فهرست مطالب

آبیاری و زهکشی ایران - سال سیزدهم شماره 6 (بهمن و اسفند 1398)

مجله آبیاری و زهکشی ایران
سال سیزدهم شماره 6 (بهمن و اسفند 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/11/28
  • تعداد عناوین: 30
|
  • حسین دهقانی سانیج*، حمیدرضا حاجی آقا بزرگی، الهه کنعانی صفحات 1538-1549

    سامانه آبیاری قطره ای زیر سطحی روش مناسبی برای تامین آب مورد نیاز گیاهان در محیط ریشه می باشد. مدیریت این روش آبیاری متکی بر علم توزیع آب در حجم خاک مرطوب است. مدل های شبیه سازی کامپیوتری می توانند در بدست آوردن این دانش ارزشمند بکارگرفته شوند. در این پژوهش شبیه سازی توزیع رطوبت خاک در منطقه ریشه گیاه تحت سامانه آبیاری قطره ای زیر سطحی با استفاده از مدل HYDRUS-2D و بر اساس یک تحقیق میدانی در در یک باغ پسته در منطقه صفاییه از توابع شهرستان سرخه در استان سمنان در طی سال زراعی 1392-1391 مورد ارزیابی قرار گرفت. تیمارهای پژوهش شامل سه رژیم آبیاری منطبق بر مدیریت زارع (I1)، نیاز آبی (I2) و نیاز آبی و آبشویی (I3)، سه عمق نمونه گیری 25، 50 و 75  سانتی متری و در زمان قبل و بعد از آبیاری بود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که در منطقه ریشه گیاه، درصد رطوبت حجمی مشاهده ای و برآورد شده نسبتا بهم نزدیک بودند و حاکی از آن بود که مدل HYDRUS-2D قادر به شبیه سازی میزان رطوبت خاک در منطقه ریشه گیاه پسته است و این توانایی را دارد که شرایط رطوبتی خاک را در طول دوره آبیاری و تحت شرایط رژیم های مختلف آبیاری و در اعماق مختلف خاک با دقت بالایی تخمین بزند. روند برآورد مدل در توزیع افقی و عمودی رطوبت نسبت به مقادیر مشاهده ای حالت بیش برآورد داشت. ارزیابی های آماری نیز با توجه به پارامتر های ضریب تبیین بین 0/76 تا 0/90 و RMSE  بین 2/23 تا4/01 حاکی از دقت خوب مدل عددی HYDRUS-2D و توانایی خوب مدل در پیش بینی مقدار رطوبت در شرایط مزرعه ای بود.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی آبیاری، توزیع رطوبت، رژیم آبیاری، مدیریت آبیاری، HYDRUS-2D
  • یونس خسروی*، عباسعلی زمانی، عبدالحسین پری زنگنه، فردین نوری صفحات 1550-1564
    آلودگی خاک به فلزهای سنگین به عنوان یکی از مهم ترین معضلات محیط زیستی عصر حاضر به شمار می آید. نقش فاضلاب های شهری در بین منابع ورود فلزهای سنگین در بروز این نوع از آلودگی برجسته می باشد. در کار حاضر آلودگی خاک به فلزهای سنگین در زمین های آبیاری شده با فاضلاب در هرسین- کرمانشاه بررسی شده است. بدین منظور 37 نمونه خاک از دو عمق صفر تا 20 و 20 تا 40 سانتی متری از خاک های سطحی جنوب شهر هرسین جمع آوری شد. از این تعداد 15ایستگاه نمونه برداری در زمین های آبیاری شده با فاضلاب و 22 ایستگاه دیگر در زمین های آبیاری نشده با فاضلاب قرار دارند. همچنین نوع بافت خاک، درصد اجزای شن، سیلت و رس به روش هیدرومتری تعیین گردید. میزان کل فلز های سنگین کروم، منگنز، آهن، کبالت، مس، روی، کادمیم، سرب و آرسنیک با استفاده از دستگاه پلاسمای جفت شده القایی- اسپکتروسکوپی نشر نوری اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مقدار کل فلزهای سنگین مورد مطالعه در خاک در دو عمق نمونه برداری اختلاف معنی داری دارد. هم چنین مشخص گردید آبیاری با فاضلاب بر ویژگی های خاک، مقدار کل فلزهای سنگین تاثیر داشته است. بر اساس تحلیل های آماری دو عامل آبیاری با فاضلاب و زمین شیمی منطقه به عنوان عامل های موثر بر افزایش مقدار فلزهای سنگین تشخیص داده شدند.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، فلزات سنگین، فاضلاب های شهری، هرسین
  • وحید ادبی، اصغر عزیزیان، هادی رمضانی اعتدالی*، عباس کاویانی، بهنام آبابایی صفحات 1565-1579

    استفاده از مدل های گیاهی برای اهداف مختلف مانند پیش بینی عملکرد، تعیین نیاز آبی، بررسی های اثر تغییر اقلیم، خشکسالی و مدیریت های مختلف آبیاری و زراعی ضروری است. این مدل ها ابزار ارزشمندی برای تحلیل کمی رشد گیاه و تولید محصول هستند. یکی از چالش ها در برابر کاربرد این مدل ها، تعدد پارامترهای ورودی آنهاست. اندازه گیری این پارامتر ها هزینه بر، زمان بر و گاه با توجه به محدودیت های مختلف غیرممکن است و معمولا از طریق واسنجی و حل معکوس تخمین زده می شوند. تحلیل حساسیت فرآیندی است که اثر پارامتر های ورودی بر متغیر های خروجی مدل های ریاضی را بررسی می کند. در هنگام واسنجی، پارامترهای حساس باید با دقت بالاتری اندازه گیری یا برآورد شوند. اعمال روش های مبتنی بر اجراهای زیاد بر مدل های متن بسته (Closed Source) به آسانی مدل های متن باز (Open Source) نمی باشد. در این تحقیق، اثر 47 پارامتر گیاهی (نام پارامترها در جداول 1 و 2 آمده است) مدل متن بسته ی AquaCrop بر 5 متغیر خروجی مدل شامل تبخیر از سطح خاک، تعرق، تبخیروتعرق، زیست توده و عملکرد دانه برای دو محصول گندم و ذرت در مناطق دشت قزوین و پارس آباد مغان مورد مطالعه قرار گرفت و با استفاده از شاخص کارایی مدل نش-ساتکلیف نسبی، درجه حساسیت این پارامتر ها مشخص گردید. پارامتر های درجه روز رشد افزایش پوشش تاج (X45)، درجه روز رشد بذرافشانی تا بلوغ (X42)، درجه روز رشد بذرافشانی تا آغاز پیری (X41) و بیشترین پوشش تاج در نسبت پوشش خاک (X30) بطور مشترک در هر دو محصول بیشترین حساسیت را از خود نشان دادند. بنابراین تعیین دقیق دوره های مختلف رشد گیاه برحسب روز و یا درجه روز رشد که اتفاقا اندازه گیری آن ها آسان تر از سایر پارامترها می باشد از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. برای هر 5 خروجی گندم و ذرت منطقه ی قزوین، حدود نیمی از پارامتر های ورودی بدون تاثیرند و در هنگام واسنجی از اهمیت ناچیزی برخوردار می باشند. با اینکه روش تحلیل حساسیت موضعی (Local Sensitivity Analysis) پیچیدگی های محاسباتی و مفهومی روش های تحلیل حساسیت کلی (Global Sensitivity Analysis) را ندارد، نتایج نشان داد که این روش می تواند به نتایج مشابه با مطالعاتی که از روش های تحلیل حساسیت کلی استفاده کرده اند منجر گردد.

    کلیدواژگان: AquaCrop، تحلیل حساسیت، حساسیت موضعی، عملکرد دانه، زیست توده
  • محمد شایان نژاد، افسانه ابراهیمی* صفحات 1580-1588
    اعتبار قانون دارسی در محدوده جریان آرام است و برای جریان متلاطم بکار برده نمی شود. معادلات حاکم بر جریان های متلاطم با استفاده از روابط حاکم بر اصول هیدرودینامیک و اعمال اثر آشفتگی به دست می آیند. هدف از انجام این پژوهش استخراج رابطه بین دبی و پتانسیل هیدرولیکی در جریان شعاعی در آبخوان های آزاد در شرایط ماندگار می باشد. اساس این کار بر اساس مشتق کسری سرعت نسبت به گرادیان هیدرولیکی می باشد. جهت صحت سنجی معادلات استخراج شده از اطلاعات آزمایشگاهی تحقیقات قبلی استفاده شد. نیمرخ سطح آب در محیط های مختلف و به ازای دبی های متفاوت بر اساس قانون استخراج شده ترسیم و با نتایج مبتنی بر قانون دارسی مقایسه شد. نتایج نشان داد با افزایش دبی، بیشترین و کمترین افزایش در رقوم سطح آب نسبت به جریان دارسی به ترتیب 10 و 48/1 درصد و با افزایش هدایت هیدرولیکی نیز بیشترین و کمترین افزایش در رقوم سطح آب به ترتیب ، 19 و 8/9 درصد می باشد. به طورکلی با افزایش دبی و هدایت هیدرولیکی ک و همچنین افزایش هردو پارامتر، میزان اختلاف بین دو جریان دارسی و غیردارسی در محاسبه رقوم سطح آب افزایش یافته است که در تمام حالات نیمرخ سطح آب در جریان غیر دارسی بالاتر از جریان دارسی است.
    کلیدواژگان: آبخوان آزاد، جریان غیر دارسی، محیط متخلخل، هیدرولیک
  • عاطفه سادات حسینی*، محمد گیوه چی، جعفر جعفری اصل صفحات 1589-1600

    چکیده در این تحقیق با استفاده از الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) به طراحی بهینه سرریز کنگره ای ذوزنقه ای با توجه به شرایط هیدرولیکی مورد نظر پرداخته شده است. با انتخاب حجم بتن مصرفی سرریز به عنوان تابع هدف، پس از چندین بار اجرای مدل و سعی و خطا، مقادیر پارامترهای الگوریتم نظیر تعداد تکرار، تعداد گرگ و ضریب جریمه به ترتیب، 1000، 30 و 1011 تعیین گردید و با پنج بار آزمایش، در تکرار 996، پاسخ بهینه تابع هدف حاصل شد. مقدار به دست آمده از الگوریتم پیشنهادی با مقدار واقعی و همچنین نتایج الگوریتم های جستجوی فاخته، ژنتیک و تکامل تفاضلی در مطالعات پیشین مقایسه گردید. استفاده از الگوریتم گرگ خاکستری در طراحی ابعاد سرریز کنگره ای سد مورد نظر، کاهش 928/40 درصدی حجم بتن ریزی و افزایش 71/10 درصدی دبی عبوری نسبت به مقدار واقعی را در پی داشت که در مقایسه با الگوریتم های فوق الذکر عملکرد بهتری از خود نشان داد. کاهش قابل ملاحظه حجم بتن مصرفی در سرریز پیشنهادی با استفاده از الگوریتم گرگ خاکستری نسبت به نمونه اجرا شده، نماینگر توانایی و لزوم استفاده از این الگوریتم جهت حل مسائل بهینه سازی در حوزه سرریزها می باشد.

    کلیدواژگان: الگوریتم های فراکاوشی، بهینه سازی، سازه های هیدرولیکی، سرریز کنگره ای، ضریب آبگذری
  • بیژن نظری، مهدی یونسی* صفحات 1601-1611

    در روش آبیاری موضعی، تعیین درست سطح سایه انداز درختان در برآورد نیاز آبی و مدیریت مصرف آب اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش برای تخمین سطح سایه انداز از پردازش تصاویر ماهواره ای استفاده شد. طبق نتایج، سطح سایه انداز درختان انگور در شرایط واقعی 7/11 درصد بیشتر از مقادیر مرسوم در طراحی سامانه های آبیاری است. سطح سایه انداز واقعی در باغات زیتون، گلابی و سیب، هلو و شلیل، گیلاس و آلبالو و گردو نیز به ترتیب 7/35، 3/21، 3/28، 8/48 و 4/32 درصد کمتر از مقادیر مرسوم در طراحی آبیاری موضعی هستند. در طرح های آبیاری، مقدار سطح سایه انداز انگور و سایر درختان معمولا 50 و 70 درصد و ثابت در نظر گرفته می شود در حالی که میانگین سطح سایه انداز واقعی برای تمامی درختان حدود 46 درصد بوده است. لذا در اغلب طرح ها، در برآورد سطح سایه انداز و نیاز آبی بیش برآورد صورت می گیرد. در واقعیت، بسته به عواملی نظیر نوع باغ، سن درخت، شرایط رشد و... سطح سایه انداز متغیر بوده و متفاوت از مقادیر تخمینی می باشد. لازم است در هر سیستم، در طی بهره برداری، سطح سایه انداز با تصاویر ماهواره ای و یا ابزارهای دیگر، اندازه گیری و برنامه آبیاری بر اساس برآورد بهنگام نیاز آبی، تعدیل گردد.

