentration, risk level and leaching behavior of lead from Zn-Pb mine tailing of Zanjan. For this purpose, two composite samples (0-20 cm) were taken from both types of tailings from the Zn-Pb mine and the pH, time, particle size and liquid to solid ratio was determined using a batch leaching test. Determination of elemental composition and mineralogical characterization of mine tailings were performed using x-ray fluorescence (XRF) and x-ray diffraction (XRD) analytical techniques respectively. The morphology of tailing particles was determined by scanning electron microscope (SEM). For evaluation of tailings risk level, leaching protocols such as Field Leaching Test (FLT), Synthetic Precipitation Leaching Procedure (SPLP), Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) and Leaching Extraction Procedure (LEP) were used. Also, for identification of lead distribution among different fractions of tailings, the sequential extraction method was applied. The concentration of lead in all extracts was measured by ICP-OES. The results showed that the time, particle size, pH and the liquid to solid ratio are more effective on the concentration of lead leaching from tailings and the maximum concentration of lead discharged from the tailings occurred in a different range of particle size. The maximum amounts of lead in the studied tailings were respectively observed in residual, carbonaceous, exchangeable, organic, iron and manganese oxides and solution parts. The results of the leaching protocols also made it clear that both types of waste have great environmental effects and are considered to be hazardous waste residues. Therefore, special measures should be taken to safely store these substances in the environment and prevent lead leaching.

    Keywords: Pollution, risk level, environment, leaching behavior
  • Ehsan Asadabadi, Ali Asadi *, Khalil Kalantari Pages 2323-2340
    The growing number of areas facing to water scarcity necessitates adaptive water management strategies beyond traditional water supply and demand management methods, which are becoming increasingly difficult in many regions. Water reallocation offers a flexible water management approach to mitigate water scarcity under changing socio-economic, climatic, and environmental conditions. This study develops a complex system dynamic model (SD) reflecting interactions between water resources, Environmental water demand and socio-economy using SD software package ‘‘Vensim PLE’’. Four alternative socio-economic growth patterns and three alternative schemes are designed to simulate those impacts. The results reveal that the developed SD model reflect the dynamic behavior of the system in the studied area efficiently. In the meanwhile, by comparing the different scenarios, it can be found that a higher growth pattern with desirable scenario supply socio-economic growth and environmental water requirements. It should be explained that the maximum growth pattern allows policy makers to revive the aquifer balance by controlling demand and adopting methods such as increasing artificial aquifer feeding and purifying treatment of urban and industrial wastewater.
    Keywords: Aquifer Balance, Drought, Growth Patterns, Improper Development
  • Zahra Saedi, Mahnoosh Moghaddasi *, Shahla Paimozd, Amir Hossein Farahani Pages 2341-2353

    Regarding the occurrence of hydrological drought after the meteorological drought, determining the relationship between these two droughts is necessary. In this study, the Zayandehrood Basin in the central part of Iran was selected as the study area. Selected stations in this basin; Damane Fereydan station, Ghaleh Shahrokh station (upstream of dam) and Zamankhan bridge station (downstream of dam) were considered according to their location and trend of precipitation data. Initially, on the basis of monthly rainfall and flow data from 1360 to 1389, the standard precipitation index (SPI) and the standard flow index (SSI) (Meteorological droughts and hydrological drought, respectively), each with a three-month period were calculated. Then using the Run theory, the meteorological and hydrological drought characteristics, including the duration and magnitude of drought were identified. In the following, using R software and programming in it, the best model was sought to investigate the relationship between meteorological and hydrological drought. According to the number of samples, the model was also validated. The relationship in which a hydrological drought reacts to the meteorological drought is created using a nonlinear function model in Qaleh Shahrokh and Zaman Khan Bridge stations, which show the condition without the reservoir and the condition affected by the reservoir, respectively. The results showed that there is a nonlinear relationship between hydrological drought and meteorological drought and the threshold at which a hydrological drought begins to react to meteorological drought is achieved with respect to the nonlinear function model. The exponential function model with the appropriate validation indexes as well as high coefficients in both stations was selected as the best model. The duration and magnitude of hydrological drought at Qaleh Shahrokh station is 1.7 and 1.9, respectively. Also, the duration and magnitude of this drought at the Zaman Khan Bridge (under the influence of the dam reservoir) is 0.55 and 1.45. Originally, the time of occurrence of hydrological drought in the downstream of the dam will be occurred faster. These findings indicated that the operational activities of Zayandeh Rud reservoir significantly reduced the duration and amount of hydrological drought as compared to non-reservoir conditions.

