فهرست مطالب

  • سال بیست و سوم شماره 4 (پیاپی 90، زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/11/12
  • تعداد عناوین: 30
|
  • ملیحه السادات مدنیان*، علیرضا سفیانیان، سعید سلطانی کوپائی، سعید پورمنافی، مهدی مومنی صفحات 1-12

    دمای سطح زمین (LST) یکی از مهم ترین منابع اطلاعاتی در مطالعه فرایندهایی نظیر تبخیر و تعرق، توسعه شاخص های متعدد، مدل سازی دمای هوا و نیز تغییر اقلیم محسوب می شود. داده های ماهواره ای امکان اندازه گیری LST را در کل جهان با قدرت تفکیک زمانی و مکانی بالا میسر کرده اند. لندست 8 با برخورداری از دو باند حرارتی امکان محاسبه LST با استفاده از روش پنجره مجزا را فراهم می کند. هدف اصلی این مطالعه، بررسی الگوی دمایی بخش مرکزی استان اصفهان و ارتباط آن با طبقات مختلف پوشش و کاربری اراضی بود که بدین منظور از الگوریتم پنجره مجزا استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشترین دمای سطح یعنی 9/50 درجه سانتی گراد به کلاس "سایر اراضی" که عمدتا خاک بایر و فاقد پوشش گیاهی متراکم بوده، اختصاص داشته است. سطوح نفوذناپذیر موجود در منطقه که دربرگیرنده مناطق مسکونی، جاده ها و صنایع است با دمای سطح 45 درجه سانتی گراد جزء نقاط داغ محسوب می شوند. کمترین LST به محیط های آبی و پس از آن به پوشش گیاهی با دمای 3/42 درجه سانتی گراد مربوط بوده است. همبستگی بین LST حاصل از لندست و دمای هوا 63/0 محاسبه شد.

    کلیدواژگان: دمای سطح زمین، الگوریتم پنجره مجزا، لندست 8، بخش مرکزی استان اصفهان
  • زهرا شیرخدایی، فیاض آقایاری*، حسین حسن پور درویشی صفحات 13-27

    وجود فناوری های جدید همچون سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) می تواند کمک موثری در استفاده بهینه از آب آبیاری را فراهم کند. بنابراین بهره برداری از این منابع به شکل مطلوب، موثر و کارا به منظور تضمین توسعه پایدار، یکی از مهم ترین موضوعات مطرح شده در دنیای امروز است. این پژوهش به منظور ارزیابی شاخص کارایی مصرف آب پتانسیل در مقیاس دشت و با استفاده از داده های نیاز آبی، سطح زیر کشت، عملکرد و تعیین مزیت نسبی کشت محصولات گندم و جو به تفکیک دشت در استان های تهران، البرز، قم، قزوین و زنجان با استفاده از قابلیت سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) انجام شد. آمار عملکرد محصولات گندم و جو با روش میانگین وزنی در نرم افزار ArcGIS به عملکرد در دشت های محدوده مطالعاتی تبدیل شد. برای محاسبه شاخص کارایی پتانسیل و واقعی مصرف آب از نرم افزار بهینه سازی و برنامه ریزی مصرف آب کشاورزی (OPTIWAT) به منظور محاسبه نیاز خالص آبیاری و راندمان آبیاری فعلی دشت ها و همچنین از میزان عملکرد محصولات گندم و جو به تفکیک دشت ها استفاده شد. پهنه بندی شاخص های کارایی مصرف آب نیز با استفاده از نرم افزار ArcGIS و با روش Kriging انجام شد. نتایج پهنه بندی نشان دهنده برتری نسبی کشت محصولات در قسمت های غربی و شمال غربی استان تهران، جنوب و جنوب غربی استان البرز، نواحی جنوب غربی، شمال غربی و مرکزی استان قزوین، مناطق مرکزی استان قم و همچنین نواحی شمالی و جنوبی استان زنجان نسبت به سایر مناطق است. متوسط شاخص کارایی مصرف آب پتانسیل و واقعی گیاه گندم در کل محدوده مطالعاتی استان ها به ترتیب برابر 43/1 و 58/0 کیلوگرم بر متر مکعب و برای گیاه جو به ترتیب برابر 62/1 و 65/0 کیلوگرم بر متر مکعب است.

    کلیدواژگان: گندم، جو، نیاز آبی، سیستم اطلاعات جغرافیایی، پهنه بندی
  • سیدعلی بنی شعیب، امین بردبار، امیرعباس کمان بدست*، علیرضا مسجدی، محمد حیدرنژاد صفحات 29-41

    ترکیب سرریز زیگزاگی با سرریز پلکانی یک ترکیب خوبی از سرریزها برای تخلیه سیلاب از مخازن سدها است. زیرا از یک طرف، سرریز زیگزاگی ظرفیت تخلیه سیلاب را افزایش می دهد و از طرف دیگر، سرریز پلکانی باعث افزایش افت انرژی در پایین دست سرریز می شود. در ادامه به ترکیب این دو سازه و تغییر ابعاد آنها برای بیشتر کردن استهلاک انرژی آب پرداخته شده است. به منظور بررسی آزمایشگاهی این پژوهش، از یک فلوم با قوس 90 درجه در دانشگاه آزاد واحد اهواز استفاده شد و با انتخاب مدل های زیگزاگی روی پله در سه شکل زیگزاگ، دو طول و سه عرض متفاوت زیگزاگ و پنج دبی، در مجموع 90 آزمایش انجام شد. پس از تحلیل نتایج مشخص شد که در ترکیب سرریز پلکانی با سرریز زیگزاگی از نظر شکل پله به ترتیب اشکال مثلثی، مستطیلی و ذوزنقه ای، شاهد کاهش افت انرژی هستیم. سرریزهای زیگزاگی دو سیکله دارای افت انرژی بیشتری نسبت به تک سیکله ها هستند که به دلیل افزایش طول خزش و استهلاک است. با افزایش yc/h 02/0 تا 032/0 شاهد افزایش افت انرژی هستیم ولی با افزایش (yc/h) از 032/0 به 057/0 روند عوض شده و شاهد کاهش افت انرژی هستیم که این پدیده به دلیل استغراق پله ها، کاهش زبری پله ها و افزایش شدت ورود هوا است که در استهلاک انرژی تاثیر می گذارد.

    کلیدواژگان: سرریز زیگزاگی، سرریز پلکانی، استهلاک انرژی، مدل فیزیکی
  • فریبا جعفری، حسین خادمی*، حسین شریعتمداری، شمس الله ایوبی صفحات 43-54

    پژوهش های گسترده ای در زمینه تولید کمپوست و ورمی کمپوست از کودهای دامی و بقایای آلی متفاوت و همچنین غنی سازی آنها با برخی کودهای شیمیایی و مواد اصلاحی گوناگون صورت گرفته است. لیکن تاکنون مطالعه ای روی غنی سازی کود دامی با کانی های رسی انجام نشده است. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات برخی از ویژگی های کود دامی غنی شده با کانی فلوگوپیت طی فرایند کمپوست شدن با کرم خاکی و بدون آن انجام شد. آزمایش با آرایش فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در ظروف پلاستیکی درب بسته در شرایط متوسط دمایی 5/27 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 5/42 درصد صورت گرفت. فاکتورهای این آزمایش عبارت بودند از: فاکتور اول سطوح مختلف کانی فلوگوپیت (صفر، 20 و 40 درصد وزنی)، فاکتور دوم حضور یا عدم حضور کرم خاکی ایزینیا فوتیدا و فاکتور سوم طول دوره زمانی (5/1، 3، 5/4 و 6 ماه). بعد از نمونه گیری از تیمارهای مختلف در زمان های مشخص مقدار کربن آلی، نیتروژن کل، پتاسیم، آهن و منیزیم کل و پتاسیم، آهن و منیزیم قابل استفاده اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در تمامی تیمارها با گذشت زمان میزان کربن آلی کاهش و میزان نیتروژن، پتاسیم، آهن و منیزیم کل و قابل استفاده افزایش یافت. همچنین نتایج حاکی از آن بود که درصد قابل توجهی از غلظت کل عناصر موجود در تیمارهای بدون فلوگوپیت به صورت قابل استفاده است اما در تیمارهای حاوی فلوگوپیت غلظت قابل استفاده عناصر با گذشت زمان به واسطه رهاسازی توسط کانی های رسی فلوگوپیت و تجزیه کود دامی با سرعت کمتری افزایش یافته است. در مجموع به نظر می رسد غنی سازی کود با فلوگوپیت تامین عناصر غذایی همچون پتاسیم، منیزیم و آهن را برای مدت طولانی تری نسبت به کمپوست های غنی نشده تضمین کند.

    کلیدواژگان: فلوگوپیت، کمپوست غنی شده، ورمی کمپوست غنی شده، ایزینیا فوتیدا
  • مهران ایرانپور مبارکه*، مانفرد کخ صفحات 55-67

    امروزه با افزایش روزافزون جمعیت در کشور ایران، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک و در نتیجه افزایش اهمیت کیفیت منابع آبی از جمله آب های زیرزمینی، آزمایش های میدانی و مدل سازی های بسیاری برای پیشرفت آلودگی آب های زیرزمینی به وسیله نرم افزارهای قدرتمند و به روز انجام شده است. اما در بیشتر مواقع تفاوت ملموسی بین داده های اندازه گیری شده در آزمایشگاه ها و داده های تولید شده با نرم افزارها وجود دارد که به همین دلیل، از اعتبار علمی و صحت سنجی نتایج پژوهش کاسته می شود. در این مطالعه، به منظور توجیه و تصحیح داده های مذکور، از اصل کالیبراسیون استفاده شده است که خطای آزمایش و مدل سازی را به حداقل برساند. هدف از انجام این پژوهش، صحت و اعتبارسنجی مدل SUTRA برای سناریوهای مختلف انتقال ماده محلول در یک نمونه تانک ماسه با ضریب هدایت هیدرولیکی ناهمگن به منظور ارزیابی پراکنده پذیری عرضی است. به این منظور ابتدا کدنویسی برای پیکربندی و کالیبراسیون مدل عددی SUTRA برای شبیه سازی سناریوهای مختلف انتقال ماده محلول در مخزن ماسه ای ناهمگن موجود در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه کاسل آلمان تا دستیابی به مقادیر قابل قبول انجام و سپس نتایج آن با مدل آزمایشگاهی مقایسه شد. به منظور صحت سنجی و اعتبارسنجی داده های حاصل از شبیه سازی با مدل SUTRA، پروفیل های غلظت مربوطه با نتایج مدل آزمایشگاهی مقایسه شد. نتایج حاصل از مدل های عددی و آزمایشگاهی، اثرات چگالی را از طریق پایین افتادگی مرکز هندسی ناحیه اختلاط برای غلظت های پایین نمکC0 = 250ppm  آشکار می سازد. همچنین نتایج نشان داد که عرض ناحیه اختلاط بین آب شور و شیرین به مقدار پراکنده پذیری طولی و به ویژه پراکنده پذیری عرضی بستگی دارد. با تحلیل نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی مشاهده شد که افزایش سرعت، باعث کاهش میزان پایین افتادگی و افزایش غلظت ورودی، باعث کاهش زمان مورد نیاز برای رسیدن به پایداری پراکندگی می شود.