    کلیدواژگان: سطح سایه انداز، آبیاری قطره ای، نیاز آبی، سنجش از دور، مدیریت آبیاری
  • بهرام بختیاری* صفحات 1612-1622
    یکی از مولفه های مهم در مدیریت منابع آب، حداکثر بارش محتمل (PMP) می باشد. در این مطالعه، حداکثر بارش محتمل 24ساعته (PMP24) با دو نگرش استاندارد و تعدیل یافته هرشفیلد و روش فیزیکی در استان بوشهر برآورد و مقایسه گردید. از بین ایستگاه های همدیدی موجود در این استان، تعداد 7 ایستگاه انتخاب شدند. داده ها شامل بارش های 24ساعته، دمای نقطه شبنم، سرعت باد، فشار سطح ایستگاه و فشار تبدیل شده به سطح دریا طی سال های 1968 تا 2018 بودند. نتایج نشان داد که در نگرش استاندارد، مقدار فاکتور فراوانی و PMP24 در ایستگاه های مختلف به ترتیب در محدوده ی 9/17-2/16 و 6/880-5/433 میلی-متر می باشد. به طور مشابه، در نگرش تعدیل یافته، این مقادیر به ترتیب در محدوده ی 64/4-39/2 و 4/213-6/103 میلی متر برآورد گردید. مقادیر PMP24 منطقه ای برای دو نگرش استاندارد و تعدیل یافته و روش فیزیکی به ترتیب 5/660، 4/181 و 9/139 میلی متر برآورد شد. به طور کلی، با توجه به در نظر گرفتن خصوصیات فیزیکی توده هوا در روش فیزیکی، استفاده از این روش به منظور کاهش عدم قطعیت پیشنهاد می شود. در صورت استفاده از روش استاندارد هرشفیلد، هزینه طراحی و ساخت به طور چشم گیر و غیر ضروری افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: بارشهای حدی، روش هرشفیلد، روش سینوپتیک، طوفانهای فراگیر
  • ابوالفتح مرادی*، عبدالحسین ضیائیان صفحات 1623-1637
    تبخیر-تعرق گیاه مرج (ETo) یک پارامتر مهم برای تعیین نیاز آبی گیاهان در روش فائو بوده و از این رو، تعیین دقیق آن از اهمیت ویژه ای در بهینه کردن مصرف و مدیریت منابع آب برخوردار می باشد. در این تحقیق که به مدت چهار سال در منطقه حاجی آباد هرمزگان صورت گرفت تبخیر-تعرق گیاه مرجع چمن با استفاده از یک دستگاه لایسیمتر زهکش دار به طور هفتگی اندازه گیری گردید. همچنین ETo توسط مدل های پنمن، بلینی- کریدل، تشعشع، تشت تبخیر و پنمن- مانتیث فائو، پاپاداکیس، جنسن- هیز، هارگریوز-ساماتی، تورک و مکینگ محاسبه و با مقادیر اندازه گیری شده از لایسیمتر با استفاده از رگرسیون خطی، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای اریب (MBE) ، شاخص توافق (d) و واریانس توزیع باقیمانده ها (S2) مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل های پنمن فائو، ایوانف، پاپاداکیس و جنسن-هیز ETo را بیشتر و مدل های تشت تبخیر فائو، هارگریوز، تورک و مکینگ آن را کمتر از مقدار اندازه گیری شده از لایسیمتر برآورد می نمایند. مدل های بلانی-کریدل و پنمن-مانتیث فائو ETo را بترتیب با دقت بالاتری برآورد نموده و به عنوان مناسب ترین مدل ها برای منطقه مورد آزمایش و مناطق با شرایط اقلیمی مشابه پیشنهاد می گردند.
    کلیدواژگان: لایسیمتر، تبخیر- تعرق، گیاه مرجع، مدل های برآورد تبخیر- تعرق
  • عادله علی جانپور شلمانی*، علی رضا واعظی، محمودرضا طباطبایی صفحات 1638-1650

    آگاهی از مقدار دقیق بار رسوب معلق روزانه می تواند در شناخت وضعیت فرسایش و رسوب حوزه های آبخیز مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق از مدل های هوشمند شبکه عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن برای برآورد بار رسوب معلق روزانه استفاده شد. همچنین با توجه به اهمیت پاسخ حوزه به متغیرهای ورودی به مدل ها، علاوه بر متغیر دبی، متغیر دینامیک بارندگی به دلیل نقش تاثیرگذار در ایجاد فرسایش و تولید رسوب نیز برای ورود به مدل ها انتخاب شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که تمام مدل هایی که از متغیر بارندگی به همراه دبی استفاده کردند، دارای مقدار آماره های NSE و R2 بیشتر و مقدار آماره های RMSE و MAE کمتر در مقایسه با مدل هایی بودند که تنها از متغیر دبی برای برآورد بار رسوب معلق استفاده کردند. همچنین مدل GEP با ترکیب متغیر ورودی دبی لحظه ای، دبی متوسط روزانه، دبی متوسط روزانه تا سه روز قبل، بارندگی متوسط روزانه و بارندگی متوسط روزانه تا سه روز قبل، کارآمدترین مدل در برآورد صحیح بار رسوب معلق روزانه با بیشترین مقدار آماره های NSE برابر 90/0 و R2 برابر 92/0و کمترین مقدار آماره های RMSE برابر 42/2282 (ton/day) و MAE برابر 38/750 (ton/day) در مقایسه با مدل های شبکه عصبی مصنوعی بود. به-طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که متغیر دبی به تنهایی نتوانست واریانس رسوب رودخانه را به درستی تبیین نماید و استفاده از متغیر بارندگی به عنوان متغیر ورودی به مدل های هوشمند، نقش تاثیرگذار در افزایش دقت برآورد بار رسوب معلق داشت و استفاده از متغیر بارندگی به همراه متغیر دبی در طی فرآیند مدل سازی، کارآیی مدل ها را افزایش داد.

    کلیدواژگان: بارندگی، برنامه ریزی بیان ژن، شبکه عصبی مصنوعی، نگاشت خود سازمان ده
  • میلاد خواجه مظفری، محمد عبدالحسینی*، قربان قربانی نصرآباد، محمدرضا فرزانه صفحات 1651-1660
    نظر به اهمیت محصول پنبه در تناوب زراعی و روند کاهشی سطح زیر کشت آن در سال های اخیر، بکارگیری روش های موثر و بهینه برای افزایش سطح زیر کشت آن، افزایش تولید و کاهش هزینه های تولید این محصول استراتژیک، امری ضروری به نظر می رسد. یکی از این روش ها، کشت تاخیری پنبه بصورت نشایی با استفاده از ارقام زودرس است. با توجه به نقش مهم مدیریت زمان و مقدار آبیاری در کشت پنبه، لازم است تا میزان بهینه آب مصرفی این گیاه در روش کشت تاخیری به صورت نشایی تعیین شود. این پژوهش به صورت طرح کرت های خرد شده نواری در قالب بلوک کامل تصادفی با 3 تکرار اجرا شد. تیمارهای دور آبیاری (شامل آبیاری پس از 70، 105 و 140 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت تبخیر) به عنوان کرت اصلی و مقادیر مختلف آب آبیاری (شامل 50، 75، 100 و 125 درصد آب تبخیر شده از تشت) به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که تیمار دور آبیاری پس از 105 میلیمتر تبخیر از تشت، دارای بیشترین عملکرد، درصد زودرسی، کارایی مصرف آب و درصد کیل بوده و نسبت به تیمارهای 70 و 140 میلیمتر به ترتیب به میزان 11 و 40 درصد عملکرد بیشتری داشته است. در حالی تیمار 100 درصد آب مصرفی با 2016 کیلوگرم در هکتار بیشترین عملکرد را در بین تیمارهای عمق آبیاری داشت که اختلاف آن با تیمارهای 50 و 125 درصد طبق آزمون دانکن در مقایسه میانگین ها در سطح 5 درصد معنی دار نبود. از طرف دیگر با افزایش عمق آب مصرفی، کارایی مصرف آب کاهش یافت به طوری که تیمار 50 درصد آب مصرفی، بیشترین کارایی مصرف آب را داشت. در نهایت با توجه به نتایج حاصل از بررسی عملکرد، اجزای عملکرد و کارایی مصرف آب، بهترین تیمار، تیمار آبیاری پس از 105 میلیمتر تبخیر از تشت با عمق آبیاری 50 درصد بدست آمد.
    کلیدواژگان: پنبه، کشت تاخیری، کشت نشایی، عملکرد، کارایی مصرف آب
  • علی دهقانی، سمیه امیرتیموری*، محمدرضا زارع مهرجردی صفحات 1661-1671

    آب یکی از عوامل محدودکننده توسعه اقتصاد کشاورزی کشور است و نحوه صحیح تخصیص این نهاده در بین فعالیت‏ های مختلف کشاورزی جهت بهبود کارایی و اثربخشی آن، از اهداف اصلی سیاست‏گذاران بخش کشاورزی به‏ شمار می‏ آید. بهره ‏وری اقتصادی آب محصولات کشاورزی می‏ تواند معیار مناسبی جهت شناسایی سیاست مناسب تخصیص آب برای هر منطقه، محسوب شود. از این ‏رو هدف این پژوهش، بررسی تاثیر سیاست‏ های افزایش قیمت آب آبیاری (از طریق افزایش هزینه استحصال) و کاهش آب در دسترس (از طریق مسدود کردن چاه‏ های غیرمجاز و نصب کنتور بر چاه‏ های کشاورزی) بر شاخص بهره ‏وری اقتصادی آب محصولات عمده زراعی بخش شهداد واقع در شهرستان کرمان است. آمار و اطلاعات مورد نیاز با استفاده از نمونه‏ گیری تصادفی و توزیع پرسشنامه بین 106 نفر از زارعین بخش شهداد، جمع‏ آوری شد. جهت بررسی آثار سیاست‏ های مدیریت منابع آب، از مدل PMP و برای محاسبه بهره ‏وری اقتصادی آب محصولات کشاورزی از شاخص NPBD، استفاده شد. نتایج حاصل از محاسبه شاخص NPBD نشان داد که در بین محصولات منتخب، محصول سیر بیشترین بهره‏ وری اقتصادی آب را به میزان 10025 ریال بر مترمکعب، دارا می‏ باشد. همچنین سیاست کاهش آب در دسترس، کمترین تاثیر را بر شاخص بهره‏ وری اقتصادی آب محصول سیر، به میزان 64/18 درصد داشت. علاوه بر این، سیاست مذکور کمترین ضرر اقتصادی را به زراعت‏ کاران منطقه تحمیل می‏ کند. در این راستا پیشنهاد می‏ شود که قبل از اعمال سیاست‏ های افزایش قیمت آب آبیاری و کاهش آب در دسترس، به آثار این سیاست‏ ها بر بهروه ‏وری آب محصولات زراعی منطقه، توجه شود.

    کلیدواژگان: آب آبیاری، بخش شهداد، برنامه ‏ریزی ریاضی مثبت، بهره‏ وری آب، کرمان
  • جلیل کرمان نژاد، الهام قنبری عدیوی*، حجت الله یونسی صفحات 1672-1686

    در ناحیه اندرکنش کانال اصلی و سیلابدشت در یک کانال مرکب به دلیل تبادل مومنتوم و تنش های برشی موجود اتلاف انرژی جریان وکاهش ظرفیت انتقال رخ می دهد. به دلیل اغتشاش جریان در این محل برآورد انرژی جنبشی و میزان مومنتم جریان با خطا روبرو خواهد بود. بنابراین تعیین مقادیر پارامترهای مهم هیدرولیکی قابل اطمینان نخواهد بود. برای تصحیح این خطا و تعیین دقیق تر پارامترهای هیدرولیکی از جمله پروفیل سطح آب، روندیابی سیلاب و یا انتقال رسوب و آلودگی تعیین ضرایب تصحیح انرژی جنبشی (α یا ضریب کوریولیس) و مومنتوم (ß یا بوزینسک) از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه با استفاده از داده های کانال FCF ، تاثیر شیب دیواره کانال اصلی (0:1، 1:1 و 2:1)، عرض سیلابدشت (1/4 و 75/0 متر) و عدم تقارن مقطع، بر ضرایب α و ß بررسی شده است. طبق نتایج با افزایش عرض سیلابدشت بیشینه مقادیر α و ß افزایش یافته است بطوری که مقدار α و ß در سیلابدشت با بیشترین عرض به ترتیب 36/1 و 13/1 برابر مقدار α و ß در سیلابدشت با کمترین عرض بوده است. البته اثر افزایش شیب دیواره کانال اصلی بر مقادیر این ضرایب قابل صرفنظر کردن است. زیرا با افزایش شیب از 2:1 به 0:1 بیشینه ضرایب α و ß به ترتیب 015/1 و 01/1 برابر شده است. بیشینه مقادیر ضریب α در کانال نامتقارن همواره کمتر از کانال های متقارن (با مجموع عرض کمتر یا بیشتر سیلابدشت) بوده است. بیشینه مقادیر ضریب ß در کانال نامتقارن از کانال های متقارن با عرض سیلابدشت بیشتر، کمتر است و از کانال های متقارن با عرض سیلابدشت کمتر، بیشتر است. همچنین با استفاده از نرم افزار CES مقادیر ضرایب α، ß و دبی، برآورد شده و با داده های آزمایشگاهی کانال FCF مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده قابلیت بالای CESدر تعیین پارامترهای هیدرولیکی جریان در مقاطع مرکب متقارن و نامتقارن می باشد.