    Keywords: Hydrological, meteorological drought, Reservoir, Early warning, Drought index thresholds
  • Sedigheh Ghafari *, Hamid Reza Moradi, Reza Moddares Pages 2355-2371
    In the current study, the effect of land use change on groundwater level in Isfahan-Borkhar, Najafabad and Chadegan plains was investigated during 25-year period (1990-2015). To provide land use maps, firstly Landsat images of years; 1985, 1994, 2006 and 2015 were provided and then the nearest neighbor algorithm of object-oriented method was used for images processing. In addition, the zoning maps of groundwater level in annual scale were prepared using Kriging method. In order to investigate the differences of piezometric data among different plains and also the effect of land use types on groundwater level, the analysis of variance (ANOVA) test with repeated measure was used. The results showed that in Isfahan-Borkhar and Najafabad plains, the average groundwater level of rangelands had a significant difference with other land uses. In addition, investigating the interactive relationship of the land uses change percentages and the groundwater level decline showed a serious decrease in groundwater level of both Isfahan-Borkhar and Najafabad plains in the last years, in spite of reduction in agricultural land use during the study period. Furthermore, according to the obtained results, the groundwater level drawdown in Chadegan Plain as compared with two other plains was mainly affected by increasing agricultural lands.
    Keywords: Analysis of Variance, Kriging Method, Object-Oriented Classification, Piezometric Well, Zoning Map
  • Nader Khadem Moghadam Igdelou *, Ahmad Golchin, Tohid Rouhi Kelarlou Pages 2373-2399
    Nowadays, one of the environmental issues is pollution of soil, water and plants resources with heavy metals. Antimony (Sb) is one of the most dangerous heavy metals, which by accumulation in the plant and animal tissues and transmission to the food chain, endangers human health. The critical limit for Sb in drinking water has been determined by the European Union and the United States to be 5 and 6 μg/l, respectively. The World Health Organization has reported this limit for the soil, 35 mg/kg. Exposure to Sb with various concentrations can cause a variety of diseases, cancers and genetic defects in humans. In addition, it causes keratitis, dermatitis, conjunctivitis, and gastritis. Concentrations above the critical Sb level in the soil can cause oxidative stress and reduce plant biomass, germination, root length, plant height, and plant photosynthesis. This element has a negative effect on microbial communities and soil enzymes and the rate of inhibition of soil microbial populations has been reported as bacteria> fungi> actinomyces. In general, the absorption of Sb by plants in acid soils is lower than calcareous soils and solutions for reducing Sb absorption in calcareous soils are to use phosphate fertilizers (antagonistic effect of phosphorus with Sb), fertilizers containing sulfur and the use of organic materials. Considering the existence of two volcanic formations in the country (Urmia-Dokhtar and East of the country formation) that contain various types of heavy metals, including Sb and increasing the exploitation and the number of Sb mines in the provinces of West Azerbaijan, Sistan and Baluchestan, Kurdistan, and Khorasan Razavi, it seems necessary determining the pollution levels of the water and soil resources of these provinces, as well as the provinces located on the two above-mentioned formations. Also, in the provinces of West Azerbaijan and Sistan and Baluchestan, the treatment of drinking water in terms of contamination with Sb should be on the government's agenda.
    Keywords: microorganisms, Mineral, Pollution, Urmia-Dokhtar formation, water, soil resources