    کلیدواژگان: انتقال ماده محلول، پراکنده پذیری عرضی، ناحیه اختلاط آب شور و شیرین، مدل SUTRA، کالیبراسیون، مخزن ماسه ای ناهمگن
  • لیدا پیری مقدم*، علیرضا واعظی صفحات 69-82

    کشتزارهای دیم واقع در مناطق شیبدار منبع عمده هدررفت آب، خاک و عناصر غذایی در مناطق خشک و نیمه خشک هستند. اطلاعات اندکی در مورد اثرات عملیات خاک ورزی بر فرسایش خاک، هدررفت عناصر غذایی و جذب آنها در کشتزارهای شیبدار در مناطق نیمه خشک وجود دارد. این پژوهش به منظور بررسی اثرات جهت خاک ورزی بر هدررفت آب و خاک، هدررفت نیتروژن و فسفر و میزان جذب آنها در گندم دیم انجام گرفت. آزمایشی در دو جهت خاک ورزی شامل خاک ورزی موازی شیب و خاک ورزی روی خطوط تراز با چهار تیمار کودی شامل شاهد، اوره، سوپرفسفات تریپل و اوره به همراه سوپرفسفات تریپل در کرت هایی با ابعاد 8×75/1 متر در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 94-1393 در کشتزارهای دیم شهرستان زنجان به اجرا درآمد. نتایج نشان داد که تفاوت معنی دار بین دو روش خاک ورزی از نظر هدررفت آب و خاک (001/0 < p) و هدررفت نیتروژن و جذب آن در دانه گندم (001/0 < p) وجود دارد، اما به لحاظ هدررفت فسفر و جذب آن در دانه، تفاوت معنی دار مشاهده نشد. هدررفت آب و خاک در کرت های تحت خاک ورزی موازی شیب به میزان 56/1 و 50/2 برابر بیشتر از خاک ورزی موازی خطوط تراز بود. هدررفت نیتروژن در کرت های تحت خاک ورزی موازی شیب به میزان 29/1 برابر بیشتر از کرت های تحت خاک ورزی روی خطوط تراز بود. هدررفت نیتروژن در کرت ها با افزایش هدررفت آب و خاک افزایش یافت به طوری که رابطه ای معنی دار بین هدررفت نیتروژن و هدررفت آب (55/0=2R) و هدررفت خاک (59/0=2R) مشاهده شد. به طور کلی این پژوهش نشان داد که جهت خاک ورزی نقشی مهم در هدررفت آب و خاک و درنتیجه هدررفت نیتروژن و جذب آن توسط گیاه در کشتزارهای دیم منطقه نیمه خشک دارد. به کارگیری روش خاک ورزی روی خطوط تراز اولین گام برای حفظ منابع آب و خاک و افزایش باروری خاک در این مناطق است.

    کلیدواژگان: جذب ماده غذایی، خاک ورزی، خط تراز، هدررفت آب، هدررفت خاک
  • اسماعیل شاکر*، سید محمود کاشفی پور، محمود شفاعی بجستان صفحات 83-98

    یکی از عوامل شکست خطوط لوله متقاطع با رودخانه‏ها که منجر به نفوذ سیال عبوری از لوله به درون رودخانه می‏شود، آبشستگی زیر آنها تحت تاثیر عبور جریان رودخانه است. پژوهشگران بسیاری تاکنون در خصوص مکانیزم آبشستگی زیر خط لوله تحت جریان یک سویه و توسعه آن مطالعه کرده‏اند اما تمامی این مطالعات در شرایط جریان ماندگار بوده است. درحالی که مطالعات صورت گرفته نشان دهنده اهمیت بررسی آبشستگی در زمان های سیلابی رودخانه و در شرایط جریان غیرماندگار است. به همین دلیل هدف از مطالعه حاضر، بررسی آبشستگی زیر خط لوله عبوری از بستر رودخانه در شرایط غیرماندگار است. برای این منظور برخی پارامترهای موثر بر هیدروگراف‏های در نظر گرفته شده، تغییر داده شد و نتایج آن با نتایج آزمایش‏های انجام شده در شرایط ماندگار مقایسه شد. از نتایج این پژوهش می‏توان به نسبت 34 تا 69 درصدی آبشستگی در شرایط غیرماندگار نسبت به شرایط ماندگار و همچنین افزایش 7 تا 22 درصدی عمق آبشستگی با افزایش دبی پیک هیدروگراف در شرایط آزمایش‏های ارایه شده در پژوهش اشاره کرد.

    کلیدواژگان: آبشستگی، جریان غیرماندگار، خط لوله عبوری عرضی، هیدروگراف
  • علی محمد قائمی نیا، محمدعلی حکیم زاده*، روح الله تقی زاده مهرجردی، فرهاد دهقانی صفحات 99-112

    یکی از دلایل شورشدن خاک، تجمع املاح در آن توسط عوامل انتقال دهنده آب و باد است. به منظور بررسی پدیده انتقال املاح به همراه گردوغبار در مناطق خشک شمال دشت یزد- اردکان، نمونه بردای صحرایی با استفاده از 32 رسوب گیر MDCO با پراکندگی یکنواخت در اراضی به وسعت 20000 هکتار طی چهار فصل سال 1396 انجام شد. با شست وشوی رسوب گیرها با یک لیتر آب مقطر در صحرا و انتقال نمونه ها به آزمایشگاه، برای بررسی کمی املاح گرد و غبار، علاوه بر اندازه گیری هدایت الکتریکی (ECw)، وزن کل مواد جامد محلول (TDS) نیز به شیوه دقیق تبخیر اندازه گیری شد، همچنین شکل و توزیع اندازه ذرات غبار با استفاده از دستگاه SEM بررسی شد. در بررسی کیفی املاح، کاتیون ها و آنیون های موثر در شوری شامل سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم، کلر، بی کربنات و سولفات اندازه گیری شد. نتایج نشان داد در مجموع 1/11 گرم بر مترمربع مواد قابل حل به همراه ذرات گردوغبار (28/13 درصد) در طی یک سال در رسوب گیرها فرونشسته است. ذرات به قطر 5 تا 10 میکرون بیشترین فراوانی را داشت. با توجه به همبستگی زیاد آنیون کلر با کاتیون سدیم در فصل های بهار، پاییز و زمستان و با توجه به همبستگی زیاد آنیون سولفات با کاتیون کلسیم در املاح گردوغبار فصل تابستان، به ترتیب سدیم کلراید و گچ فراوان ترین ترکیب موجود به همراه گردوغبار در این فصل ها پیش بینی می شود. با تعیین میزان درصد املاح در غبار ریزشی منطقه مشخص شد که اثر مقدار نمک فرونشسته از گردوغبار در کوتاه مدت جزیی و بی اهمیت است و پیش بینی می شود با فرض عدم تغییر میزان فرونشست، در طی 72 سال سبب ایجاد شوری ضعیف در توده خاک غیرشور تا عمق 10 سانتی متر شود. به طور کلی قابلیت املاح هوابرد در افزایش شوری خاک در منطقه مورد مطالعه در درازمدت خواهد بود. از این رو، بررسی سایر اثرات زیست محیطی این پدیده برای شناخت خطرات آن پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: گردوغبار شور، بیابان زایی، فرسایش بادی، مناطق خشک
  • بدیعه نوری، حمیده نوری، غلامرضا زهتابیان، امیرهوشنگ احسانی، حسن خسروی*، حسین آذرنیوند صفحات 113-127

    با توجه به تغییرات اقلیم و تاثیرات آن بر نیاز آبی گیاهان و منابع آبی به ویژه در مناطق گرم و خشک، براورد دقیق میزان تبخیر و تعرق به منظور مدیریت کشاورزی و آبیاری اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. در این پژوهش سعی شده است با شناخت وضعیت پوشش گیاهی در حاشیه مناطق بیابانی دشت ورامین به ویژه اراضی کشاورزی با کشت مختلط، میزان تبخیر و تعرق واقعی پوشش گیاهی و نیاز آبی آنها مشخص شود. این پژوهش به بررسی رابطه بالقوه میان تبخیر و تعرق پوشش گیاهی اراضی کشاورزی ناهمگن و شاخص پوشش گیاهی با استفاده از تکنیک سنجش از دور در اراضی کشاورزی دشت ورامین می پردازد. مجموعه تصاویر ماهواره ای لندست 7 در فصول متوالی سال های 2013 و 2014 برای تعیین میزان سبزینگی استفاده شد. به منظور پردازش تصاویر از جمله تصحیحات هندسی، تصحیحات اتمسفری و تهیه نقشه های NDVI، نرم افزار ENVI به کار گرفته شد. علاوه بر این، اطلاعات آب وهوایی و پوشش گیاهی دشت ورامین جمع آوری شده و نرخ تبخیر و تعرق واقعی پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه، با استفاده از روش فایو- پنمن- مانتیث در نرم افزار CropWat براورد شد. درنهایت، رابطه میان NDVI برگرفته از تصاویر ماهواره ای و میزان تبخیر و تعرق تخمین زده شده به روش فایو 56 بررسی شد. نتایج، حاکی از همبستگی قوی مثبت میان تبخیر و تعرق پوشش گیاهی اراضی کشاورزی ناهمگن و NDVI بوده است. در واقع، با برقراری رابطه ریاضی میان این دو متغیر می توان میزان تبخیر و تعرق واقعی پوشش گیاهی را بدون نیاز به اندازه گیری های زمینی به دست آورد، همچنین مشخص شد که NDVI برگرفته از سنجش از دور می تواند شاخص کارامدی برای بررسی وضعیت پوشش گیاهی و تخمین نیاز آبی گیاهان اراضی کشاورزی حاشیه بیابان باشد.