    کلیدواژگان: سیلابدشت، ضریب تصحیح انرژی جنبشی، ضریب تصحیح مومنتوم، مقاطع مرکب، نرم افزار CES
  • صابر جمالی، مرتضی گلدانی*، سیده محبوبه زین الدین صفحات 1687-1697
    به منظور بررسی اثر تنش های آبی دوره ای بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام کینوا (Chenopodium quinoa Wild) آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1397 بر پایه ی کشت گلدانی با 4 تکرار اجرا گردید. تیمارهای مورد بررسی در این پژوهش شامل 5 سطح تنش دوره ای آبی (بدون تنش، تنش در دوره رویشی، مرحله گلدهی، مرحله دانه بستن و کل دوره رشد) بود. نتایج نشان داد که تنش های آبی دوره ای در سطح احتمال یک درصد بر صفات تعداد برگ، تعداد سنبله، طول سنبله، قطر ساقه، ارتفاع بوته، شاخص سبزینگی، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و بهره وری مصرف آب و در سطح احتمال 5 درصد بر تعداد شاخه جانبی و عرض سنبله معنی دار شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان وزن هزار دانه (99/3 گرم)، عملکرد دانه (2/21 گرم)، ارتفاع (9/67 سانتی متر) در تیمار آبیاری بدون تنش آبی و بهره وری مصرف آب (14/2 کیلوگرم در متر مکعب) در تیمار تنش در کل دوره رشد مشاهده شد. کاهش آب آبیاری به میزان 50 درصد در تیمارهای رویشی ، گلدهی، دانه بستن و کل دوره رشد منجر به کاهش معنی دار وزن هزار دانه به میزان 0/19، 0/9، 5/4 و 6/26 درصد و عملکرد دانه به میزان 3/19، 8/11، 5/7 و 2/21 درصد شد.
    کلیدواژگان: رژیم آبیاری، رویشی، دانه بستن، کینوا، گلدهی
  • حمید عنایتی*، عباسعلی قزلسوفلو، فرهاد خامچین مقدم صفحات 1698-1708
    ایران از یک سو با محدودیت منابع آب شیرین و از سوی دیگر با افزایش روز افزون تقاضای آب برای مصارف مختلف رو به رو می باشد. یکی از مهمترین چالش ها در برنامه ریزی منابع آب تعیین جریان محیط زیستی در رودخانه ها می باشد. جریان محیط زیستی توصیفی از زمان، کیفیت و مقدار جریان مورد نیاز برای حفظ اکوسیستم آبی است. رودخانه های حفاظت شده اراضی به نسبت وسیع با ارزش حفاظتی زیاد که با هدف حفظ و احیای رویشگاه های گیاهی و زیستگاه های جانوری انتخاب می شوند. مناطق حفاظت شده، محیط های مناسبی برای اجرای برنامه های آموزشی و پژوهش های زیست محیطی به شمار می آیند. رودخانه حفاظت شده کشف رود جزئی از حوضه آبریز قره قوم ایران است که در شمال شرق کشور و در شمال استان خراسان رضوی واقع گردیده است. این حوضه دارای 15650 کیلومتر مساحت می باشد. برای حفظ اکو سیستم های این حوزه تعیین حداقل جریان محیط زیستی امری ضروری است. امروزه روش های مختلفی برای برآورد جریان محیط زیستی رودخانه در دنیا ارائه شده است که رهیافت های هیدرولوژیکی از پرکاربردترین آنها می باشند. در این مقاله جریان محیط زیستی رودخانه حفاظت شده کشف رود، بر اساس دوره آماری 39 ساله در ایستگاه اولنگ اسدی، با استفاده از روش های هیدرولوژیکی تسمن و انتقال منحنی تداوم جریان (اسماختین)، برآورد شده است. دبی های مورد نظر حاصل شد و سپس با استفاده از تحلیل SWOT، با توجه به ویژگی های داخلی و خارجی هر روش، مناسب ترین رهیافت جهت تعیین جریان محیط زیستی رودخانه کشف رود ارائه شد. حداقل جریان محیط زیستی در روش تسمن 57/1 و در روش انتقال منحنی تداوم 85/1 بدست آمد. با استفاده از تحلیل SWOT، امتیازات ماتریس ارزیابی داخلی و خارجی روش انتقال منحنی تداوم 64/3 و 53/3 بدست آمد که در مقایسه با روش، به عنوان روش مناسب انتخاب شد.
    کلیدواژگان: جریان محیط زیستی، کشف رود، حقابه، تحلیل SWOT
  • نازنین نجیب زاده، کوروش قادری*، محمد مهدی احمدی صفحات 1709-1720

    مدلسازی بارش رواناب در اکثر پروژه های مدیریت و برنامه ریزی منابع آب و کنترل سیلاب امری ضروری و پیچیده می باشد. در این تحقیق مدل هایی برای شبیه سازی فرآیند بارش رواناب در زیر حوضه سد صفا رود واقع در حوضه آبریز هلیل رود با استفاده از روش های شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه (MLP)، شبکه عصبی تابع شعاع مدار (RBF)، رگرسیون ماشین بردار پشتیبان با توابع کرنل خطی (SVR Linear) و پایه شعاعی (SVR RBF) در محیط نرم افزاری IBM SPSS Modeler توسعه داده شده است. بدین منظور از داده های هیدرومتری ایستگاه هنجان و داده های بارش ایستگاه های هنجان، رابر، چشمه عروس و میدان واقع در منطقه مورد مطالعه طی دوره آماری 1394-1385 در مقیاس روزانه استفاده شد. 70 درصد داده ها به عنوان داده های آموزش و 30 درصد آنها به عنوان داده های آزمون مورد استفاده قرار گرفت. پس از محاسبه ضرایب همبستگی جزئی متغیرهای بارش و دبی، شش الگوی مختلف جهت مدلسازی رواناب روزانه ایستگاه هنجان تعیین شد. مقادیر شاخص های آماری متوسط قدر مطلق خطا (MAE)، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب همبستگی (R) در بهترین الگو مرحله آزمون به ترتیب برابر 032/0، 229/0، 967/0 برای مدل SVR Linear 5 ایستگاه هنجان بدست آمدند. نتایج حاکی از عملکرد مناسب روش های MLP و SVR Linear در مدلسازی بارش رواناب در محدوده مورد مطالعه می باشد.

    کلیدواژگان: بارش رواناب، رگرسیون بردار پشتیبان، سد صفارود، شبکه عصبی مصنوعی
  • نیازعلی ابراهیمی پاک*، آرش تافته، صفورا اسدی کپورچال، اصلان اگدرنژاد صفحات 1721-1732
    مصرف آب در مزرعه به صورت تبخیر-تعرق (ET) بیان می شود. چنانچه نیاز آبی گیاه تامین نشود میزان تبخیر - تعرق گیاه کمتر از تبخیر-تعرق پتانسیل بوده و تنش آبی رخ داده و عملکرد گیاه کاهش می یابد. به منظور جلوگیری از کاهش عملکرد گیاه باید از منابع آب محدود بر مبنای نیازهای اجتناب ناپذیر گیاه استفاده بهینه شود. یکی از روش های استفاده بهینه از آب در بخش کشاورزی، افزایش کارآیی و مصرف آب در تولید محصولات کشاورزی نظیر سیب زمینی از طریق توابع تولید و رابطه نسبی عملکرد و آب مصرفی است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی توابع تولید حاصلضرب اصلاح شده ریس (2004) و حاصلضربی اصلاح شده تافته و همکاران (2013) در برآورد عملکرد سیب زمینی تحت شرایط کم آبیاری انجام شد. بدین منظور آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با پنج تیمار و سه تکرار و به مدت دو سال زراعی و جمعا30 تیمار در مرکز تحقیقات کشاورزی شهرکرد انجام شد. تیمارهای آبیاری در پنج سطح شامل آبیاری کامل (E0)، 85 درصد (E1)، 70 درصد (E2)، 55 درصد (E3) و 30 درصد (E4) تبخیر-تعرق واقعی گیاه سیب زمینی از لایسیمتر زهکش دار، در مراحل مختلف رشد گیاه شامل مرحله استقرار بذر و رشد رویشی (T1)، مرحله رشد کامل (T2) و مرحله رسیدن غده ها (T3) بود. نتایج نشان داد که بیشترین نیاز آبی برابر با 814 میلی متر و مربوط به تیمار T16 با حداکثر محصول 42500 کیلوگرم در هکتار بوده و حداقل آب مصرفی برابر با 512 میلی متر و مربوط به تیمار T15 با عملکرد 24600 کیلوگرم در هکتار بود. پس از محاسبه عملکرد محصول با استفاده از روش های ریس (2004) و تافته و همکاران (2013)، عملکرد این دو تابع با میزان عملکرد اندازه گیری شده در مزرعه مقایسه شد. در روش اول مقدار RMSE، NRMSE به ترتیب 7113، 19/0، و در روش دوم مقدار این آماره ها به ترتیب 6830، 18/0 بود. هر دو روش بر اساس شاخص MBE داری بیش برآوردی بوده و روش تافته و همکاران (2013) با ضرایب FAO کمترین مقدار MBE را دارا بود. لذا با استفاده از این روش مقادیر ضریب حساسیت واسنجی شده و در نهایت ضرایب واکنش عملکرد گیاه بر اساس تابع تافته و همکاران برای 4 دوره گیاهی استاندارد FAO (اولیه، توسعه، میانی و پایانی) به ترتیب 29/0، 12/1، 95/0 و 46/0 به دست آمد.
    کلیدواژگان: تابع تولید محصول، تبخیر و تعرق، ضریب واکنش عملکرد
  • احمد عسگری، عبد الله درزی نفت چالی*، مهدی نادی، سید فرهاد صابرعلی صفحات 1733-1742

    در استان مازندران بررسی کارایی سیستم های مختلف زهکشی برای توسعه کشت دوم کلزا در اراضی شالیزاری بسیار ضروری می باشد. برای این منظور آزمایشی در پایلوت زهکشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در سال زراعی 97-96 انجام شد. در 8 زمان مختلف دوره رشد کلزا، سطح برگ (LA)، شاخص سطح برگ (LAI)، تعداد برگ در ساقه (SLN) و وزن خشک برگ (LDW) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در کرت های دارای زهکش زیرزمینی و زهکش سطحی (شاهد) تعیین شد. سپس آنالیز آماری برای بررسی تاثیر عمق و فاصله زهکشی بر شاخص های رشد یاد شده انجام گرفت و رابطه ریاضی سطح برگ و وزن خشک آن با ارزیابی مدل های رگرسیون خطی و غیر خطی در سیستم های متفاوت زهکشی تعیین شد. تحت شرایط مختلف زهکشی، حداکثر LA در حدود 90 روز پس از کاشت رخ داد. همچنین روابط ریاضی بین LA و LDW که توسط مدل خطی و توانی برازش شد، بسیار مناسب بود، بطوریکه مقدار ضریب تبیین 98/0 بدست آمد. در بین توابع ریاضی نیز، توابع چندجمله ای معکوس با درجات 4 و 5، معادلات لگاریتمی و معادلات معکوس لگاریتمی با درجات 3، 4 و 5، نتایج بهتری نسبت سایر توابع ریاضی نشان دادند. از روابط به دست آمده در این آزمایش می توان در مدل های شبیه سازی رشد و نمو کلزای زمستانه در شرایط کنترل سطح ایستابی استفاده نمود.

    کلیدواژگان: عمق و فاصله زهکشی، شاخص های رشد، مدل های رگرسیونی، سطح ایستابی
  • محمد سالاریان، کامران داوری*، امین علیزاده، محمد لگزیان، محمد فاضلی صفحات 1743-1760

    حضور و مشارکت کنشگران در جریان فعالیت ها، تصمیم سازی ها و تصمیم گیری های راهبردی بخش آب از اصول غیرقابل منفک جریان توسعه ی پایا می باشد. عدم همکاری و بی اطلاعی کنشگران از اقدامات انجام شده و قرار نگرفتن ایشان در جایگاه تصمیم گیری جهت پیش برد اهداف، منجر به تقویت احساس عدم تعلق آنان نسبت به سرنوشت آینده آب خواهد شد و نتیجه ی حتمی آن، بی انگیزگی ایشان در نگهبانی و نگهداری از منابع آب خواهد بود. ازین رو می توان بر اهمیت مشارکت کنشگران در تصمیم گیری های مدیریت آب تاکید ورزید. مشارکتی که در صورت تحقق می تواند از تشدید کمبود و کمیابی منابع آب در آینده جلوگیری کند. پژوهش حاضر باهدف ایجاد اجماع در مسیر مدیریت مطلوب آب حوضه آبریز کشف رود انجام شده است. در این پژوهش پس از شناسایی و تحلیل کنشگران موثر و کلیدی، شناسایی وضع موجود و تدوین راهبردها، چشم انداز حوضه در افق 1420 تبیین گشت، که در آن این حوضه دارای تعادل پایا در منابع و مصارف آب خواهد بود. ذیل این چشم انداز، 19 راهبرد بنیانی و 63 سیاست کلان تدوین یافته است. با توجه به تعدد سیاست های تدوین یافته، به منظور روالمندسازی دستیابی به چشم انداز از ابزار نقشه راه استفاده شد. مولفه های اصلی نقشه راه در پژوهش حاضر عبارتند از، اصلاح ساختار مدیریت اجرایی، ارتقا فرهنگ آب و توانمندسازی جامعه، اصلاح و ارتقا سیاست های اقتصادی، مالی و فنی، مهارت افزایی، ارتقا سیستم داده برداری، پردازش و تحلیل آن ها و اصلاح قوانین و ضوابط بوده است. موثرترین راه پیاده سازی سیاست های تدوین یافته، مشارکت آب بران در جلسات تصمیم سازی و ارتقاء سطح آگاهی ایشان است. آنچه مسلم است، جلسات مشارکتی بدون ایجاد درک مشترک بین مدیران و آب بران توانایی حل مشکلات مدیریت آب این حوضه را نخواهد داشت.

    کلیدواژگان: کشف رود، اجماع، مشارکت، نقشه راه، کنشگران
  • غزاله شمشیری*، علی شعبانی، علی رضا سپاسیان، ابوالفضل عزیزیان، علیرضا سپاسخواه صفحات 1762-1773

    از مهمترین محدودیت ها در کاهش رشد و میزان محصولات کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک، کمبود آب آبیاری و هم چنین کاهش کیفیت آن است. بهینه سازی مصرف آب و مدیریت صحیح استفاده از آب های شور، روشی برای افزایش کارایی مصرف آب می باشد. در این پژوهش، تابع تولید محصول چغندرقند بر اساس مقدار و شوری آب آبیاری به دست آمد. سپس معادلات لازم جهت تعیین عمق بهینه آب آبیاری، زمانی که قیمت چغندرقند متغیر و تابع کیفیت آن (درصد قند) می باشد، تعیین گردید. به ازای شوری صفر دسی زیمنس بر متر و بر اساس قیمت های فعلی آب و محصول، نتایج نشان داد که برای به دست آوردن بیشینه محصول چغندرقند و سود در شرایط محدودیت زمین و آب مقادیر بهینه آب به ترتیب برابر 87/1، 77/1 و 52/1 متر می باشد. میزان صرفه جویی در مصرف آب در شرایط محدودیت آب، 7/18درصد و افزایش سطح زیر کشت نیز 20 درصد محاسبه گردید.