    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق، سنجش از دور، NDVI، فائو- پنمن- مانتیث، دشت ورامین
  • افسانه ابراهیمی*، محمد شایان نژاد، محمدرضا مصدقی صفحات 129-139

    الگوی خیس شدگی در آبیاری قطره ای از ویژگی های مهمی است که در هنگام طراحی باید به آن توجه شود. بهبود ابعاد الگوی خیس شدگی موجب افزایش کارایی مصرف آب و سیستم آبیاری می شود. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر کاربرد شلتوک برنج و بیوچار (biochar) آن بر الگوی خیس شدگی خاک رس سیلتی تحت آبیاری قطره ای سطحی بود. در این پژوهش از یک جعبه به طول 200، عرض 50 و ارتفاع 100 سانتی متر استفاده شد. به منظور سهولت در پر و خالی کردن، تنها تا ارتفاع 50 سانتی متری آن از خاک پر شد. شلتوک برنج و بیوچار به میزان صفر، یک و دو درصد وزنی خاک با آرایش فاکتوریل تیمارها در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار افزوده شد. بیوچار ها در دمای 500 درجه سانتی گراد تهیه شدند. آزمایش ها با قطره چکان دارای دبی ثابت چهار لیتر در ساعت با مدت زمان آبیاری سه ساعت انجام شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد حضور تیمارهای آلی سبب افزایش رطوبت خاک در دامنه رطوبتی گنجایش زراعی تا نقطه پژمردگی دایم شدند که این افزایش در تیمار بیوچار دو درصد نسبت به سایر تیمارها بیشتر بود. همچنین افزودن شلتوک و بیوچار در خاک رسی سیلتی سبب کاهش پیشروی افقی و افزایش پیشروی عمودی شد.

    کلیدواژگان: بیوچار، شلتوک برنج، آبیاری قطره ای، جبهه رطوبتی خاک
  • حمیدرضا اولیایی*، فاطمه مهماندوست، ابراهیم ادهمی، رضا نقی ها صفحات 141-154

    تغییر کاربری اراضی از قبیل تغییر جنگل به اراضی زیر کشت به طور معمول اثرات مخربی بر شاخص های کیفی خاک دارد. این مطالعه به منظور بررسی اثرات تغییر کاربری بر ویژگی های زیستی، شیمیایی و حاصلخیزی خاک در منطقه مختار شهر یاسوج صورت گرفت. پنج نمونه خاک (30-0 سانتی متر)، از سه کاربری جنگل متراکم، جنگل تخریب شده و زراعت دیم برداشت و ویژگی های بالا در قالب طرح کاملا تصادفی اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که در پی تغییر کاربری اراضی جنگلی به دیم، مقادیر هدایت الکتریکی (56 درصد)، ماده آلی (67 درصد)، نیتروژن کل (71 درصد)، فسفر (20 درصد)، پتاسیم قابل دسترس (48 درصد)، تنفس پایه (42 درصد)، تنفس برانگیخته (63 درصد)، جمعیت قارچ (23 درصد)، آنزیم های اسید فسفاتاز (59 درصد) و آلکالین فسفاتاز (79 درصد) کاهش یافتند. در حالی که جمعیت باکتری (20 درصد) و pH (5 درصد) در کاربری زراعی نسبت به جنگل متراکم افزایش یافت و مقدار فسفر قابل جذب تفاوت معنی داری را نشان نداد. نتایج نشان داد که در پی تغییر کاربری ماده آلی خاک و ویژگی های مرتبط با آن به میزان بیشتری تحت تاثیر قرار گرفتند. بنابراین به منظور نگهداشت کیفیت خاک، عملیات مدیریتی مناسب از جمله اجتناب از قطع درختان در اراضی شیبدار، چرای بی رویه در مراتع و افزودن مواد آلی به خاک در کاربری دیم توصیه می شود.

    کلیدواژگان: آنزیم های خاک، تنفس خاک، عناصر خاک، کیفیت خاک
  • رقیه واحدی، میرحسن رسولی صدقیانی* صفحات 155-170

    استفاده از روابط همزیستی بین قارچ میکوریز و ترکیبات آلی تحرک عناصر غذایی ریزمغذی را در ریزوسفر تحت تاثیر قرار می دهند و زیست فراهمی عناصر غذایی ریز مغذی در گیاه را بهبود می بخشند. به منظور ارزیابی تاثیر کاربرد بیوچار و کمپوست بقایای هرس درختان سیب و انگور و قارچ میکوریزی بر زیست فراهمی عناصر ریزمغذی در خاک آهکی در ریزوسفر گندم آزمایش گلخانه ای با کشت گندم در شرایط رایزوباکس انجام شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل منابع آلی (بیوچار، کمپوست و شاهد)، تلقیح میکروبی (قارچ AMF و بدون تلقیح) در خاک ریزوسفری بودند. در پایان دوره رشد، ماده آلی (OM) و زیست فراهمی عناصر آهن، روی، مس و منگنز در خاک های ریزوسفری و جذب این عناصر در گیاه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که ماده آلی، آهن، روی، مس و منگنز در خاک ریزوسفری تحت تاثیر منابع آلی و تلقیح میکوریزی افزایش معنی داری داشتند، به طوری که کاربرد بیوچار در شرایط تلقیح میکوریزی منجر به افزایش 23/74 و 28/19 درصدی آهن و منگنز نسبت به شرایط بدون تلقیح در خاک ریزوسفری شد. حضور قارچ میکوریز سبب افزایش زیست فراهمی 60/94 و 54/29 درصدی روی و مس در تیمار کمپوست در مقایسه با تیمار بدون تلقیح شد. کاربرد منابع آلی و تلقیح میکوریزی سبب افزایش جذب عناصر ریزمغذی و وزن خشگ گیاه گندم شد.

    کلیدواژگان: مواد آلی، عناصر ریزمغذی، ریزوسفر، گندم
  • نعیمه عنایتی ضمیر*، مجتبی نوروزی مصیر، اکبر قدم خانی صفحات 171-181

    بخش آلی خاک با تاثیر گذاری بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی نقش مهمی در افزایش تولید محصولات و چرخه عناصر غذایی مختلف در خاک دارد. مطالعه پیش رو با هدف بررسی تاثیر باکتری های محرک رشد بر تنفس پایه، بهره میکروبی، کربن آلی، کربن زیست توده میکروبی، کربن قابل اکسید با پرمنگنات، کربن محلول در آب سرد و گرم زیر کشت گندم رقم چمران در قالب طرح کاملا تصادفی در شش تکرار صورت گرفت. تیمارهای آزمایش شامل چهار سطح باکتری (شاهد بدون مایه زنی، مایه زنی با انتروباکتر کلوآسه R33، مایه زنی با انتروباکتر کلوآسه R1 و مخلوط دو باکتری) بودند. طی دوره آزمایش ویژگی هایی مانند ارتفاع گیاه و شاخص کلروفیل اندازه گیری شد. در پایان دوره کشت، وزن خشک ریشه، اندام هوایی و عملکرد دانه محاسبه شد. همچنین ویژگی های بیولوژیکی و شکل های مختلف کربن در خاک پس از پایان کشت اندازه گیری شد. نتایج نشان دهنده تاثیر باکتری های محرک رشد بر افزایش شاخص کلروفیل، ارتفاع، وزن خشک ریشه و اندام هوایی و عملکرد دانه در مقایسه با شاهد بود. کمترین مقدار pH و بیشترین مقدار شکل های کربن در حضور سویه های مختلف باکتری نسبت به شاهد مشاهده شد. بیشترین مقدار کربن آلی خاک با مخلوط دو باکتری با مقدار 7/22 درصد افزایش نسبت به شاهد مشاهده شد. بیشترین مقدار کربن زیتوده میکروبی به ترتیب با مخلوط دو باکتری، انتروباکترکلوآسه R1، انتروباکترکلوآسه R33 با مقادیر 67/87، 42 و 5/26 درصد افزایش نسبت به شاهد مشاهده شد. همبستگی بین شکل های کربن خاک نشان داد کربن قابل استخراج با آب سرد و گرم، کربن آلی محلول و کربن قابل اکسید با پرمنگنات همبستگی مثبت معنی داری با تنفس و کربن زی توده میکروبی و همبستگی منفی با مقدار pH خاک دارند. استفاده از مایه تلقیح میکروبی موجب افزایش اجزای کربن در خاک شد که می تواند در بهبود ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و عملکرد گیاه نقش مثبت داشته باشد.

    کلیدواژگان: باکتری، تنفس، زیتوده، عملکرد، کربن محلول
  • ندا احتمایی، نوید قنواتی*، احد نظرپور، تیمور بابایی نژاد، مایکل جیمز واتس صفحات 183-197

    قرارگرفتن در معرض گردوغبار خیابانی در طولانی مدت به دلیل پتانسیل سمیت فلزات سنگین انباشته شده در آن می تواند باعث اثرات مضرر برای سلامت انسان از طریق استنشاق، بلع و جذب پوستی شود. در این مطالعه، تعداد 25 عدد نمونه گردوغبار خیابانی از پیاده رو خیابان های اصلی ایلام برداشت و به روش طیف سنجی جفت شده پلاسمای القایی (ICP-OES) اندازه گیری شدند. میانگین غلظت فلزات مورد مطالعه به ترتیب: سرب (80/58)، روی (24/213)، مس (12/63)، کروم (84/45)، کادمیوم (37/0)، نیکل (76/43)، وانادیوم (92/30) و آرسنیک (00/5) میلی گرم بر کیلوگرم است. بر اساس مقدار میانگین پتانسیل ریسک اکولوژیکی (Er) فلزات سنگین سرب، روی، مس، کروم، نیکل و وانادیوم دارای پتانسیل ریسک اکولوژیکی کم و کادمیوم دارای ریسک اکولوژیکی متوسط هستند. بیشترین میزان خطر غیر سرطان زایی (HQ) در کودکان و بزرگسالان به ترتیب مربوط به فلز آرسنیک از طریق مسیر بلع و فلز کروم از طریق مسیر جذب پوستی است و کمترین میزان مربوط به فلز کادمیوم از طریق مسیر تنفس است. مقادیر خطر تجمعی غیر سرطان زایی (HI) در هر سه مسیر جذب در گروه سنی کودکان بیشتر از بزرگسالان است. همچنین در هر دو گروه سنی، کروم دارای بیشترین خطر سرطان زایی (RI) و سرب کمترین خطر را دارد. نتایج به دست آمده از پتانسیل ریسک اکولوژیک و ریسک سلامت انسانی، نشان داد که منبع آلودگی فلزات مورد مطالعه فعالیت های انسان زاد از قبیل ترافیک، تاسیسات صنعتی و سوختن سوخت های فسیلی در منطقه مورد مطالعه است.