    کلیدواژگان: آب شور، تحلیل کم آبیاری، محدودیت آب، محدودیت زمین
  • نفیسه آقابابائی* صفحات 1774-1782
    تقریبا 70 درصد از مصرف آب جهان، ازجمله آب هایی که از رودخانه ها منتقل و یا از منابع زیرزمینی پمپاژ می شوند، برای آبیاری کشاورزی استفاده می شود. استفاده از فاضلاب تصفیه شده جهت آبیاری به عنوان یک منبع مهم جایگزین در استراتژی جدید مدیریت آب، در کشورهایی که با کمبود شدید منابع آب مواجه هستند، مطرح است. هدف از این مطالعه بررسی امکان استفاده مجدد از پساب تصفیه خانه فاضلاب شهر تفرش برای آبیاری زراعی بود. این تحقیق، مطالعه ای توصیفی -مقطعی است. به این منظور تعدادی از پارامترهای فیزیکی، شیمیایی و میکروبی پساب تصفیه خانه فاضلاب شهری تفرش در بازه زمانی فروردین- شهریور سال 1396، به صورت ماهیانه اندازه گیری و با استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست ایران، سازمان حفاظت محیط زیست امریکا (EPA)، سازمان جهانی خواروبار و کشاورزی (FAO) و سازمان بهداشت جهانی (WHO) مقایسه و در نرم افزار اکسل تحلیل گردید. میانگین غلظت باقیمانده در پساب خروجی برای COD، BOD5،DO، TSS، سرب، مس، کادمیوم برحسب میلی گرم بر لیتر و pH به ترتیب به 35/08، 17/56، 0/92، 25/40، 0/038، 0/017، 0/003 و 7/60 بود که بیشترین بار آلی مربوط به ماه های تیر و مرداد بود. میانگین کل راندمان حذف برای COD، BOD و TSS به ترتیب برابر با 90/13 و 92/28 و 89/49 درصد محاسبه شد. میانگین پارامترهای میکروبی کلی فرم مدفوعی 194/16 و کلی فرم کل 897/50 MPN/100ml بود. نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین پارامترهای کیفی موردمطالعه پساب خروجی تصفیه خانه فاضلاب شهر تفرش در محدوده استاندارد استفاده در کشاورزی بود.
    کلیدواژگان: استفاده مجدد از پساب، تصفیه خانه فاضلاب، تفرش، مصارف کشاورزی
  • سید فاضل فاضلی کاخکی، مرتضی گلدانی، محمد جلینی* صفحات 1783-1793

    به منظور بررسی اثر کم آبیاری بر برخی خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی و شاخص های کیفی علوفه کوشیا آزمایشی به صورت کرت های یکبار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهددرسالزراعی97-1396 اجرا شد. کرت های اصلی شامل سه سطح آبیاری (50، 65 و 80 درصد نیاز آبی گیاه) و کرت های فرعی دو توده ی بومی کوشیا (سبزوار و بروجرد) بود. نتایج نشان داد که با کاهش مقدار آب آبیاری به 65 و 50 درصد نیاز آبی گیاه مقدار کاهش ارتفاع حدود 15 و 26 درصد و کاهش شاخص سطح سبزگیاه حدود 25 و 38 درصد نسبت به آبیاری در 80% نیاز آبی گیاهبود.بیشترین علوفه تر و خشک به ترتیب با مقادیر 9/27 و 3/11 تن در هکتار از آبیاری در 80% نیاز آبی گیاهحاصل شد. توده سبزوار به ترتیب24/5 و 10/4 تن در هکتار علوفه تر و خشک بیشتری نسبت به توده دیگر داشت. کمترین مقدار محتوی نسبی آب برگ (5/70 %) و بیشترین مقدار نشت الکترولیت ها (2/54 %) از تیمار 50 درصد نیاز آبی گیاهحاصل شد. بیشترین درصد پروتئین خام (2/13 %) از تیمار 65% نیار آبی گیاه،بیشترین مقدار NDF و ADFاز تیمار آبیاری در 80 % نیاز آبی گیاهو کمترین مقدار آنها به ترتیب به مقدار 1/19 % و 71/9 %از تیمار 50 % آبیاری حاصل شد. توده سبزوار نسبت به توده بروجرد از لحاظ صفات مورفولوژیکی (ارتفاع، شاخص سطح سبز، علوفه تر و خشک، محتوای نسبی آب برگ) و کیفیت علوفه بالاتری داشت.کیفیت تغذیه علوفه در هر دو توده با کاهش مقدار آب آبیاری بهبود یافت.نتایج ضرایب همبستگی نشان داد که مقدار علوفه تر همبستگی مثبت و معنی داری با ارتفاع (r= 0.49*) و شاخص سطح سبز برگ (r = 0.57**) داشت.

    کلیدواژگان: نشت الکترولیت ها، محتوای نسبی آب برگ، ADF، NDF
  • مریم سادات حاج میرزایی، حسین انصاری*، مجید هاشمی نیا، مجید عزیزی صفحات 1794-1805
    نعناع فلفلی از جمله گیاهان دارویی و معطری است که مصارف دارویی، غذایی، آرایشی و بهداشتی فراوانی دارد. یکی از خواص بارز آن خواص ضد میکروبی آن است. به منظور ارزیابی تاثیر کود آلی و سطوح مختلف آبیاری در مراحل مختلف رشدی گیاه نعناع فلفلی، آزمایشی در شرایط گلخانه ای در بهار سال 1397 در محیط گلخانه ی تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد به صورت فاکتوریل دو عاملی در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار روی نعناع فلفلی انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل تیمارهای آبیاری در 4 سطح (50، 75، 100 و 120 درصد نیاز آبی گیاه) و 4 سطح کود آلی (کود گاوی در 2 سطح (5 و 10 تن در هکتار) و کود مرغی در 2 سطح (20 و 70 گرم در لیتر)) بوده که در مراحل مختلف رشد گیاه نعناع فلفلی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج این پژوهش نشان داد که اثر متقابل سطوح آبیاری و کودی بر خصوصیات مورفولوژیک نعناع فلفلی مانند ارتفاع گیاه و قطر ساقه معنی دار نبودند و بر روی وزن تر برگ، وزن تر ریشه و وزن خشک ریشه (در سطح 01/0) بسیار معنی دار بود. که میتوان نتیجه گرفت که بیشترین میزان آبیاری و میزان کود گاوی و مرغی باعث افزایش وزن تر برگ شده و میزان کود آلی تاثیری بر روی وزن تر و خشک ریشه نداشته است. اثر متقابل سطوح آبیاری و کودی بر خصوصیات فیزیولوژیک نعناع فلفلی مانند هدایت روزنه ای، محتوی نسبی آب برگ و نشت الکترولیت معنی دار نبودند و روی کلروفیل a، کلروفیل bو کلروفیل کل در سطح 01/0 بسیار معنی دار بود که کمترین میزان آبیاری و بیشترین میزان کود مرغی باعث افزایش کلروفیل a و کمترین میزان آبیاری و کمترین میزان کود آلی باعث افزایش کلروفیل bو کلروفیل کل شده و بر روی شاخص کلروفیل برگ(عدد اسپد کلروفیل) در سطح 05/0 معنی دار بود که کمترین میزان آبیاری و بیشترین میزان کود آلی باعث افزایش شاخص کلروفیل برگ شده است. میتوان نتیجه گرفت که نعناع فلفلی به سطوح مختلف آبیاری حساس تر بوده و سطوح کودی تاثیر مثبتی بر عملکرد نعناع فلفلی نداشته است و در بین کودهای آلی اثر کود مرغی به دلیل داشتن نیتروژن از کود گاوی بیشتر بوده است.
    کلیدواژگان: تنش خشکی، کودی، نعناع فلفلی، هدایت روزنه ای
  • احسان نظری، سینا بشارت*، کامران زینال زاده، عادل محمدی صفحات 1806-1809
    این تحقیق با هدف اندازه گیری جریان آب در خاک و جذب آب ریشه در یک پلات 2 × 2 متر در یک باغ سیب 15 ساله تحت سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی در شهرستان میاندوآب انجام و با سناریوهای مختلف در نرم افزار HYDRUS-2D شبیه سازی شد. قطره چکان ها در عمق 30 سانتی متری و به فاصله 1 متر از تنه درخت نصب گردیدند. رطوبت حجمی خاک با استفاده از دستگاه TDR به صورت روزانه به مدت 4 ماه اندازه گیری شد. به منظور واسنجی معادلات روابط جذب آب ریشه، نمونه هایی از ریشه به همراه خاک از نقاط مختلف در محدوده توسعه برداشت شد. نتایج نشان داد بیشترین و کمترین مقدار جذب آب ریشه به ترتیب به میزان 129/0 و 024/0 سانتی متر مکعب بر سانتی متر مکعب در مختصات (عمقی ، شعاعی) (50 ، 60) سانتی متر و (75 ، 150) سانتی متر از تنه درخت اتفاق افتاد. همچنین، حدود 81 درصد جذب آب ریشه از عمق 50-0 سانتی متری صورت گرفت. مقادیر RMSE (0193/0 - 0141/0) نشان داد نرم افزار HYDRUS-2D تخمین مناسبی از رطوبت حجمی خاک را در سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی داشت. مقایسه سناریوهای مختلف شبیه سازی شده در HYDRUS-2D با نتایج اندازه گیری های مزرعه ای نشان داد با کاهش دبی قطره چکان به میزان 2 لیتر بر ثانیه و افزایش مدت زمان آبیاری (با حجم آب کاربردی یکسان) جذب آب ریشه به میزان 08/5 درصد افزایش و نفوذ عمقی به میزان 18/2 درصد کاهش یافت.
    کلیدواژگان: قطره چکان، آبیاری قطره ای زیرسطحی، جذب ریشه، نرم افزار HYDRUS-2D
  • شادی رسولی*، جلال بازرگان، سید محمد شعاعی صفحات 1820-1831

    امروزه، بررسی کیفیت منابع آب با استفاده از مدلهای عددی و شاخص های کیفی مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این پژوهش، پدیده لایه بندی حرارتی و کیفی مخزن سد گلابر واقع در استان زنجان مورد بررسی قرار گرفته و همچنین کیفیت آب در مکانهای مختلف مخزن و در زمانهای مختلف با استفاده از شاخص IRWQISC (IRan water quality index) ارزیابی شده است. به این منظور، از مدل دوبعدی  CE-QUAL-W2 برای شبیه سازی هیدرودینامیک و پارامترهای اکسیژن محلول و کل مواد جامد محلول برارارتی تابسی یک دوره یک ساله از سال 1393 تا 1394 استفاده شده است. نتایج شبیه سازی حاکی از وجود یک دوره لایه بندی حتانه از اواخر فروردین تا اواخر شهریورماه می باشد. ارزیابی کیفیت آب بر اساس شاخص IRWQISC نشان می دهد که کیفیت آب مخزن در رولایه و در شش.ماهه گرم در کلاس کیفی خوب (شاخص در حدود 75) قرار دارد. در این مدت، کیفیت آب در زیرلایه از رده بندی خوب (شاخص در حدود 75) به رده بندی نسبتا بد (شاخص در حدود 40) افت پیدا می کند. همچنین در شش ماهه سرد سال، کیفیت آب از رده بندی متوسط (شاخص در حدود 46) در ابتدا به رده بندی خوب (شاخص در حدود 77) ترقی می یابد. بطور کلی، بررسی مکانی و زمانی کیفیت آب مخازن سدها با استفاده از شاخص های مختلف کیفی آب از جمله شاخص IRWQISC می تواند کمک موثری در تعیین کیفیت آب، ارائه راهکارهای مدیریتی در زمینه تعیین رقوم آبگیر و برداشت، استفاده بهینه از آب و ارائه راهکارهای علاج بخش برای افزایش کیفیت آب مخازن ارائه نماید.

    کلیدواژگان: سد مخزنی گلابر، شاخص کیفی IRWQISC، لایه بندی حرارتی، مدل CE-QUAL-W2
  • مختار صالحی طبس*، مصطفی یعقوب زاده، سیدرضا هاشمی صفحات 1832-1843
    رطوبت خاک سطحی، متغیری مهم در چرخه آبی طبیعت است که نقش مهمی در تعادل جهانی آب و انرژی به واسطه تاثیر بر فرآیندهای هیدرولوژیک، اکولوژیک و هواشناسی دارد. لذا در این تحقیق برای شبیه سازی رطوبت خاک در دوره آتی (2039-2020) نسبت به دوره پایه (2011-1992) از مزرعه ذرت فاروب واقع در دشت نیشابور استفاده شد. داده های اقلیمی به کمک شش مدل GCM و دو سناریوی انتشار RCP4.5 و RCP8.5 برآورد گردید و به کمک مدل LARS-WG ریزمقیاس شد و وارد مدل SWAP گردید. نتایج تغییر پارامترهای اقلیمی نشان داد دمای کمینه و بیشینه برای مدل های AOGCM در دوره آتی نسبت به دوره پایه افزایش می یابد و در برخی از مدل ها نیز بارش دوره آتی نسبت به دوره پایه کاهش می یابد. همچنین سناریو RCP8.5 نسبت به RCP4.5 مقدار افزایش بیشتری را نشان می دهد. تغییرات رطوبت در عمق 30 سانتی متر نشان داد که درصد رطوبت موجود در خاک در دوره های آتی 2039-2020 نسبت به دوره پایه برای هر دوسناریو افزایش ناچیزی می یابد. با این وجود سناریو RCP8.5 مقادیر کمتری از رطوبت را نسبت به سناریو RCP4.5 برای شش مدل AOGCM نشان می دهد. مقادیر پیش بینی شده رطوبت سالیانه نشان داد که در سناریو RCP4.5 در عمق 30 سانتی متری مدل IPSL کمترین مقادیر رطوبت و مدل های GISS-ES-R و GFDL بیشترین مقادیر رطوبت سالیانه و برای سناریو RCP8.5 در عمق 30 سانتی متری، مدل GFDLکمترین مقادیر رطوبت و مدل GISS-ES-R بیشترین مقادیر رطوبت سالیانه در طی هفته های پس از رشد گیاه را خواهند داشت.
    کلیدواژگان: تغییراقلیم، رطوبت خاک، سناریوهای انتشار، مدل SWAP
  • پروین ذولفقاری، مهدی ذاکری نیا*، حسین کاظمی صفحات 1844-1857
    استفاده ی مفید از منابع آب نامتعارف برای کشاورزی پایدار با در نظر گرفتن مجموعه ی اثرات زیست محیطی و بازده اقتصادی فرآیندی است چند معیاره که تصمیم گیری در مورد آن، بر اساس ارزش هریک از معیارها صورت می پذیرد. در این پژوهش پس از گردآوری منابع مرتبط و استخراج معیارهای تصمیم گیری در رابطه با استفاده از پساب در کشاورزی، ساختار سلسله مراتبی بر مبنای دو عامل فنی- اقتصادی و زیست محیطی تهیه و با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی در محیط نرم افزار GIS، امکان سنجی استفاده از پساب برای کشت 10 گیاه زراعی رایج در استان گلستان انجام شد. معیارهای فراهمی آب آبیاری، فاصله فنی- اقتصادی از خروجی تصفیه خانه و مطلوبیت اراضی برای کشت گونه از زیر معیارهای فنی- اقتصادی و کیفیت آب آبیاری، خاک، گیاه و آسیب پذیری آبخوان از معیارهای زیست محیطی این ساختار هستند. همچنین پارامترهای شیب، توپوگرافی، کاربری اراضی، عمق خاک و فاصله ی مجاز فنی به عنوان عوامل محدود کننده در نظر گرفته شد. معیارهای تصمیم گیری و عوامل ایجاد محدودیت بر اساس مطالعات صورت گرفته در زمینه استفاده از پساب در کشاورزی در نظر گرفته شده و بر اساس نظرات کارشناسان تعیین ارزش و آنالیز حساسیت گردید. نتایج این امکان سنجی که با استفاده از داده های مرتبط با تصفیه خانه فاضلاب کردکوی نشان داد، علی رغم پایین بودن میزان مطلوبیت کشت تمامی گیاهان به دلیل عدم مطلوبیت پارامتر هایی چون نیترات، آلودگی میکروبی و آسیب پذیری آبخوان که دارای بالاترین میزان حساسیت و وزن نسبی بودند، دو گیاه پنبه و کلزا از بین 10 گیاه رایج زراعی در منطقه، بالاترین مطلوبیت کشت با پساب را در منطقه ی تحت پوشش تصفیه خانه کسب کردند.
    کلیدواژگان: آب نامتعارف، پساب، تحلیل سلسله مراتبی، GIS
  • کیومرث روشنگر*، سمیرا اخگر صفحات 1858-1868

    پیش بینی عمق آبشستگی در پایین دست سازه های کنترل ازجمله سرریزها و سازه های کنترل شیب یکی از مسائل ضروری در طراحی این سازه ها می باشد. در تحقیق کنونی عملکرد روش رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) به عنوان یکی از روش های نوین داده کاوی در پیش بینی حداکثر عمق آبشستگی پایین دست سازه های کنترل مورد بحث قرار گرفت. جهت بررسی موضوع برای هر سری داده، مدل های مختلفی تعریف شده و تاثیر پارامترهای هیدرولیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. بهترین نتایج برای داده های آزمون، برای سرریز لبه تیز مقادیر 90/0 DC=ضریب تبیین، 93/0CC=(ضریب همبستگی)، % 2/11 RMSE= جذر میانگین مربعات خطاها ، %9/7MAE= (میانگین قدرمطلق خطاها)، و برای سازه کنترل شیب مقادیر 81/0DC=، 86/0CC=، %4/19RMSE=، %7/16MAE= به دست آمد. همچنین بر اساس نتایج آنالیز حساسیت مشخص گردید که پارامترهای Fr1 (عدد فرود بالاست جریان) و b/z (نسبت عرض سرریز به ارتفاع سرریز) در پایین دست سرریز لبه تیز و پارامترهای Dp/h (ارتفاع ریزش سازه به ارتفاع آب روی سازه) و Fr1در پایین دست سازه کنترل شیب کلیدی ترین نقش را در پیش بینی عمق آبشستگی دارند. درواقع تغییرات عمق آبشستگی متاثر از هندسه و انرژی جریان در بالادست این سازه ها است. مقایسه روابط نیمه تجربی و کلاسیک با نتایج حاصل از روش به کاررفته در تحقیق نشان داد که نتایج روش هوشمند GPR نسبت به روابط کلاسیک دقیق تر و قابل اعتمادتر بوده بطوریکه معیارخطای RMSE بیش از 80 درصد کمتر شده است.

    کلیدواژگان: آبشستگی، سرریز لبه تیز، سازه کنترل شیب، GPR
  • جواد علایی*، مهدی کوچک زاده، فرود شریفی صفحات 1869-1878
    این پژوهش به منظور بررسی و تعیین نیاز آبی و برنامه ریزی آبیاری درخت سنجد در منطقه وردیج استان تهران به مرحله اجرا درآمد. بدین منظور برای محاسبه تبخیر - تعرق مرجع از معادله تلفیقی فائو پنمن - مانتیث و برای محاسبه ضریب گیاهی از روش WUCOLS III استفاده شد. همچنین برای محاسبه تبخیر - تعرق مرجع و مقدار بارندگی موثر از داده های اقلیمی ایستگاه چیتگر (از سال 1387 تا 1397) استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد در منطقه مورد مطالعه بارندگی موثر سهم کافی در تامین آب مورد نیاز گیاه نداشته و در طول ایام رشد نیاز به آبیاری تکمیلی وجود دارد. همچنین مشاهده شد که بیش ترین مقدار تبخیر - تعرق سنجد در تیر ماه ، معادل 57/41 و کم ترین مقدار تبخیر - تعرق سنجد در دی ماه ، معادل 65/6 میلی متر بود. مقدار کل تبخیر - تعرق سنجد معادل 31/266 میلی متر برآورد گردید. مقدار آبیاری از یکم خرداد با مقدار 28/12 میلی متر آغاز و با مقدار 23/10 میلی متر در 15 مهر پایان می پذیرد. بیشترین مقدار نیاز خالص آبیاری از 16 تا 31 تیر، معادل 23/20 و کمترین مقدار نیاز خالص آبیاری از 15 تا 30 مهر، معادل 23/10 میلی متر بود.
    کلیدواژگان: بارندگی موثر، تبخیر - تعرق مرجع، تهران، ضریب منظر، فائو پنمن - مانتیث
  • مژگان احمدی، عباس کاویانی*، پیمان دانشکار آراسته، زهره فرجی صفحات 1879-1896
    بارش از جمله مهم ترین عواملی است که در تخمین بسیاری از پارامترهای هیدرولوژیکی در سطح حوزه آبریز مورد استفاده قرار می-گیرد. با توجه به اهمیت داده های بارش در علوم مختلف و عدم وجود شبکه باران سنجی گسترده و مناسب، لازم است داده های بارش به نحوی برآورد شوند. یکی از راه های برآورد بارش، استفاده از داده های ماهواره ای است. در این پژوهش به ارزیابی داده های بارش مدل GPCC، GPCP، CMAP و NCEP-NCAR با داده های ایستگاهی در استان های البرز، قزوین، زنجان، کردستان و همدان پرداخته شد. نتایج نشان داد که در این مناطق بارش GPCP،GPCC ، CMAPو NCEP-NCAR نتایج خوبی را داشتند و از میان آنها GPCP و GPCC نتیجه بهتری را ارائه کرده اند. در ارزیابی GPCP با میانگین وزنی ایستگاه های منطقه مورد مطالعه در پیکسل 3 در سال 2003 ضریب تبیین (R2)، ضریب کارایی مدل(EF)، خطای اریب میانگین (MBE)، میانگین مطلق خطا (MAE) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به ترتیب برابر 96/0، 94/0، 13/3، 30/5 و 58/6 میلیمتر بر ماه به دست آمد.
    کلیدواژگان: بارش، سنجش از دور، آزمون های آماری، میان یابی
  • پریسا شاهین رخسار، امین علیزاده*، حسین انصاری، محمد قربانی صفحات 1897-1909

    یکی از معتبرترین روش ها برای ارزیابی اثرات پدیده تغییر اقلیم استفاده از متغیرهای اقلیمی شبیه سازی شده توسط مدل های گردش عمومی جو (AOGCM) است ولی این شبیه سازی ها دارای عدم قطعیت می باشند. چشم پوشی از عدم قطعیت های مرتبط با تغییر اقلیم در تحقیقات، از اعتبار نتایج کاسته و منجر به اعمال نتایج غیرواقعی و غیرکاربردی خواهد شد. در این پژوهش ابتدا داده های دما، بارش و تابش شبیه سازی شده توسط 5 مدل HADCM3، NCCCSM، NCCCSM، INCM3، GFCM21 و MPEH5 در ایستگاه سینوپتیک رشت بر اساس سناریوهای انتشار A1B، A2 و B1 به روش آماری ریزمقیاس شدند. ارزیابی کارایی مدل ها به صورت منفرد و گروهی با استفاده از آماره های خطا سنجی انجام شد. همچنین عدم قطعیت هر یک از مدل های گردش عمومی جو و سناریوهای انتشار به روش وزن دهی بررسی شد. نتایج آزمون آماره های محاسبه شده برای هر یک از مدل ها به صورت منفرد نشان داد مدل INCM3 در سناریوی A1B برای شبیه سازی بارش، مدل NCCCSM در سناریوی A1B برای شبیه سازی تابش و GFCM21 تحت سناریوی B1 برای شبیه سازی دمای کمینه و مدل HADCM3 در سناریوی A1B برای شبیه سازی دمای بیشینه بیشترین کارایی را در شبیه سازی داشته اند. نتایج اجرای گروهی مدل ها نشان داد که در برنامه ریزی آتی می توان از ترکیب گروهی مدل ها با عدم قطعیت کمتر و دقت بیشتری پارامترهای اقلیمی را شبیه سازی کرد. به منظور انتخاب سناریوی برتر بر اساس اجرای گروهی مدل ها مشاهده شد بیشترین مطابقت داده های بارش شبیه سازی شده با داده های واقعی بر مبنای سناریوی B1، برای داده های تابش بر مبنای سناریوی A1B و دمای کمینه و بیشینه بر مبنای سناریوی B1 می باشد.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، ریزمقیاس آماری، سناریوهای انتشار، صحت سنجی
|
  • Hossein Dehghanisanij *, Hamidreza Haji Agha Bozorgi, Elahe. Kanani Pages 1538-1549

    Subsurface drip irrigation is the most suitable irrigation method to provide the water requirements for plants in the root environment. The management of this irrigation method is based on the science of water distribution in wet soil volumes. Simulation models can be used in obtaining this valuable knowledge. In this study, was evaluated simulation the distribution of soil moisture in the plant root zone under subsurface drip irrigation using the HYDRUS-2D model and based on a field research in a pistachio garden, in Sorkhe, Safaeieh, Semnan province, during two years of cultivation 2012-2013. The treatments were three irrigation regimes; control (I1), Irrigation based on irrigation requirement (I2) and I2 plus leaching requirement (I3), three soil depth of 25, 50, and 75 cm from soil surface at before and after irrigation event. The results of this study showed that in the root zone of the plant, the percentage of moisture content measured and estimated were relatively close, and showed that the HYDRUS-2D is able to simulate the soil moisture content in the root zone of the pistachio plant, and has this ability that it estimates conditions the soil moisture with highly accurate, during irrigation under different irrigation regimes at different depths of the soil. Model estimation process in the horizontal and vertical distribution of moisture, it was more than estimated in relation to the measured values. The statistical evaluations also showed that the accuracy of the HYDRUS-2D numerical model with respect to the coefficients of determination between 0.76 to 0.9 and RMSE ranged from 2.23 to 4.01, and the good ability of the model in predicting moisture content in field conditions.