    کلیدواژگان: غبار خیابانی، فلزات سنگین، خطر سرطان زایی، ایلام
  • مهدی مکاری*، هادی دهقان، مجید طاهریان صفحات 199-213

    این پژوهش به منظور بررسی تاثیر استراتژی های جدید کم آبیاری بر عملکرد کمی و بهره وری مصرف آب دو رقم ذرت علوفه ای بر پایه طرح کامل تصادفی در قالب کرت های یک بار خرد شده در سه تکرار، انجام شد. تیمارهای آبیاری شامل 1) آبیاری کامل (FI)، 2) کم آبیاری به صورت استاتیک (SDI)، 3) کم آبیاری به صورت پویا (DDI)، 4) کم آبیاری به صورت پویا که در آن در یک سوم ابتدای رشد 90 درصد نیاز آبی گیاه، در یک سوم بعدی دوره رشد 75 درصد و در یک سوم انتهایی دوره رشد 50 درصد نیاز آبی برای بخشی از سیستم ریشه ای گیاه، تامین شد (DPRD) و 5) کم آبیاری به صورت استاتیک که در آن 75 درصد نیاز آبی گیاه به طور ثابت و در تمام طول فصل رشد برای بخشی از سیستم ریشه ای تامین شد (SPRD) بودند. نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری بین استراتژهای آبیاری وجود داشت. در مقایسه با تیمار آبیاری کامل، تیمارهای آبیاری SDI، DDI، SPRD و DPRD عملکرد ذرت را به ترتیب 18، 27، 49 و 53 درصد کاهش دادند. نتایج همچنین نشان داد که بین دو رقم ذرت تفاوت معنی داری وجود نداشت. در مقایسه با تیمار آبیاری کامل، تیمار SDI بهره وری مصرف آب را 14 درصد افزایش داد در حالی که تیمارهای DDI، SPRD و DPRD بهره وری مصرف آب را به ترتیب 3، 19 و 44 درصد کاهش دادند. بر اساس تحلیل اقتصادی انجام شده، عمق بهینه آبیاری برای رسیدن به بیشترین سود خالص 5/858 میلی متر به دست آمد. به طور کلی استراتژی آبیاری SDI برای منطقه مورد مطالعه پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: بهره وری مصرف آب، تابع تولید، استراتژی های جدید کم آبیاری، عمق بهینه آبیاری
  • مهدی نجفی قیری، حمدی رضا بوستانی*، علیرضا محمودی، فرشته دهقان پور، مهدی بش صفحات 215-225

    گون بادکنکی (Astragalus fasciculifolius) از جمله گونه هایی است که در مناطق خشک و نیمه خشک جنوب ایران پراکنش خوبی دارد و می تواند به سرعت در کنار جاده ها استقرار یابد. پژوهش حاضر به منظور بررسی تاثیر جاده و شدت ترافیک آن بر ویژگی های فیزیکوشیمیایی و قابلیت استفاده عناصر غذایی کنار جاده و بررسی غلظت عناصر در بخش های هوایی گونه گون بادکنکی بود. 30 نمونه خاک و گیاه به صورت تصادفی از کنار جاده ها و فاصله 100 متری از لبه جاده ها جمع آوری و برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و قابلیت استفاده عناصر اندازه گیری شد. غلظت عناصر در اندام های هوایی گیاه نیز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که خاک های کنار جاده دارای مقدار شن و آهک بیشتر و سیلت و pH کمتری بودند. خاک های کنار جاده اصلی دارای مقدار پتاسیم کمتر و آهن، منگنز، روی و مس بیشتری نسبت به اراضی اطراف بودند درحالی که این تفاوت برای جاده های فرعی درباره مقدار آهن و مس وجود نداشت. غلظت عناصر در گیاه نیز تحت تاثیر جاده قرار گرفت و مقدار فسفر، پتاسیم، منگنز و روی افزایش معنی داری در گیاهان کنار جاده نشان داد. غلظت فسفر، آهن، روی و مس گیاه در جاده های اصلی و غلظت آهن و روی گیاه در جاده های فرعی ارتباط معنی داری با مقدار آن عناصر در خاک داشتند. تاثیر جاده ها بر تغییرات ویژگی های خاک و عناصر غذایی مربوط به افزوده شدن ترکیبات بستر جاده و انتشار ترکیبات حاصل از تردد وسایل نقلیه است. به طور کلی می توان نتیجه گیری کرد که خاک های کنار جاده، شرایط رطوبتی و تغذیه ای مناسب تری برای استقرار گونه Astragalus fasciculifolius نسبت به خاک های اراضی اطراف دارند.

    کلیدواژگان: روی، مس، منگنز، شدت ترافیک
  • سمیه جنت رستمی*، هیدی محمودپور صفحات 227-240

    یکی از منابع اصلی انتشار گازهای گلخانه ای، مصرف انرژی برای پمپاژ آب های زیرزمینی است. برای رسیدن به پایداری زیست محیطی و کاهش اثرات تغییر اقلیم، کاهش مصرف انرژی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مطالعه، میزان انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از استخراج آب های زیرزمینی در آبخوان های استان گیلان بررسی شد. بعد از بررسی وضعیت استخراج آب های زیرزمینی و انواع پمپ های استخراج آب در هر یک از آبخوان ها، مقادیر انرژی مصرفی، میزان انتشار گازهای گلخانه ای و شاخص پدیده تغییر اقلیم مربوط به آن محاسبه شد. بررسی های اولیه نشان داد که 55 درصد از چاه های واقع در منطقه دیزلی هستند، در حالی که، 3/51 درصد انرژی مورد نیاز برای استخراج آب های زیرزمینی از طریق پمپ های الکتریکی تامین می شود. همچنین مجموع انتشار گازهای گلخانه ای و مقدار شاخص تغییر اقلیم در وضعیت موجود 98/8 و 59/7 میلیون کیلوگرم دی اکسیدکربن معادل براورد شد. در راستای رسیدن به پایداری زیست محیطی و امنیت انرژی، سناریوهای برقی کردن چاه های دیزلی و استفاده از انرژی خورشیدی بررسی شد. نتایج حاصل از سناریوها نشان داد که برقی کردن چاه های دیزلی، تاثیر زیادی بر کاهش میزان انتشار گازهای گلخانه ای ندارد، در حالی که، استفاده از انرژی خورشیدی تاثیر قابل توجهی در کاهش گازهای گلخانه ای دارد، به طوری که، با اجرای سناریوی استفاده از پمپ های خورشیدی در ماه های خرداد، تیر و مرداد در بخش کشاورزی، باعث کاهش 4/44 درصدی میزان انتشار گازهای گلخانه ای می شود. بنابراین بهتر است در برنامه ریزی های آینده، سیاست هایی اتخاذ شود تا استفاده از انرژی های تجدیدپذیری مانند انرژی خورشیدی معمول شود.

    کلیدواژگان: انتشار گازهای گلخانه ای، انرژی خورشیدی، تغییر اقلیم، پمپ های آب
  • مجید عرب فرد*، علی شاهنظری، میرخالق ضیاتبار احمدی صفحات 241-252

    در پژوهش حاضر توزیع رطوبت در خاک ماسه ای تحت تاثیر تیمارهای روش آبیاری (کوزه ای، قطره ای و قطره ای نواری) با فشارهای ثقلی معادل 5/0، 5/1 و3 متر در شرایط کشت هندوانه ارزیابی شد. رطوبت در اعماق مختلف و در دو فاصله 5 و 20 سانتی متری از گیاه با دستگاه TDR اندازه گیری شد و نتایج نشان داد که هر چند با روش آبیاری کوزه ای می توان رطوبت اعماق مختلف خاک را تا حد 16 درصد به صورت ثابت نگه داشت، لیکن بیشترین درصد رطوبت در عمق های 40، 50 و 60 سانتی متر تیمار آبیاری قطره ای ثقلی و کمترین آن نیز در آبیاری کوزه ای اتفاق افتاد. در آبیاری های قطره ای با استفاده از فشارهای ثقلی ضمن تعدیل رطوبت خاک بین 15 تا 22 درصد، می توان با انتخاب دور آبیاری قطع و وصلی، رطوبت در زمان های مختلف آبیاری را در محدوده ثابتی نگه داشت. بنابراین ضمن اثبات امکان کاربرد آبیاری قطره ای با استفاده از حداقل فشار آبیاری موجود در بیشتر اراضی کشاورزی (5/0 متر)، با کاربرد آبیاری کوزه ای می توان رطوبت خاک ماسه ای را در حد ثابت نگه داشت و از این خاک برای کشت گیاهان مثمر مانند هندوانه استفاده کرد.