    Keywords: HYDRUS-2D, Irrigation management, Irrigation regime, Irrigation scheduling
  • Younes Khosravi *, Abbasali Zamani, Abdolhossein Pari Zanganeh, Fardin Nouri Pages 1550-1564
    In the present work heavy metal contamination of soil in Harsin city and its-Kermanshah was investigated. 37 soil samples were collected from two depths 0-20 and 20-40 cm from cultivated lands in southern area of Harsin city. 15 and 22 sampling stations are located in irrigated fields with sewage and fields without sewage, respectively. Also, soil texture, percentage of gravel, silt and clay components were determined by hydrometric method. Total concentration and bioavailable detection of heavy metals: chromium, manganese, iron, cobalt, copper, zinc, cadmium, lead and arsenic, in soil samples were determined by inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES) method. results showed that the total content of heavy metals in soil were significantly different in the two sampling depths. Wastewater irrigation on soil properties and the amount of total and soluble heavy metals is affective. According to the statistical analysis, two irrigation factors with sewage and geochemistry of the study area were identified as essential factors on the increasing amount of heavy metals.
    Keywords: Soil pollution, heavy metals, Urban Wastewater, Harsin
  • Vahid Adabi, Asghar Azizian, Hadi Ramezani Etedali *, Abbas Kaviani, Behnam Ababaei Pages 1565-1579

    Application of crop models is essential for numerous purposes including prediction of crop yield and water requirement, evaluation of the impact of climate change, drought and irrigation and agronomic management on crop growth and development. One challenge with the application of these models is the large number of input parameters. Measurement of input parameters can be time-consuming, costly and sometimes practically impossible and they are usually estimated using calibration and inverse modelling. Sensitivity Analysis is a procedure during which the impact of input parameters on target output variables is investigated. During model calibration, sensitive parameters must be measured or estimated with higher accuracy. Analysis of the sensitivity of closed-source models is not as straightforward as it is with open- source models. In this research, the impact of 47 crop parameters on five output variables of AquaCrop, a closed-source crop model, namely soil evaporation, crop transpiration, evapotranspiration, biomass at harvest and grain yield, were studied for wheat and maize in Qazvin Plain and Moghan Pars-Abad in Iran. The sensitivity of the selected parameters was evaluated with the relative Nash–Sutcliffe Efficiency Index. Increase in canopy cover, degree-days from sowing to maturity, degree-days from sowing to start of senescence and maximum canopy cover in fraction of soil cover were identified as sensitive parameters for both crops. Therefore, accurate determination of crop growth stages, in calendar days or degree-days, which are easier to measure than most of the other parameters, is of greater importance. In Qazvin and for all output variables, around half of the selected parameters were ineffective and considered unimportant during calibration. Despite that the methods of local SA are computationally and conceptually simpler than the methods of global SA, the results showed that this method could lead to similar outcomes to previous studies in which global methods were used.

    Keywords: AquaCrop, Sensitivity analysis, Local Sensitivity, Grain yield, Biomass
  • Mohammad Shayannejad, Afsaneh Ebrahimi * Pages 1580-1588
    Darcy's law is valid for laminar flow and its application is not recommended for turbulent flow. The turbulent flow equations are derived based on hydrodynamics principals with introducing turbulence effects. The purpose of this research is to derive the relationship between discharge and hydraulic potential in radial flow in unconfined aquifers under steady state. The basis of the relationship is fractional derivative approach of the velocity flow related to the hydraulic gradient. The previous study data was used for the verification of the derived equation. The profile of the water level was computed and plotted for different porous media with non-Darcy flow in unconfined aquifer for different discharges based on the extracted equation and compared with the results of the Darcy's law. The results showed with increasing the discharge values the highest and lowest increament of water level were 10 and 1.48% related to Darcy flow respectively. These values for increasing of hydraulic conductivity were 19 and 9.8% respectively. Overall, the difference between the Darcy and non Darcy flow in water level estimation increased with increasing discharge and hydraulic conductivity as well as the increase of both parameters, which water level was higher in Darcy flow than non Darcy flow in all water profile profiles.
    Keywords: hydraulic, Non-Darcy flow, Porous media, unconfined aquifer
  • Atefeh Sadat Hoseyni *, Mohammad Givehchi, Jafar Jafari Asl Pages 1589-1600

    In this research, optimal design of trapezoidal labyrinth spillway has been investigated using Gray Wolf Optimization (GWO) algorithm with respect to hydraulic conditions. By choosing the assumed volume of spillway concrete as the objective function, after several running the model and trial & error, parameters of the algorithm such as iteration, number of wolves and the penalty coefficient were determined to be 1000, 30 and 〖10〗^11, respectively and by five times of testing, at the 996th iteration, the optimal response of objective function was achieved. The obtained value from the proposed algorithm was compared to the real value and also the results of the Cuckoo Search (CS) algorithm, Genetic Algorithm (GA) and Differential Evolution (DE) in previous studies. Using GWO algorithm for designing the considered dam's spillway, made reduction of 40.928% in amount of assumed concrete volume and increase the rate of discharge to 10.71% than to real value, which showed a better performance compared to above algorithms. Significant reduction of the consumed concrete volume in the proposed spillway by using GWO algorithm indicates ability and necessity of using this algorithm to solve optimization problems in the field of spillways.

    Keywords: Discharge coefficient, Hydraulic structures, Labyrinth Spillway, Metaheuristi Algorithm, optimization
  • Bijan Nazari, Mahdi Younesi * Pages 1601-1611

    In the localized irrigation method, determining the surface of the shading of trees is very important in estimating water requirement and water use management. In this study, it was used to estimate the shading area of satellite imagery processing. According to the results, the shading area of grape trees in real conditions 7.11% more than conventional values in the design of irrigation systems. The actual shading area in olive, pear and apple, peach and nectarine, cherry and sour cherry and walnut are also 7.35, 3.21, 3.28, 8.48 and 4.32% less than conventional values in local irrigation design. In irrigation schemes, the surface area of the shade of grapes and other trees are usually 50 and 70%, and the constant is considered, while the average level of shading for all trees is about 46%. Therefore, in most of the projects, estimation of shading area and water requirement is estimated. In reality, depending on factors such as garden type, age of tree, growth conditions and... The shading area is variable and is different from the estimated values. It needs to be adjusted in any system during operation, shading area with satellite imagery or other tools, measurement and irrigation plan based on the updated estimation of water requirement.

    Keywords: Shading Area, Drip Irrigation, Water requirement, Remote Sensing, Irrigation management
  • Bahram Bakhtiari * Pages 1612-1622
    Probable maximum precipitation (PMP) is one of the most important components for water resources management. In this study, 24-hour probable maximum precipitation (PMP24) was estimated and compared with Hershfield standard and modified and physical approaches in Bushehr province. Among the weather stations of Bushehr province, seven synoptic stations were selected. The data used to include 24-hour precipitation, dew point temperature, wind speed, station pressure, and sea-level pressure during 1968-2018 years. The results showed that in the Hershfield standard, the frequency factor and the PMP24 values in the studied stations were estimated in the range of 16.2-17.9 and 433.5-880.6 mm, respectively. Similarly, in the Hershfield modified, these values were estimated in the studied stations in the range of 2.39-44.64 and 103.61-23.4 mm, respectively. The regional PMP24 values for both the Hershfield standard and modified methods and physical approaches were estimated 660.5, 181.4, and 139.9 mm, respectively. In general, considering the physical characteristics of the air mass in the physical approach, the use of this approach is proposed to reduce uncertainty. If the Hershfield standard method is used, the design and construction costs increase unnecessarily.
    Keywords: Extreme precipitation, Hershfield method, Synoptic approach, Widespread storms
  • Abolfath Moradi *, Abdolhosein Ziaeian Pages 1623-1637
    Reference crop evapotranspiration (ETo) is an important parameter for determining crop water requirements in the FAO method, and hence, its accurate estimation is of crucial importance in optimizing crop water use and water resources management. In this research where conducted in Haji Abad region of Hormozgan province for four years, weekly evapotranspiration from grass as a reference crop was measured using a drainable lysimeter. The ETo was also estimated using eleven models including FAO Radiation, Evaporation Pan, Blaney-Criddle, Penman and Penman-Monteith and Papadakis, Ivanov, Jensen-Haise, Hargreavse-Samani, Tork, and Makking models. The estimated ETo values from different models were compared with the data measured from lysimeter using linear regression, root mean square error, mean bias error, index of agreement and variance of the distribution of differences. Results showed that FAO Penman, Ivanov, Papadakis and Jensen-Haise models overestimated ETo, but the FAO evaporation pan, Hargreaves-Samani, Turk and Making models underestimated it. The results also indicated that the FAO Blaney-Criddle and FAO Penman-Monteith models had respectively higher accordance and homogeneity with the real data measured from lysimeter and can predict ETo with higher accuracy than other tested models. Therefore, these models are recommended, respectively, as the most appropriate models to estimate ETo in Haji Abad region and the areas having the same climate.
    Keywords: Lysimeter, evapotranspiration, Reference crop, evapotranspiration models
  • Adele Alijanpour Shalmani *, Ali Reza Vaezi, Mahmoudreza Tabatabaei Pages 1638-1650

    Knowledge of the exact amount of daily suspended sediment loads can be used to identify the erosion and sedimentation status of the watersheds. In this research, intelligent artificial neural network and Gene Expression Programming was models used to estimate the daily suspended sediment load. Also, due to the importance of the watershed response to the input variables of the models, in addition to the flow discharge variable, the dynamic precipitation variable was also selected for entering the models due to its influential role in creating erosion and sediment production. The results of this study showed that all the models that used the precipitation variable along with the flow discharge had higher NSE and R2 statistic and lower RMSE and MAE statistics compared to the models that only the flow discharge variable to estimate the suspended sediment load. Also, GEP model with input variable combinations including instantaneous flow, average, average daily flow discharge with a delay time of three days, average daily precipitation and average daily precipitation with a delay time of three days, the most efficient model for estimating the daily suspended sediment load with the highest amount of statistics NSE was 0.90 and R2 was 0.92 and the lowest value of RMSE was 2282.42 (ton/day) and MAE was 750.38 (ton/day) compared to artificial neural network models. In general, the results of this research showed that the flow discharge variable, alone could not properly explain the variance of river sediment. Using precipitation variable as input variable to intelligent models played a significant role in increasing the precision of estimation of suspended sediment load and using precipitation variables In addition to the flow discharge variable, during the modeling process, the efficiency of the models was increased.

    Keywords: Artificial Neural Network, Gene expression programming, Self-Organizing map, Precipitation
  • Milad Khajeh Mozaffari, Mohammad Abdolhosseini *, Ghorban Ghorbani Nasrabad, Mohammad Reza Farzaneh Pages 1651-1660
    Considering the importance of cotton in crop rotation and the decreasing trend of its cultivation area in recent years, it is necessary to use efficient and optimized methods to increase the cultivation area and the amount of production of this strategic crop and to reduce its production costs. One of these methods is the delayed cotton cultivation of premature cultivars in the form of transplanting. Considering the important role of time management and irrigation in cotton cultivation, it is necessary to determine the optimal amount of water consumed by this plant in the delayed cultivation method. This research was carried out in a split plot design by randomized complete block design with three replications. Irrigation interval treatments (including irrigation after 70, 105 and 140 mm cumulative evaporation from the evaporation pan) as main plots and different irrigation water amounts (including 50, 75, 100 and 125% of evaporated water from the pan) as subplots were considered. The results showed that the treatment of irrigation after 105 mm evaporation from the pan had the highest yield, bolting percentage, water use efficiency and lint content, and yielded higher yields of 11 and 40% than 70 and 140 mm treatments, respectively. While 100% water treatment with 2016 kg/ha had the highest yield among irrigation depth treatments, the difference between treatments with 50 and 125% was not significant in 5% level in Duncan test. On the other hand, with increasing water depth, water use efficiency decreased, in such a way that 50% water treatment had the highest water use efficiency. Finally, according to the evaluation results of performance, yield components, and water use efficiency, the best treatment was irrigating after 105 mm evaporation from the pan with depth of 50%.
    Keywords: cotton, Delayed Plantings, Transplanting method, Yield, Water Use Efficiency
  • Ali Dehghani, Somayeh Amirtaimoori *, Mohammad Reza Zare Mehrjerdi Pages 1661-1671

    Water is one of the factors limiting the development of the countryʼs agricultural economy and the appropriate way of allocating this input among different activities of agriculture is one of the main goals of agricultural sector policy makers in order to improve its efficiency and effectiveness. The water economic productivity of crops can be considered as an appropriate measure to identify the appropriate water allocation policy for each region.Therefore, the purpose of this study was to investigate the effects of policies on increasing the price of irrigation water (through increased extraction costs) and reducing available water (through blocking unauthorized wells and installing the meter on agricultural wells) on the water economic productivity index of the main crops of the Shahdad county located in Kerman city.The data and statistics were collected using random sampling and distribution of questionnaires among 106 farmers in Shahdad county. To investigate the effects of water management policies, the PMP model and the NPBD index for calculating the water economic productivity of agricultural crop was used. The results of calculating the NPBD index showed that among the selected crops, garlic crop with 10,025 Rials per cubic meter has the most economic water productivity. Also, the policy of reducing water availability had the least effect on the economic water productivity index of garlic product, by 18.64%. In addition, the mentioned policy, imposes the least economic losses on farmers in the region. It is suggested that before applying the policies of increasing the price of irrigation water and reducing available water consider the effects and consequences of these policies on the water productivity of crops in the region.

    Keywords: Irrigation water, Kerman, Positive Mathematical Programming, Shahdad County, Water productivity
  • Jalil Kermannezhad, Elham Ghanbariadivi *, Hojat Alah Yonesi Pages 1672-1686

    Momentum exchange and tensions at the main channel–flood plain interface in a compound channel will losses the energy flow, reduce conveyance and makes error in estimating the water surface profile, flood routing and sediment and pollutant transport. So, determining the kinetic energy correction coefficients (α or Coriolis coefficient) and momentum coefficients (B or Boussinesq coefficient) is very important in estimating kinetic energy loss and momentum exchange. In this study, using FCF (Flood Channel Facility) channel data, the effects of floodplain width (4.1, 2.25 and 0.75 m), main channel bank slop (0:1, 1:1 and 2:1) and asymmetric cross section on the coefficients α and B are investigated. According to the results, with increasing floodplain width, the maximum values of α and B increased, so that the values of α and B in the floodplain with the highest width are 1.36 and 1.13 times the values of α and B in the floodplain with the lowest width respectively. Of course, the effect of increasing the main channel bank slope on the values of these coefficients can be discarded. Because with increasing slope from 2:1 to 0:1, the maximum coefficients α and B were 1.015 and 1.01 respectively. The maximum values of the coefficient α in the asymmetric channel are always less than symmetric channels (with less or more total width in the floodplain). The maximum value of the B coefficient in the asymmetric channel is lower than the symmetrical channels with wider floodplain, and it is higher than the symmetrical channels with narrower floodplain. Also, using the CES (Conveyance Estimation System) software, the coefficients a, b and discharge are estimated and compared with actual FCF channel data. The results show that the high performance of the CES in determining the hydraulic parameters of flow in symmetric and asymmetric composite sections

    Keywords: Compound channel, CES, floodplain, Kinetic energy correction coefficients, momentum correction coefficients
  • Saber Jamali, Morteza Goldani *, Seyedeh Mahbubeh Zeynodin Pages 1687-1697
    The objective of this work was to evaluate the effects of periodic water stress on yield and yield components of Quinoa in the experimental research under greenhouse conditions. This research was conducted to study the effect of water stress on yield and yield components of Quinoa in the experimental research greenhouse of the Ferdowsi University of Mashhad during 2018-19. NQRC cultivar of Quinoa was planted and experimental design was completely randomized with five treatments and four replications. Treatments were full irrigation in all growth stages, water stress in a vegetative stage, water stress in flowering stages, water stress in the grain filling stage and deficit irrigation in all growth stage treatment with supplemental irrigation in time of planting. Results showed that the effect of periodic water stress on leaf number, leaf panicle, panicle length, stem diameter, plant height, SPAD index, 1000 kernel weight, grain yield, and water productivity were highly significant (P>0.01), but different irrigation regimes on branches number and panicle width were significant at 5 % levels. Results showed that the highest 1000 kernel weight (3.99 g), grain yield (21.2 g) and plant height (67.9 cm) were in full irrigation in all growth stage treatment and the highest water productivity (2.14 kg/m3) was in deficit irrigation in all growth stage treatment. With 50% reduction of water in vegetative stage, flowering stage, grain filling staged and deficit irrigation in all growth stage compared to full irrigation in all growth stage treatment, 1000 kernel weights were decreased by 19.0, 9.0, 4.5, and 26.6 % and Grain yield was decreased by 19.3, 11.8, 7.5 and 21.2% respectively.
    Keywords: Irrigation Regimes, Quinoa, Flowering Stage, Grain filling stage, Vegetative Stage
  • Hamid Enayati *, Abbasali Ghezelsoofloo, Farhad Khamchin Moghadam Pages 1698-1708
    Iran is faced with limited freshwater resources and, on the other hand, is facing increasing demand for water for various uses. One of the most important challenges in planning water resources is the determination of the environmental flow in the rivers. The environmental flow describes the time, quality, and amount of flow needed to maintain the aquatic ecosystem. Protected rivers are widely protected with a high conservation value, aimed at preserving and restoring plant habitats. Protected areas are suitable environments for conducting educational and environmental studies. Protected River Kashafrood is part of the Qara-e-Ghom basin of Iran located in the northeast of the country and in the north of Khorasan Razavi province. The basin has 15650 km of area. To maintain ecosystems in this area, it is essential to determine the minimum environmental flow. Today, various methods for estimating the environmental flow of the river are presented in the world, which hydrological approaches are the most widely used ones. In this paper, the environmental flow of the Kashafrood Protected River is estimated on the basis of the 39-year statistical period in the Olang Asadi station using hydrostatic methods of Tessman and Transmission curve continuity flow (Smakhtin). The required flows were obtained and then, using SWOT analysis, according to the internal and external characteristics of each method, the most suitable approach for determining the environmental flow of Kashafrood River was presented. The minimum environmental flow in the Tessman method was 1. 57 and in Smakhtin method, the continuity curve was 1.85. Using the SWOT analysis, internal and external evaluation matrices of the internal and external assessment matrix were used to convey the continuity curve of 3.64 and 3.53, which was selected as the appropriate method in comparison to the method.
    Keywords: hydrological methods, Environmental flow, Kashafrood, SWOT Analysis
  • Nazanin Najibzade, Koroush Qaderi *, Mohmmad Mehdi Ahmadi Pages 1709-1720

    Rainfall-runoff modeling is an important and complex aspect in most water resource management and planning projects. In this study, Perespetron multi-layered artificial neural network (MLP), Radial basis function Neural Network (RBF), and support vector machine regression with linear kernel functions (SVR linear) were used to develop some models in SPSS to simulate Rainfall-runoff process in subarea of Safaroud dam, located in Halil Rood watershed. To do so, hydrometric data of Hanjan station and rainfall data of Hanjan, Rabor, Cheshme Aroos, and Meidan stations, located in the studied area, were used. 70% of the data were used as training data and 30% were used as test data. After calculating the partial correlation coefficients of the rainfall and discharge, six different patterns were used to model the daily rainfall of Hanjan station. In the best pattern of the test level, for SVR Linear 5 model, Mean Absolute error (MAE), Root Mean Squared Error (RMSE) and correlation coefficient (r) were equal to 0.032, 0.229, and 0.967, respectively. The results proved the efficient performance of MLP and SVR Linear in Rainfall-runoff modeling in the studied area.

    Keywords: Rainfall-Runoff, Support vector regression, Safaroud Dam, Artificial Neural Network
  • Niazali Ebrahimipak *, Arash Tafteh, Safoora Asadi Kapourchal, Aslan Egdernezhad Pages 1721-1732
    Water use in field is expressed as evapotranspiration (ET). If the water requirement of the plant is not provided, the rate of plant evapotranspiration is less than potential evapotranspiration and water stress occurs and plant yield decreases. In order to prevent the loss of plant yield, limited water resources should be optimized based on the inevitable needs of the plant. One of the methods for optimal use of water in the agricultural sector is to increase the efficiency and use of water in the production of agricultural products such as potatoes through the production functions and the relative relation of yield and water consumption. The objective of this study was to evaluate the production functions has been modified by Rase (2004) and Tafteh et al. (2013) for estimating potato yield under deficit irrigation conditions. For this purpose, an experiment was conducted in a randomized complete block design with five treatments and three replications for two years of cultivation and total of 30 treatments at Shahrekord Agricultural Research Center. Irrigation treatments were in five levels of full irrigation (E0), 85% (E1), 70% (E2), 55% (E3) and 30% (E4) of actual evapotranspiration of potato from drainage lysymeter, at different stages of plant growth Includes seed stage and vegetative growth (T1), full growth stage (T2), and stage of ripening of the tubers (T3). The results showed that the highest water requirement was 814 mm and was related to T16 treatment with a maximum yield of 42500 kg/ha and the minimum water consumption was 512 mm and was related to T15 treatment with a yield of 24600 kg/ha. After estimating the product yield using Reese (2004) and tafteh et al (2013) methods, the performance of these two functions was compared with the measured yield on the field. In the first method, the RMSE, NRMSE values were 7113 and 0.19, and in the second method, the values of these statistics were 6830 and 0.18, respectively. Both methods were overestimated based on MBE index and Tafteh et al. (2013) method with FAO coefficients had the lowest MBE. Therefore, using this method, the values of the sensitivity coefficient were calibrated and finally the yield response factor were obtained based on Tafteh et al function for 4 phases of the FAO standard (initial, development, middle and final) 0.29, 1.12, 0.95 and 0.46 respectively.
    Keywords: evapotranspiration, Production Function, Yield Response Factor
  • Ahmad Asgari, Abdullah Darzi Naftchali *, Mahdi Nadi, Seyed Farhad Saberali Pages 1733-1742

    In Mazandaran Province the performance of different drainage systems is essential for Canola cultivation as a second crop in paddies. For this purpose an experiment was conducted in Sari agricultural Sciences and Natural Resources University as base, in 2017-2018 cropping season. In different canola growth stage intervals, eight sampling were established under randomized complete block design with three replications in subsurface drainage systems and surface (Control) in order to determinate leaf area (LA), leaf area index (LAI), numbers of leaves (SLN) and leaf dry weight (LDW). Then Statistical analysis was carried for study of drainage depth and space on the mentioned growth index and mathematical relationship between leaf area and its dry weight with the evaluation of linear and nonlinear regression models was determined in different drainage systems. Maximum of LA in all treatments occurred about 90 day after planting. Mathematical relations between LA and LDW were described by linear and power model is suitable as a correlation coefficient was 0.98. Among the mathematical functions, reverse polynomial functions with degrees 4 and 5, logarithmic equations and inverse logarithmic equations with degrees 3, 4, and 5 showed better results than other mathematical functions The relations obtained in this experiment can be used in simulation models of winter canola growth under water table control conditions.

    Keywords: drainage depth, space, Growth indices, regression models, Water Table
  • Mohammad Salarian, Kamran Davary *, Amin Alizadeh, Mohammad Lagzian, Mohammad Fazeli Pages 1743-1760

    Actor’s collaboration in strategic water management activities, decision making and decision aiding are integral principles of sustainable development. Lack of cooperation and ignorance of the actors about their actions and failure to put them in the decision-making position will lead to their feeling of lack of belonging to the future fate of the water and their inevitable consequence will be their inability to conserve water resources. Therefore, the importance of actor collaboration in water management decisions can be emphasized. If the collaboration implement, help to prevent future water scarcity. The purpose of this study was to establish consensus on optimal water management in Kashafrood catchment. In this research, after identifying and analyzing key and effective actors, identifying the status quo and formulating strategies, the landscape of the catchment will be explained in a horizon that will have a stable equilibrium in water resources and consumption. Below this perspective, 19 basic strategies and 63 macro policies formulated. Due to the multitude of policies formulated, roadmap tools were used to facilitate the outlook. The main components of the roadmap in this study are: reforming the structure of executive management, promoting water culture and community empowerment, reforming and enhancing economic, financial and technical policies, enhancing skills, upgrading systems data, processing and analyzing them, and amending laws and regulations. The most effective way to implement formulated policies is to collaborate in decision aiding sessions and raise their awareness. Collaboration meetings will not be able to solve the water management problems of this basin without creating a common understanding between managers and water users.

    Keywords: Kashfrood, consensus, collaboration, Road Map, Actors
  • Ghazaleh Shamshiri *, Ali Shabani, Ali Reza Sepasian, Abolfazl Azizan, Ali Reza Sepaskhah Pages 1762-1773

    Scarcity of irrigation water and reduction of its quality are the most important reasons in reducing the growth and yield of agricultural products in arid and semi-arid regions. Optimization of the water use and proper management of saline water is a way to increase water use efficiency. In this research, sugar beet production function was obtained based on the amount and salinity of irrigation water. Then, the needed equations for determining the optimum irrigation water depth when the price of sugar beet is variable and dependant on its quality (sugar content rate) is determined. For salinity of 0 ds/m and based on current prices of water and crop, optimum amounts of water were 1.87, 1.77 and 1.52 m to obtain the maximum yield and maximum profit under limited land and limited water conditions, respectively. The amount of water saving under water limiting conditions were 18.7 %, respectively, and the cultivation area increased by 20%, respectively.

    Keywords: Deficit irrigation analysis, land limiting, Saline Water, water limiting
  • Nafiseh Aghababaei * Pages 1774-1782
    Approximately, seventy percent of the water used in the world, including all the water diverted from rivers and pumped from underground is used for agricultural irrigation. Use of treated wastewater for irrigation is considered as an important alternative water source in the new water management strategy of the countries facing severe deficiency of water resources. The aim of this study is to examine the possibility of using the wastewater of Tafreshʼs municipal sewage treatment plant for agriculture irrigation. This research is a descriptive-cross sectional study. For this purpose, some of the physical, chemical, and microbial parameters regarding the wastewater quality of Tafreshʼs municipal sewage treatment plant between April and September 2017 were measured on a monthly basis, then compared with the standards of Iranian Environmental Protection Organization, Environmental Protection Agency (EPA), World Health Organization (WHO) and World Food and Agricultural Organization (FAO), and analyzed by Excel software. Results showed that the average residual concentration in wastewater effluent for COD, BOD, DO, TSS, lead, copper, cadmium in mg/L and pH were 35.08, 17.56, 0.92, 25.40, 0.038, 0.017, 0.003 and 7.60, respectively. The total average of removal efficiency for COD, BOD5 and TSS were calculated as 90.13, 92.28 and 89.49%, respectively. Values of microbial parameters were total coliform 194.16, fecal coliform 897.50, manufacturer part number (MPN)/100 ml. The results showed that the mean values of the quality parameters of the studied output wastewater of municipal sewage treatment plant in the city of Tafresh were in the standard range for the uses of agriculture and irrigation.
    Keywords: Wastewater Reuse, Sewage treatment plant, Tafresh, Agriculture use
  • Seyed Fazel Fazeli Kakhki, Mortoza Goldani, Mohammad Jolaini * Pages 1783-1793

    In order to investigate the effect of low irrigation on some morph physiological and qualitative characteristics of Kochia plant, an experiment was carried out in split plot arrangement base on randomized complete block design with three replications in farm of Ferdowsi University of Mashhad, during of 2017. The main plots consisted of three levels of irrigation (50, 65 and 80% water requirement plant: WRP) and sub plots was two Koshia ecotype (Sabzevar and Boroujerd). The results showed that with decreasing irrigation water to 65 and 50% of PWR, the plant height reduction was about 15 and 26%, and the green area index was also declined about 25 and 38% in compare of irrigation in 80% of PWR.The highest fresh (27.9 t/ha) and dry (11.3 t/ha) forages weight were obtained from irrigation on 80% WRP treatment. Sabzevar ecotype was produced about 5.24 (t/ha) in fresh and 4.10 (t/ha)in dry forages more than another Koshiaecotype. The lowest amount of relative water content (70.5%) and maximum electrolyte leakage (54.2%) were observed from 50% WRP. The highest percentage of crude protein (13.2%) was recorded in irrigation with 65% WRP, the highest amount of NDF and ADF were obtained from irrigation on 80% WRP treatment and the lowest of them were recorded from 50% WRP, as 19.1% and 71.9%, respectively.Sabzevarecotype had more morphological traits (plant height, green area index, fresh and dry forage, relative water content) and forage nutritional value than Boroujerd ecotype. In both ecotypes, with reducing the amount of irrigation water lead toimproveforage nutritional value. The results of correlation coefficients showed that the forage yield had a significant positive correlation with plant height (r = 0.49 *) and green area index (r = 0.57 **).