    کلیدواژگان: آبیاری موضعی، پیاز رطوبتی، خاک سبک، فشار ثقلی آب
  • علی لطفی*، مهران مامقانی نژاد صفحات 253-265

    تالاب ها (برکه ها یا نیزارها) به عنوان سیستم های خود پالاینده‏، اهمیت زیادی در پالایش آلودگی آب ها و پساب ها داشته و مطالعات زیادی درباره کاربرد آنها در تصفیه فاضلاب های شهری و افزایش کارایی آنها صورت گرفته است. هدف از این پژوهش، بررسی کارایی تالاب مصنوعی در پالایش فاضلاب تصفیه خانه شهری در اقلیم خشک و سرد اراک است. در این پژوهش‏، سه سیستم تالاب مصنوعی از نوع جریان زیرسطحی، هر کدام به عرض سه متر و طول 12 متر و عمق یک متر احداث و با استفاده از شن بادامی پر شد. در تالاب اول گیاه نی، در تالاب دوم گیاه لویی کاشته شد و تالاب سوم بدون گیاه به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. نمونه های پساب ورودی و خروجی به هر تالاب به صورت دو هفته یکبار نمونه برداری و برای سنجش پارامترهای پساب به آزمایشگاه مرجع منتقل شد و میزان کل مواد جامد معلق (TSS)، COD، BOD، کلیفرم گوارشی (FC) و کلیفرم کل (TC) بر اساس روش های استاندارد اندازه گیری شد. محاسبات آماری در نرم افزار Excel و همچنین با استفاده از نرم افزار SPSS صورت گرفت. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که میانگین حذف TSS، COD، BOD، FC و TC به ترتیب در تالاب نی 79 ، 7/60، 6/45، 1/86 و 1/90 درصد در تالاب لویی به ترتیب 77 ، 4/61، 8/59 ، 4/92  و 1/93  درصد و در برکه شاهد 69 ، 5/44، 43، 6/83  و 8/88  درصد است. از طرف دیگر آنالیز واریانس‏، نشان داد که بین میزان کارایی در فصول مختلف سال تفاوت معنی داری در بین تالاب های مختلف وجود دارد به نحوی که بیشترین کارایی در فصل تابستان و در تالاب لویی دیده می شود. مقایسه نتایج به دست آمده با مطالعات صورت گرفته در داخل و خارج کشور، نشان دهنده وضعیت بسیار مطلوب تالاب های تحقیقاتی تصفیه خانه شهر اراک در کاهش پارامترهای آلاینده پساب است. نتایج کلی نشان می دهد که تالاب های مصنوعی از توان بالایی در پالایش پساب های شهری برخوردار بوده و قادر به کاهش میزان آلاینده های فاضلاب برای استفاده از آن در مصارف مختلفی از قبیل کشاورزی و یا تزریق به منابع آب سطحی و زیرزمینی است. افزایش طول بستر، ایجاد تاسیسات تصفیه مقدماتی فاضلاب، بهبود هوادهی تالاب ها، افزایش زمان ماند، افزودن مواد کربنی قابل تجزیه به بستر و حذف لایه ماسه حفاظتی روی بسترها، راهکارهای افزایش راندمان تالاب های مصنوعی تصفیه خانه فاضلاب شهر اراک هستند.

    کلیدواژگان: فاضلاب شهری، تالاب مصنوعی، تصفیه خانه فاضلاب شهر اراک، گیاه نی، گیاه لوئی
  • فریبرز یوسفوند*، سعید شعبانلو صفحات 267-283

    در این مطالعه، سطح آب زیر زمینی در منطقه سراب قنبر- واقع در جنوب شهر کرمانشاه، کشور ایران- با استفاده از مدل موجک ماشین آموزش نیرومند خودتطبیقی (WA-SAELM) تخمین زده شد. برای توسعه مدل عددی از روش هوش مصنوعی و جدید ماشین آموزش نیرومند خودتطبیقی و تبدیل موجک استفاده شد. در ابتدا، با استفاده از تابع خود همبستگی، خود همبستگی نسبی و تاخیرهای موثر، هشت مدل مختلف SAELM و WA-SAELM متمایز توسعه داده شدند، سپس مقادیر تراز آب زیرزمینی چاه مشاهداتی نرمال سازی شدند. در ادامه، با تجزیه و تحلیل نتایج مدل سازی، بهینه ترین خانواده موجک برای مدل سازی انتخاب شد. با ارزیابی نتایج مدل های SAELM و WA-SAELM مشخص شد که مدل های WA-SAELM در مقایسه با مدل های SAELM مقادیر تابع هدف را با دقت بیشتری تخمین زدند. سپس مدل برتر بر اساس دقت آن در پیش بینی تراز آب زیرزمینی انتخاب شد. به عنوان مثال در حالت تست، مقادیر R، MAE و NSC برای مدل برتر به ترتیب برابر 995/0، 988/0 و 990/0 محاسبه شدند. همچنین برای مدل های عددی، تحلیل عدم قطعیت انجام و نشان داده شد که مدل برتر مقادیر مشاهداتی را کمتر از مقدار واقعی تخمین زده است.

    کلیدواژگان: تراز آب زیر زمینی، ماشین آموزش نیرومند خود تطبیقی، تحلیل عدم قطعیت، تبدیل موجک
  • وحید راهداری*، علیرضا سفیانیان، سعید پورمنافی، حمید قیومی، سعیده ملکی، وحید پورمردان صفحات 285-297

    در این مطالعه برای بررسی قابلیت اراضی برای کشاورزی دیم در زیرحوضه آبخیز پلاسجان، از روش ارزیابی چندمعیاره استفاده شد. ابتدا با مرور منابع و استفاده از نظر کارشناسان، لایه های اطلاعاتی مورد نیاز تعیین، معیارها به روش فازی و محدودیت ها به روش بولین استاندارد و وزن معیارها با استفاده از روش تجزیه و تحلیل سلسله مراتبی، تعیین شد. بررسی وزن های محاسبه شده نشان داد خاک و اقلیم به ترتیب با 27/0 و 26/0 بیشترین اهمیت را در مطالعه ارزیابی قابلیت دیمکاری دارند. سپس، با استفاده از روش ترکیب خطی وزن دار، معیارها و محدودیت ها با یکدیگر تلفیق و مدل قابلیت دیمکاری اراضی تهیه و با اعمال طبقه بندی مجدد روی آن، نقشه قابلیت دیمکاری اراضی در شش طبقه تهیه شد. نتایج نشان داد در مجموع 178430 هکتار از منطقه در دو طبقه با قابلیت خیلی زیاد و زیاد کشاورزی دیم قرار گرفته است. برای بررسی پایداری اراضی زیر کشت دیم، موقعیت آنها روی طبقات مختلف قابلیت دیمکاری بررسی شد. نتایج نشان داد در مجموع 19686 هکتار از اراضی زیر کشت فعلی در دو طبقه با قابلیت زیاد تا خیلی زیاد و 5999 هکتار در طبقات کمتر قابلیت قرار گرفته اند.

    کلیدواژگان: دیمکاری، قابلیت اراضی، خاک، آب، ترکیب خطی وزن دار، پلاسجان
  • مسعود نوشادی*، علیرضا احدی صفحات 299-312

    بخش عمده ای از تامین آب شرب و کشاورزی، دو نیاز اساسی بشر از آب زیرزمینی تامین می شود. پیش بینی، پایش، بررسی عملکرد و برنامه ریزی این منبع حیاتی نیازمند مدل سازی است. تاخیر زمانی نوسانات عمق آب زیرزمینی با بارندگی یکی از داده های ضروری مدل ها است. تحلیل رفتار پیزومترها با استفاده از روش همبستگی متقاطع پیرسون بین شاخص های SPI و GRI در آبرفت دشت شیراز به منظور تعیین تاخیر زمانی مذکور هدف پژوهش حاضر است. نتایج نشان داد که رفتار 2/86 درصد از پیزومترها شبیه یکدیگر است و در 3/79 درصد از پیزومترها عمق آب زیرزمینی یک ماه پس از بارندگی کاهش نشان می دهد. بهترین ضریب همبستگی بین شاخص های موصوف در امتداد محور جنوب غربی به سمت شمال شرقی دشت وجود دارد. به علت شیب شمالی- جنوبی دشت، آبرفت شمالی از ضریب همبستگی بهتری نسبت به بخش جنوبی برخوردار است. منطقه مرکزی دشت دارای بیشترین ضریب همبستگی است و حداکثر ضرایب همبستگی در مقیاس زمانی 48 ماهه رخ می دهد. همچنین از سال 1383 به بعد به دلیل کاهش نزولات جوی دشت شیراز، شاخص SPI به سمت خشکسالی میل کرده، اگرچه روند معنی دار نبوده است. اما شاخص GRI از این روند تبعیت نکرده و به طور معنی داری خشکسالی هیدرولوژیک حاد را نشان می دهد که علت آن برداشت بیش از تغذیه، از آبخوان آبرفتی این دشت است.

    کلیدواژگان: تاخیر زمانی، شاخص های SPI و GRI، همبستگی متقاطع پیرسون، نوسانات عمق آب زیرزمینی
  • حمید قربانی*، عباسعلی ولی، هادی زارع پور صفحات 313-328

    خشکسالی به عنوان یکی از مخاطرات طبیعی ممکن است طی سال های متمادی به آهستگی یک منطقه را تحت تاثیر قرار دهد و اثرات مخربی روی محیط طبیعی و زندگی انسان ها داشته باشد. هر چند پیش بینی وقوع خشکسالی نقش مهمی در مدیریت منابع آب دارد ولی به دلیل ماهیت تصادفی عوامل موثر بر وقوع و شدت خشکسالی، در تعیین زمان شروع و خاتمه آن دچار مشکل هستیم. هدف از این پژوهش ارزیابی قابلیت مدل های خطی تصادفی SARIMA برای پیش بینی خشکسالی در استان اصفهان با استفاده از شاخص SPI است. به این منظور، بهترین مدل SARIMA برای توصیف داده های بارش مربوط به 10 ایستگاه همدیدی استان اصفهان با طول دوره آماری (2017-1990)، انتخاب و بر اساس آن میزان بارش برای دروه پنج ساله پیش بینی و سپس شدت خشکسالی برای این دوره با استفاده از شاخص خشکسالی SPI در مقیاس زمانی سالیانه محاسبه شد. نتایج ارزیابی شدت خشکسالی ایستگاه ها بر اساس شاخص SPI برای دوره (2022-2018) بیانگر وقوع خشکسالی ضعیف طی دوره (2022-2019) برای ایستگاه های اصفهان، کاشان و نایین و طی سال 2019 برای ایستگاه های شرق اصفهان، شهرضا و کبوترآباد است و همچنین وقوع خشکسالی شدید طی سال 2019 برای ایستگاه های اردستان و گلپایگان است. برای سایر ایستگاه به غیر از ایستگاه اصفهان، کاشان، گلپایگان و نایین وقوع خشکسالی شدید در سال 2018 اتفاق افتاده است.

    کلیدواژگان: استان اصفهان، خشکسالی، سری های زمانی، شاخص SPI، مدل SARIMA
  • آسا ریگی کارواندری، احمد مهربان*، حمیدرضا گنجعلی، خالد میری، حمیدرضا مبصر صفحات 329-339

    آب از مهم ترین عوامل تولید محصولات کشاورزی در سرتاسر جهان است و کمبود آن در بخش کشاورزی لزوم استفاده از کم آبیاری را نمایان می سازد. بنابراین در این پژوهش به‎منظور مشخص کردن اثر دو روش کم آبیاری بر شاخص‎های رشد گیاه دارویی رزماری، آزمایشی در ایستگاه تحقیقاتی نهال و بذر شهرداری ایران شهر در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1396، اجرا شد. در این آزمایش، تیمارها شامل آبیاری کامل، کم آبیاری تنظیم شده و آبیاری ناقص ریشه هر کدام در دو سطح 75 و 55 درصد آبیاری کامل بودند. نتایج نشان داد که اعمال کم آبیاری در سطوح 75 و 55 درصد آبیاری کامل باعث صرفه جویی به ترتیب 6/18 و 3/34 درصدی در مصرف آب شد. مقایسه دو تیمار آبیاری کامل و تامین 75 درصد آبیاری کامل اعمال شده در آبیاری ناقص ریشه باعث کاهش 7/6 درصدی وزن خشک اندام هوایی، 3/14 درصدی ارتفاع بوته و 1/12 درصدی تعداد شاخه زایا شد. این در حالی بود که توسعه مناسب ریشه گیاه در سطح تامین 75 درصد آبیاری کامل اعمال شده در آبیاری ناقص ریشه، افزایش 9/12 درصدی بهره وری آب را نسبت به تیمار آبیاری کامل در پی داشت. از این رو با در نظر گرفتن مسایل مربوط به کمبود آب، می توان سطح تامین 75 درصد آبیاری کامل در شرایط آبیاری ناقص ریشه را به عنوان تیمار برتر و راهکار مناسب برای مقابله با بحران آب، برای حرکت به سمت یک سامانه کشاورزی پایدار توصیه کرد.

    کلیدواژگان: آبیاری ناقص ریشه، بهره وری آب، کم آبیاری تنظیم شده
  • زهرا مرادی، عیسی سلگی* صفحات 341-353

    رسوبات مخزن انباشت انواع آلاینده ها و جزء تفکیک ناپذیر اکوسیستم ها هستند که از این میان، فلزات سنگین به دلیل اثرات زیانبار روی زیست بوم ها و ماندگاری بسیار زیاد از اهمیت زیادی برخوردارند. پژوهش حاضر به منظور تعیین غلظت و درجه آلودگی فلزات آهن، روی، مس، منگنز و نیکل در رسوبات ساحلی بندر بوشهر انجام گرفت. به منظور نمونه برداری از رسوب در بندر بوشهر، مسافتی به طول 10 کیلومتر در نظر گرفته شد. از روش هضم اسیدی برای آماده سازی نمونه ها به منظور آنالیز فلزات استفاده شد. همچنین ویژگی های فیزیکی رسوب با استفاده از روش های استاندارد اندازه گیری شد. شدت آلودگی فلزات سنگین در رسوبات نیز با استفاده از شاخص های درجه آلودگی، درجه آلودگی اصلاح شده، ضریب آلودگی، ضریب غنی شدگی و شاخص های مولر تعیین شد. بر اساس نتایج، توزیع فلزات در رسوبات به صورت نیکل > مس > روی > منگنز > آهن به دست آمد. در مطالعه حاضر به دلیل فاصله عسلویه تا بندر بوشهر مقادیر کمتری برای فلز نیکل به دست آمد. نتایج شاخص های آلودگی ژیوشیمیایی مولر و سایر شاخص ها حاکی از آن بود که رسوبات سطحی منطقه مورد مطالعه در وضعیت غیر آلوده قرار دارند. مقایسه میانگین فلزات در رسوبات با استانداردهای کیفیت رسوب نشان داد که غلظت فلزات مطالعه حاضر از سطوح استانداردها کمتر است. در نتیجه نوار ساحلی بندر بوشهر نسبت به فلزات آهن، روی، مس، منگنز و نیکل فاقد آلودگی است. این پژوهش نشان می دهد که اگرچه تغییرات کمی در یافته های این شاخص ها وجود دارد، ترکیب آنها درک جامع تری از خطرات فلزات سنگین در رسوبات سطحی بندر بوشهر به ما می دهد.

    کلیدواژگان: فلزات سنگین، رسوبات ساحلی، شاخص مولر، ضریب غنی شدگی، بندر بوشهر
  • عیسی ابراهیمی*، مژگان زارع شهرکی، امیدوار فرهادیان، یزدان کیوانی صفحات 355-365

    کفزیان نقش مهمی را در انتقال تولیدات اولیه و مواد آلی انباشت شده در بستر زیست بوم های آبی (دتریتوس) به سطوح بالاتر زنجیره غذایی ایفا می کنند. آنها همچنین به عنوان شاخص های زیستی به منظور ارزیابی اثر آلاینده های ناشی از فعالیت های انسان بر زیست بوم های آبی استفاده می شوند. ارزیابی جوامع بی مهرگان کفزی دریاچه سد زاینده رود، در طی سال 1392 به صورت فصلی در چهار ایستگاه نمونه برداری بررسی شد. نمونه برداری با استفاده از دستگاه نمونه بردار رسوب با ابعاد 20×20 سانتی متر انجام شد. میانگین دمای آب سطحی دریاچه سد زاینده رود در طی دوره نمونه برداری 41/2±64/15 درجه سانتی گراد و آب عمقی دریاچه 82/1±99/8 درجه سانتی گراد براورد شد. میانگین غلظت اکسیژن محلول در آب سطحی معادل 61/0±31/10 و در آب عمقی معادل 72/0±12/8 میلی گرم در لیتر متغیر بود. در مجموع 2165 نمونه جانور کفزی در دریاچه سد زاینده رود جمع آوری و شناسایی شد که متعلق به سه رده، شش راسته و پنج خانواده بود. بیشترین تعداد نمونه ها به جنس های Tubifex، Naididae و Chironomidae تعلق داشت. جنس غالب در تمام مراحل نمونه برداری Tubifex بود. بر اساس یافته های این پژوهش به نظر می رسد ساختار بستر، میزان مواد مغذی، فشار چرا و فشار هیدرواستاتیک مهم ترین عوامل محیطی موثر بر امکان سکنی گزینی، زیست و فراوانی جمعیت کفزیان در دریاچه سد زاینده رود باشد.

    کلیدواژگان: کفزیان، ساختار جمعیت، شاخص بیولوژیک، زیست بوم، دریاچه سد زاینده رود
  • یاسر سبزواری، علی حیدر نصرالهی* صفحات 367-381

    یکی از راهکارهای افزایش بهره وری آب در کشاورزی، استفاده از سامانه های نوین آبیاری است و برای طراحی دقیق این سامانه ها نیاز به ارزیابی کیفیت آب است. هدف از این پژوهش، بررسی کیفیت آب زیرزمینی دشت خرم آباد برای پیاده سازی سامانه های آبیاری قطره ای است و از شاخص های کیفی EC، SAR، TDS، TH،  Naو pH مربوط به سال های آماری 1395-1391 استفاده شد. در این پژوهش ابتدا نرمال بودن داده ها بررسی و مشخص شد که داده ها غیرنرمال هستند، از این رو از روش لگاریتم گیری برای نرمال سازی استفاده شد. برای ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی منطقه از روش های زمین آمار استفاده شد و از بین روش های مختلف، روش درون یابی کریجینگ معمولی با کمترین جذر میانگین مربعات خطا برای همه پارامترها استفاده شد. نقشه های پهنه بندی کیفیت نشان داد که در نواحی شمال و جنوب شرق، غلظت EC و SAR از نظر طبقه بندی کیفی در وضعیت بد قرار دارد، TDS دارای غلظت بیش از 4000 میلی گرم در لیتر است و Na غلظتی بیش از 15 میلی اکی والانت در لیتر را داراست. در این نواحی TH با غلظت بیش از 730 میلی گرم در لیتر بیشترین آلودگی را دارد و در نواحی مرکزی دشت، خطر رسوبات کربنات بیشتر است. میزان LSI در نواحی غربی بیشتر از یک است که حدود 12 درصد از دشت را شامل می شود، در این نواحی برای اجرای سامانه های قطره ای محدودیت وجود دارد. درحالی که بهترین کیفیت برای اجرای این سامانه ها در قسمت جنوب شرق دشت قرار داشت و 19 درصد دشت را دربر می گیرد. درنهایت نقشه تلفیق شده مشخصات کیفی نشان داد که بیشترین غلظت مشخصه های کیفی در نواحی شمالی، مرکزی و جنوبی قرار دارد که 29/62 درصد از وسعت دشت را شامل می شود.

    کلیدواژگان: سامانه های قطره ای، گرفتگی قطره چکان، شاخص اشباع لانژیر، کیفیت آب زیرزمینی
  • محمدعلی انصاری، اصلان اگدرنژاد*، نیازعلی ابراهیمی پاک صفحات 383-394

    پژوهش حاضر به منظور ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد وکارایی مصرف سیب زمینی تحت شرایط تنش آبی در پنج سطح (E0، E1، E2، E3 و E4 به ترتیب نشان دهنده 100، 85، 70، 50 و 30 درصد تامین نیاز آبی) و زمان اعمال تنش در سه دوره زمانی از رشد (T1، T2 و T3 به ترتیب نشان دهنده 50 روز رشد اول (استقرار بذر و رشد رویشی)، دوم (مرحله میانی) و سوم (رسیدن فیزیولوژیکی گیاه) از کل دوره رشد) انجام شد. نتایج نشان داد که مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد دچار خطای بیش برآوردی و در تعیین کارایی مصرف آب دچار خطای کم برآوردی شد. مقادیر خطای این مدل با توجه به مقادیر RMSE و NRMSE برای هر دو پارامتر عملکرد و کارایی مصرف آب قابل قبول بود. بیشینه و کمینه خطای شبیه سازی عملکرد به ترتیب برابر با 3/0 (E1T3) و 15/3 (E1T2) بود. نتایج به دست آمده برای کارایی مصرف آب نیز نشان داد که بیشترین و کمترین خطا به ترتیب برابر با 53/0 (E3T2) و 03/0 (E4T2) بود. اختلاف مقادیر شبیه سازی و مشاهداتی برای تیمارهای E1، E2، E3 و E4 به ترتیب برابر با 24/0، 25/0، 19/0 و 44/0 کیلوگرم بر مترمکعب و اختلاف مقادیر شبیه سازی و مشاهداتی برای تیمارهای T1، T2 و T3 به ترتیب برابر با 19/0، 36/0 و 22/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. بنابراین با افزایش میزان تنش و همچنین در اوایل دوره رشد سیب زمینی، مدل خطای بیشتری در برآورد کارایی مصرف آب داشت.