    Keywords: ADF, Electrolyte leakage, NDF, Relative water content
  • Maryam Sadat Hajmirzaie, Hossein Ansari *, Majid Hasheminia, Majid Azizi Pages 1794-1805
    Peppermint is one of the medicinal and aromatic herbs that has many medicinal, nutritional, cosmetic and hygienic uses. One of its prominent properties is its antimicrobial properties. In order to evaluate the effect of organic fertilizer and different levels of irrigation on the growth stages of peppermint, a greenhouse experiment was conducted in a greenhouse research environment in Ferdowsi University of Mashhad in spring 1977 in a two-factorial completely randomized design with 3 replications. Peppermint pepper was done. Experimental treatments included irrigation treatments at 4 levels (50, 75, 100 and 120% of plant water requirement) and 4 levels of organic fertilizer (cow manure at 2 levels (5 and 10 t ha-1) and poultry manure at 2 levels (20 and 70 G / l) that were used at different stages of pepper plant growth. The results showed that the interaction of irrigation and fertilizer levels on morphological characteristics of peppermint such as plant height and stem diameter were not significant on leaf fresh weight, root fresh weight and root dry weight (at 0.01 level). It was very meaningful. It can be concluded that the highest amount of irrigation and cow and poultry manure increased leaf fresh weight and organic fertilizer had no effect on fresh and dry root weight. Interaction of irrigation and fertilizer levels on physiological characteristics of peppermint such as stomatal conductance, leaf relative water content and electrolyte leakage were not significant and were highly significant at chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll at 0.01 level. The lowest irrigation and the highest amount of poultry manure increased chlorophyll a and the lowest irrigation and the lowest amount of organic fertilizer increased chlorophyll b and total chlorophyll and was significant at 0.05 level of leaf chlorophyll index (chlorophyll spd index). The lowest amount of irrigation and the highest amount of organic fertilizer increased leaf chlorophyll index. It can be concluded that peppermint was more sensitive to different levels of irrigation and fertilizer levels did not have a positive effect on peppermint yield and among organic fertilizers the effect of poultry manure was more than cow manure.
    Keywords: Drought stress, fertilization, Peppermint, stomatal conduction
  • Ehsan Nazari, Sina Besharat *, Kamran Zeinalzadeh, Adel Mohammadi Pages 1806-1809
    This study was conducted to measure water flow and root uptake under the soil in a 2 m × 2 m plot around an apple tree 15 years old under subsurface drip irrigation in Miandoab region and simulated by different scenarios in HYDRUS-2D software. The emitters were installed at a depth of 30 cm and a distance of 1 m from the trunk of tree. The soil water content was measured daily using a TDR device for 4 months. In order to calibrate of root water uptake equations, samples from root and soil were collected from different parts of root development zone. The results showed that the highest and lowest amount of root water uptake were 0.129 and 0.024 cm3.cm-3, respectively, that occurred in the coordinates (radial, deep), (60 cm, 50 cm) and (150 cm, 75 cm) from the tree trunk, respectively. Approximately 81% of root water uptake was at a depth of 0-50 cm. The amounts of RMSE (0.0141- 0.0193), showed that, the HYDRUS-2D software can have an appropriate estimate from soil water content in subsurface drip irrigation. Comparison of different scenarios simulated in HYDRUS-2D with the results of field measurements showed that by reducing the emitter discharge by 2 lit/h and increasing the irrigation duration (in the constant amount of water used), the root water uptake increased by 5.08% and deep penetration decreased by 2.18% compared to actual condition.
    Keywords: emitter, subsurface drip irrigation, Root uptake, HYDRUS-2D software
  • Shadi Rasouli *, Jalal Bazargan, Seyyed Mohammad Shoaei Pages 1820-1831

    The Evaluation of the quality of water resources using numerical models and qualitative indices has recently been considered by many researchers. In the present study, the thermal and qualitative stratification of the Golabar Dam reservoir, located in Zanjan, Iran, was investigated. In addition, the water quality was evaluated at different points of the reservoir at different times using the IRWQISC (Iran Water Quality Index) index. For this purpose, the 2-D CE-QUAL-W2 numerical model was used for the hydrodynamic as well as the dissolved oxygen and total dissolved solid simulation for the 1-year period of 2014 to 2015. The simulation results indicated a summer thermal stratification period from mid-March to mid-September. The water quality evaluation indicated a good water quality of the top layer of the reservoir during the six warm months of the year with an index of 75. On the other hand, the water quality of the sub-layer dropped from the good with an index of 75 to a rather bad class with an index of about 40/5. In addition, in the six cold months of the year, the water quality improved from the middle class with an index of 46 to the good class with an index of about 77. In general, the spatial and temporal study of the water quality of the dam reservoirs using different water quality indices such as IRWQISC can significantly help in determination of the water quality and providing management strategies for the verification of the water draw-off elevation, optimal water usage as well as providing solutions for improving the water quality in the reservoirs.

    Keywords: Golabar storage dam, IRWQISC qualitative index, Thermal stratification, CE-QUAL-W2 numerical model
  • Mokhtar Salehi Tabas *, Mostafa Yaghoobzadeh, Seyedreza Hashemi Pages 1832-1843
    The soil moisture estimation is essential for optimal water and soil resources management. Surface moisture is an important variable in nature's water cycle, which plays an important role in the global equilibrium of water and energy due to its impact on hydrological, ecological and meteorological processes. Therefore, in this study, soil moisture simulation in the upcoming period (2020-2039) was compared to the base period (1992-1992) from the Faroub maize farm located in Neishabour plain. The climate data was estimated using six GCM models and two RCP4.5 and RCP8.5 release scenarios. The LARS-WG model was quantified using SWAP model. The results of the change in climate parameters showed that the minimum and maximum temperatures for AOGCM models in the upcoming period will increase compared to the base period, and in some models the future rainfall will decrease compared to the base period and the RCP8.5 scenario shows a higher increase compared to RCP4.5. Changes in soil moisture at a depth of 30 cm showed that the moisture content in the soil in the upcoming periods of 2020-2039 compared with the base period for each two-year period is negligible however, the RCP8.5 scenario shows lower moisture content than RCP4.5 scenario for the six AOGCM models. Estimated annual moisture values showed that in RCP4.5 scenarios at 30 cm depth of the IPSL model, the lowest moisture content and GISS-ES-R and GFDL models had the highest annual moisture content and for RCP8.5 at depths of 30 Centimeters GFDL Model and GISS-ES-R model have the lowest moisture content and the highest annual moisture content during the weeks after plant growth.
    Keywords: Climate change, soil moisture, Publishing scenarios, SWAP model
  • Parvin Zolfaghary, Mehdi Zakerinia *, H Kazemi Pages 1844-1857
    The beneficial use of unconventional water resources for sustainable agriculture, taking into account the environmental impacts and economic returns, is a multi-criteria decision-making process based on the value of each criterion. In this research, after collecting resources and extracting decision making criteria regarding the use of wastewater in agriculture, a hierarchical structure based on two technical-economical and environmental factors is prepared and using a hierarchical analysis in the GIS software environment, the feasibility of using wastewater for cultivation of 10 common crops was carried out in Golestan province. The irrigation water fairness, the techno-economical distance from the outlet of the treatment plant and the suitability of the land for cultivating are from the technical-economical sub-criteria And the quality of irrigation water, soil, plant and aquifer vulnerability are the environmental criteria of this structure. Also, some parameters such as slope, topography, land use, depth of soil and technical permissible distance were considered as limiting factors. The results of this feasibility study, which was carried out using data from Kurdokoy wastewater treatment plant, Despite the low utilization rate of all plants due to lack of utility parameters such as nitrate, microbial contamination and aquifer vulnerability, which had the highest sensitivity and relative weight, cotton and canola have the highest desirable yield of 10 common crops In the area covered by the wastewater plant.
    Keywords: Unconventional Water, Wastewater, Analytical Hierarchy, GIS
  • Kiyoumars Roushangar *, Samira Akhgar Pages 1858-1868

    Scour depth prediction downstream of control structures such as spillways and grade-control structures is one of the essential issues in the design of these structures. In the present study, the efficiency of the Gaussian Process Regression (GPR) method was evaluated to estimate the scour depth downstream of control structures. Various models were developed and the impacts of hydraulic parameters were evaluated. The results proved the high efficiency of the applied method in the research in estimating the scour depth compared to the semi-empirical equations. The best result for test series was obtained in the state of sharp crested weir with the values of CC=0.93, DC=0.90, RMSE=0.112 and MAE=0.079and in the inclined slope controlled with the values of CC=0.86, DC=0.81, RMSE=0.194 and MAE=.167. As well as, the sensitivity analysis results show that Fr1 and b/z parameters and Fr1 and Dp/h is the most important parameter affecting the scour depth simulation downstream of sharp crested weir and inclined slope controlled respectively. In fact, variations in the scour depth are influenced by geometry and flow energy in the upstream of these structures. The comparison of semi-empirical and classical relations with the results of the applied method in the research showed that the results of the intelligent GPR method are more accurate and reliable than the classical relations. So that the root mean square error decreased more than 80%.

    Keywords: Scour, Sharp crested Weir, inclined slope controlled, GPR
  • Javad Alaei *, Mehdi Kouchakzadeh, Frood Sharifi Pages 1869-1878
    This study was carried out in order to investigate and determine the water requirement and irrigation scheduling in the Vardij district of Tehran province. In order to calculate the reference evapotranspiration, the FAO Penman-Monteith equation was utilized and WUCOLS III method was recruited to vegetation coefficient. The climate data of Chitgar Station (from 2008 to 2017) was used to calculate the reference evapotranspiration and effective rainfall. The results showed that effective rainfall in the studied area was not sufficient to provide the required water for the plant and there is a need for additional irrigation during the growing season. The highest amount (i.e. 41.57 mm) of evapotranspiration of Elaeagnus angustifolia L. was observed in July and the lowest amount of evapotranspiration in January (i.e. 6.65 mm) was measured. The total amount of evapotranspiration was 266.31 mm. The irrigation with a amount of 12.28 mm begins from May 22 and ends on Octobre 7 with a value of 10.23 mm. The maximum amount of required irrigation (i.e. 20.23 m) was applied from July 7 to july 22 and the lowest amount of required irrigation (i.e. 10.23 mm) applied from Octoble 7 to Octoble 22.
    Keywords: Effective Rainfall, Reference Evapotranspiration, Tehran, Landscape coefficient, FAO Penman-Monteith
  • Mojgan Ahmadi, Abbas Kaviani *, Peyman Daneshkar Arasteh, Zohreh Faraji Pages 1879-1896
    Precipitation is one of the most important factors used in estimating many hydrological parameters at the level of the catchment area. Due to the importance of precipitation data in various sciences and the absence of a large and adequate rainfall network, it is necessary to estimate precipitation data in some way. One way to estimate precipitation is to use satellite data.In this study, precipitation data of GPCC, GPCP, CMAP and NCEP-NCAR models with station data in Alborz, Qazvin, Zanjan, Kurdistan and Hamedan provinces were investigated. The results showed that GPCP, GPCC, CMAP and NCEP-NCAR had good results in these regions and among them GPCP and GPCC produced better results. In evaluating GPCP with the weighted average of stations in the study area in pixel 3 in 2003 Explanation Coefficient (R2), Model Efficiency Coefficient (EF), Averaged Error Error (MBE), Absolute Mean Error (MAE) and Root Mean Square Error (RAD) RMSE) were 0.96, 0.94, 3.13, 5.30 and 6.58 mm / month, respectively.
    Keywords: Precipitation, Remote Sensing, statistical tests, Diagnosis
  • Parisa Shahinrokhsar, Amin Alizadeh *, Hossein Ansari, Mohammad Ghorbani Pages 1897-1909

    One of the most reliable methods for assessing the effects of climate change is the use of climate variables simulated by general atmospheric circulation (GCM) models, but these simulations have uncertainties. Avoiding the uncertainties associated with climate change in research will reduce the credibility of the results and result in unrealistic and unrealistic results. In this study, the data of temperature, precipitation and radiation simulated by 5 models HADCM3, NCCCSM, NCCCSM, INCM3, GFCM21 and MPEH5 at the Synoptic Station of Rasht based on A1B, A2 and B1 emission scenarios were statistically analyzed. Also, the uncertainty of each of the general atmospheric circulation models and diffusion scenarios was investigated by weighting method. The results of the test of the calculated statistics for each model were presented individually. The INCM3 model in the A1B scenario for simulating rainfall, the NCCCSM model in the A1B scenario for radiation simulation and GFCM21 under B1 scenario for simulating minimum temperature and HADCM3 model in the A1B scenario for maximum temperature simulation. The results of ensemble performance of the models also showed that in the future planning, the group composition of the models can be simulated with less uncertainty and more accurately the climatic parameters. In order to select the best scenario based on the group implementation of the models, the best match is the simulated rainfall data with real data based on B1 scenario, for A1B scenario data and minimum and maximum temperature based on scenario B1.

    Keywords: Climate change, Emission scenarios, Statistical Measurement, Verification