    کلیدواژگان: تنش آبی، عملکرد سیب زمینی، مدل سازی گیاهی، مدل AquaCrop
  • هادی سیاسر*، تورج هنر، محمد عبداللهی پور صفحات 395-410

    تخمین تبخیر- تعرق گیاه مرجع یکی از مهم ترین مولفه ها در مطالعات هیدرولوژی، برنامه ریزی آبیاری و مدیریت منابع آب است. در این پژوهش به ارزیابی مدل های خطی تعمیم یافته، جنگل تصادفی و درخت گرادیان بوستینگ در شرایط داده های اقلیمی منطقه سیستان پرداخته شد. داده های مورد استفاده شامل دمای حداکثر، دمای حداقل، دمای میانگین، رطوبت حداکثر، رطوبت حداقل، رطوبت میانگین، بارش، ساعات آفتابی، سرعت باد و تبخیر از تشت بین سال های 1387 تا 1396 بود. با ارایه الگوهای مختلف شامل ترکیبی از پارامترهای هواشناسی به عنوان ورودی های مدل در مقیاس زمانی روزانه، مقدار تبخیر- تعرق توسط مدل های پیشنهادی به عنوان خروجی مدل برآورد شد. همچنین قابلیت پیش بینی این مدل ها، در مقایسه نتایج آنها با نتایج روش فایو- پنمن- مانتیث به عنوان روش مبنا ارزیابی شد. در بین الگوهای مورد بررسی، الگوی M1 که دارای بیشترین تعداد پارامترهای هواشناسی ورودی (10 پارامتر) بود، با کمترین خطا 633/0  =RMSE و 451/0  =MAE و بیشترین ضریب همبستگی 993/0 = R برای مدل درخت گرادیان بوستینگ، بهترین عملکرد را در بین مدل ها و الگوهای بالا نشان داد. با انجام فرایند حساسیت سنجی پارامترها، دمای هوا به عنوان مهم ترین متغیر موثر برای الگوهای انتخابی در هر سه مدل مطالعه شده، به دست آمد. بنابراین افزایش دقت و صحت داده های دما، می تواند به افزایش دقت مدل های پیشنهادی کمک کند. استفاده از مدل درخت گرادیان بوستینگ توانست بیش از 70 درصد، زمان اجرای مدل را در مقایسه با سایر مدل های مورد مطالعه کاهش دهد. درنهایت این پژوهش، مدل درخت گرادیان بوستینگ را برای برآورد تبخیر- تعرق در منطقه دشت سیستان توصیه می کند.

    کلیدواژگان: روش فائو- پنمن- مانتیث، پارامترهای هواشناسی، حساسیت سنجی، دمای هوا
  • مسیح مرادی زاده، کورش شیرانی* صفحات 411-427

    مدیریت منابع آبی مستلزم ارزیابی دقیق ذخایر آبی و میزان دسترسی به آن در هر منطقه و شناخت فرایندهای محیطی حاکم بر این منابع است. بنابراین هدف اصلی در این مقاله شناسایی زون‏های بالقوه ذخیره آب‏های زیرزمینی با استفاده از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی FAHP، تهیه نقشه پهنه‏بندی و ارزیابی آن است. بر این اساس نقشه‏های موضوعی مانند ژیومورفولوژی، تراکم زهکشی، تراکم خطواره، شیب و کاربری اراضی برای تجزیه و تحلیل FAHP آماده و وزن لایه‏های انتخاب شده با استفاده از روش FAHP محاسبه شد. درنهایت نقشه پهنه‏بندی بالقوه آب‏های زیرزمینی به پنج اولویت ضعیف، متوسط، خوب، بسیار خوب و عالی رده‏بندی شد. از آنجا که تعداد و تراکم چاه‏ها و چشمه‏های موجود در محدوه مورد بررسی بیانگر پتانسیل ذخیره آب زیرزمینی مناطق است، بنابراین از منحنی ویژگی عمل‏گر نسبی یا گیرنده (ROC) با به کارگیری نقشه پراکنش نقاط چشمه به عنوان پتانسیل بالفعل منابع آب زیرزمینی برای ارزیابی صحت و اعتبارسنجی آن استفاده شد. نتایج نشان داد مساحت الویت‏های پتانسیل منابع آب زیرزمینی به ترتیب الویت از اول یا بسیار خوب (7/37 کیلومترمربع)، دوم یا خوب (55 کیلومترمربع)، سوم یا متوسط (40 کیلومترمربع)، چهارم یا ضعیف (107 کیلومترمربع) و الویت پنچم یا بسیار ضعیف (4/98 کیلومترمربع) به عنوان مناطق پیشنهادی مشخص شدند.

    کلیدواژگان: ارزیابی، پهنه بندی، آب زیرزمینی، وزن دهی، FAHP
|
  • M. Madanian*, A. R. Soffianian, S. Soltani Koupai, S. Pourmanafi, M. Momeni Pages 1-12

    Land surface temperature (LST) is used as one of the key sources to study land surface processes such as evapotranspiration, development of indexes, air temperature modeling and climate change. Remote sensing data offer the possibility of estimating LST all over the world with high temporal and spatial resolution. Landsat-8, which has two thermal infrared channels, provides an opportunity for the retrieval of LST using the split- window method. The main objective of this research was to analyze the LST of land use/land cover types of the central part of Isfahan Province using the split- window algorithm. The obtained results demonstrated that the "other" class which had been mainly covered with bare lands exhibited the highest LST (50.9°C). Impervious surfaces including residential areas, roads and industries had the LST of 45°C. The lowest temperature was observed in the "water" class, which was followed by vegetation. Vegetation recorded a mean LST of 42.3°C. R2 was 0.63 when regression was carried out on LST and air temperature.

    Keywords: Land surface temperature, Split-window algorithm, Landsat-8, Central part of Isfahan Province
  • Z. Shirkhodaei, F. Aghayari*, H. Hasanpour Darvishi Pages 13-27

    There are new technologies such as geographic information systems (GIS) that can be effective in the optimization of irrigation water. Therefore, utilizing these resources in a desirable, effective and efficient manner to ensure sustainable development is one of the most important issues in the today's world. The aim of this study was to determine and evaluate the potential water use efficiency (WUEp) index in the plain scale by using net water requirement data, area under cultivation and yields, and to determine the comparative advantage of wheat and barley plants in Tehran, Alborz, Qom, Qazvin and Zanjan provinces by employing the geographic information system (GIS). The yields of wheat and barley products by weighted average in ArcGIS software were converted to yields in the plains scale. To calculate the potential and actual water use efficiency, we used the OPTIWAT software in order to calculate the net irrigation water and the current irrigation efficiency plains; also, the yields of wheat and barley products in the plains scale were used. Zoning water use efficiency indexes was performed by using the ArcGIS software and Kriging method. Mapping results showed a comparative advantage of crops in the west and northwest of Tehran province, south and southwest of Alborz province, southwest, north- west and center of Qazvin province, center Qom province and also, northern and southern regions of the Zanjan province, in comparison to other areas. Average potential and actual water use efficiency in the whole study area of the provinces for wheat were 1.43 and 0.58 kg m-3, respectively, while these were 1.62 and 0.65 kg m-3 for barley, respectively.

    Keywords: Wheat, Barley, Irrigation requirement, Geographic information system, Zoning
  • S. A. Banishoaib, A. Bordbar, A. A. Kamanbedast*, A. Masjedi, M. Heidarnejad Pages 29-41

    A ‘spillway’ is a structure used to provide the controlled release of flood water from upstream into downstream area of a dam. As an important component of every dam, a spillway should be constructed strongly, reliably and efficiently to be used at any moment. Labyrinth and stepped spillways are presented as appropriate modifications to those spillways hardly capable of managing the maximum potential discharge. Owing to their nonlinear crests for a given width, labyrinth and stepped spillways have a larger discharge rate than linear- crest spillways at an identical height. Compared to other energy dissipaters, the combination of stepped and labyrinth spillways is known as a very strong energy dissipater. In the following part, the combination of these two structures and their dimensional change for increasing the water- energy dissipation are addressed. To conduct this study, an experimental flume with a 90- degree bend in the Islamic Azad University of Ahwaz was used. In total, 90 experiments were conducted on three different labyrinth- shape stepped spillway models with two different lengths, three different widths, and five different discharges. Analysis of the results showed a greater energy loss reduction in triangular rather than rectangular or trapezoidal labyrinth- shape stepped spillways. In addition, energy loss was greater in labyrinth spillways with two cycles than those with one cycle. Energy loss was increased by raising the Froude number from 0.05 to 0.1; in contrast, energy loss was decreased with increasing the Froude number from 0.1 to 1.0, which was due to the submergence of steps, a decrease in the roughness of steps and an increase in the intensity of aeration.

    Keywords: Labyrinth spillway, Stepped spillway, Energy dissipation, Physical model
  • F. Jafari, H. Khademi*, H. Shariatmadari, S. Ayoubi Pages 43-54

    The production of compost and vermicompost from manure and different organic residues and also, their enrichment with some fertilizers and other treatments have been extensively investigated. However, no study has yet been conducted on the enrichment of composted and vermicomposted manure with clay minerals. This research was, therefore, carried out to investigate the selected properties of phlogopite enriched manure during the composting process with and without earthworm activity. The experiment was conducted in plastic containers with the lid under an average temperature of 27.5°C and the humidity of 42.5% using a factorial arrangement in a completely randomized design with 3 replications. Factors included levels of phlogopite addition (0%, 20% and 40% by weight), with or without the earthworm Eisenia fetida for different time periods of 1.5, 3, 4.5 and 6 months. At the end of the experiment, the total of organic carbon, nitrogen, potassium, magnesium, and iron, as well as the contraction the available magnesium, potassium and iron, was determined. The results showed that the percent of organic carbon was decreased while the total nitrogen, the total and available potassium, iron and magnesium were increased with time. The results also indicated that a significant percentage of the total content of the elements in all treatments without phlogopite was available. However, in treatments containing phlogopite, the amount of the available elements was increased slowly with time. This was Due to the weathering of phlogopite mineral and the decomposition of manure. In general, it seems that the enrichment of composted and vermicomposed manure with phlogopite can guarantee the supply of nutrients such as potassium, iron and magnesium in a longer period, as compared with the ordinary composts.

    Keywords: Phologopaite, Enriched compost, Enriched vermicompost, Eisenia fetida
  • M. Iranpour Mobarakeh*, M. Koch Pages 55-67

    Nowadays, with the increasing population in Iran, especially in arid and semi-arid areas, as a result of the growing importance of the quality of water resources, including groundwater, field experiments and many simulations have been conducted for the development of groundwater contamination through powerful and up- to- date software. However, in most cases, there is a tangible difference between the measured data in laboratories and the data produced with software; this is why the scientific validation and verification of the research results could be declined. In this study, in order to justify and correct these data, the calibration principle was used to minimize the error of testing and modeling. The purpose of this study was to validate and verify the SUTRA model for different scenarios of the solute transport in a sand tank with heterogeneous hydraulic conductivity to evaluate transverse dispersivity. In this study, coding was initially performed for the configuration and calibration of the SUTRA numerical model to simulate different scenarios of the solute transport in a heterogeneous sand Tank in the Hydraulic Laboratory of the University of Kassel, Germany, until acceptable values were obtained. Then the results were compared with the experimental model. In order to validate and verify the data obtained from the simulation with the SUTRA model, the relevant concentration profiles were compared with the results of the experimental model. The results of the numerical and laboratory models revealed the density effects by sinking the geometric center of the mixing zone for the low concentrations of salt, C0 = 250 ppm. The results also showed that the width of the mixing zone between salt and fresh water depended on the amount of longitudinal dispersivity, especially the transverse dispersivity. By analyzing the results of simulation and experiment, it was observed that with increasing the velocity, reducing the amount of sinking and raising the input concentration, the time needed to achieve the steady dispersion was decreased.

    Keywords: Solute transport, Transverse dispersivity, Salt, fresh water mixing zone, SUTRA model, Calibration, Heterogeneous sand tank
  • L. Piri Moghadam*, A. Vaezi Pages 69-82

    Sloping farmlands are the major sources of soil, water and nutrient losses in arid and semi-arid regions. Information about the impacts of different tillage practices on soil erosion, nutrient loss and crop nutrient uptake on the sloping farmland of semi- arid soil is, however, limited. This study was carried out to investigate the effects of tillage direction on soil, water, nitrogen and phosphorous losses and their uptake by plant in a rainfed wheat land. Field experiments were conducted in two tillage directions: downslope tillage and contour line tillage with four fertilization treatments: control, urea, triple superphosphate, and urea + triple superphosphate at the field plots with 1.75 m ´ 8 m in dimensions by using the randomized completely block design at three replications in Zanjan Township during 2014-2015. According to the results, Significant differences were found between the two tillage practices in soil loss (P < 0.001), water loss (P < 0.001), nitrogen loss soil loss (P < 0.001), and nitrogen uptake by wheat grain (P < 0.001), while phosphorous loss and its uptake did not show any statistically significant difference. Soil and water loss in the downslope tilled plots was 1.65 and 2.50 times higher than the contour line tillage, respectively. Nitrogen loss in the downslope tilled plots was 1.29 times more than that in the contour line tilled plots. Nitrogen loss in the plots was attributed to soil and water loss, so significant relationships were observed between nitrogen loss and soil loss (R2 = 0.59) and water loss (R2 = 0.55). This study, therefore, revealed that the tillage direction is an important factor controlling runoff, soil loss, and nitrogen loss and its uptake by wheat in the rainfed lands of semi-arid regions. Application of the contour tillage is, therefore, the first step to conserve soil and water and to improve soil productivity in these regions.

    Keywords: Nutrient uptake, Tillage, Contour line, Water loss, Soil loss
  • E. Shaker*, S. M. Kashefipour, M. Shafai Bajestan Pages 83-98

    Erosion under the conveying pipeline affected by river flow at the cross to rivers is one the important reasons for breaking the pipelines that can lead to leakage. While the mechanism of erosion under the conveying pipeline in steady flow has been studied by many researchers, studies have shown the importance of scouring research in flood times under unsteady conditions. So, this study has been concerned with the investigation of bed river erosion under the conveying pipeline at the conflict of river in unsteady condition. To achieve this aim, some effective hydrograph’s parameters were changed in different scenarios and the results were compared to the steady condition. The result showed the erosion’s ratio of unsteady condition to steady one was 34 to 69 percent. Also, the rise of flood hydrograph’s peak led to increasing depth erosion from 7% to 22%.

    Keywords: Scour, Unsteady current, Pipeline, Hydrograph
  • A. M. Ghaeminia, M. A. Hakimzadeh*, R. Taghizadeh Mehrjardi, F. Dehghani Pages 99-112

    One of the reasons for soil salinization is the accumulation of salts in it by transmission through water and wind. In order to investigate the phenomenon of transfer of salts with dust in the arid regions of the north of Yazd- Ardakan plain, field samples were taken using 32 MDCO sediments traps with uniform dispersion in an area of 20,000 hectares at some stage in 4 seasons of 2017. After washing the sediment collector with a liter of distilled water in the field and transferring the samples to the laboratory, for the quantitative analysis of saline dust, similar to measuring the Water Electrical Conductivity (ECw), the Total Soluble Solids (TDS) were additionally measured through evaporation technique. The form and distribution of the dust particle size were additionally investigated using a Scanning Electron Microscope (SEM) tool. Within the qualitative examine of salts, effective cations and anions in salinity including Na+, K+, Ca++, Mg++, C1-, HCO-3 and SO-4 were measured The results confirmed that, in general, the fallout was 11.1 g.m-2 of soluble material with dust particles (13.28%) in the course of only 12 months. Particles with a diameter of 5 to 10 microns were the most frequent. Considering the high correlation between C1- and Na+ in the spring, autumn and winter, due to the high correlation between Ca++ and SO-4 in summer dust, sodium chloride (NaCl) and gypsum (CaSO4) 2H2O)), the most abundant composition of dust- containing salts could be expected in these seasons. By determining the percentage of solutes in the fallout dust, it was observed that the impact of the amount of the deposited salt from dust was slight and insignificant in the short time period; with the assumption of no change in the rate of subsidence, it was anticipated that it would explain the poor salinity in non- saline mass soils for up to 10 cm in 72 years. In general, the capability of airborne salt in increasing the soil salinity in the study area can be in long- term periods. Therefore, it is recommended to investigate other environmental effects of this phenomenon in order to identify its hazards.

    Keywords: Saline dust, Desertification, Wind erosion, Dryland
  • B. Noori, H. Noori, Gh. Zehtabian, A. H. Ehsani, H. Khosarvi*, H. Azarnivand Pages 113-127

    Due to the impact of climate change on the plant water demand and the availability of water, especially in drylands, it is vital to estimate the evapotranspiration rates accurately. In this study, the vegetation status in the marginal desert areas of Varamin Plain was studied, and the actual evapotranspiration and water demand of intercropped farms were assessed. This study also evaluated the potential relationship between the evapotranspiration of different agricultural lands and their vegetation index using remote sensing techniques. A collection of satellite images from Landsat 7 in consecutive seasons was used to determine the greenness rate of marginal desert areas during 2013 and 2014. ENVI software was used for the image processing, which included geometric corrections and atmospheric corrections, to develop NDVI maps. Also, weather data and crop properties of Varamin Plain were collected, and the actual evapotranspiration rate of plant cover was estimated using CropWat. The correlation between NDVI extracted from satellite images and the evaluated evapotranspiration rate was assessed. The results showed a strong relationship between evapotranspiration of heterogeneous agricultural lands and NDVI. This confirmed that the NDVI derived by remote sensing approach could be a useful index to evaluate vegetation status and water demand of farmlands in the desert borders.

    Keywords: Evapotranspiration, Remote sensing, NDVI, FAO- Penman- Monteith, Varamin plain
  • A. Ebrahimi*, M. Shayannejad, M. Reza Mosaddeghi Pages 129-139

    Wetting pattern in a trickle irrigation system is one of the most important characteristics that should be taken into consideration for designing the irrigation systems. Improving the dimensions of the wetting pattern will increase the water use efficiency and irrigation systems. The objective of this study was to investigate the effect of rice husk and its biochar application on the wetting pattern in a silty clay soil under surface trickle irrigation. A box with the length of 200, the width of 50 and the height of 100 cm was used. To easily fill and empty the model, it was filled up to a height of 50 cm. The rice husk and its biochar were added to the soil at the rates of 0, 1 and 2 mass percentages based on a factorial arrangement of the treatments in a completely randomized design with three replications. Biochar was prepared in a special furnace at 500°C without oxygen. The experiments were done with a flow rate of 4 liters per hour with the irrigation time of 3 hours. The results of the analysis of variance showed that the organic treatments increased the soil water content in the range of field capacity to a permanent wilting point; the highest increase was observed for the biochar 2% treated soil. Also, the addition of rice husk and biochar in the silty clay soil reduced the horizontal advance and increased the vertical advance wetting pattern.

    Keywords: Biochar, Rice husk, Surface trickle irrigation, Wetting pattern
  • H. Owliaie*, F. Mehmandoost, E. Adhami, R. Naghiha Pages 141-154

    The conversion of forests to agricultural lands generally has damaging effects on soil qualitative indices. This study was conducted to investigate the effects of land use change on the physico- chemical and biological characteristics of the soils of Mokhtar Plain, Yasouj Region. Five soil samples (0- 30 cm) were taken from three land uses of dense forest, degraded forest, and dry farming. The physical, chemical and biological analyses were carried out in a completely randomized design. The results showed that by following the change in the forest land use to dry farming, the EC (56%), organic matter (67%), total nitrogen (71%), exchangeable potassium (48%), Basal respiration (42%), exhaled respiration (63%), fungi community (23%), acid phosphatase (59%), and alkaline phosphatase (79%) were decreased in the dry farming land use. However, the bacterial community (20%) and pH (5%) were increased in the dry farming land use and the amount of available phosphorus did not show any significant difference, as compared to the dense forest. In general, it can be concluded that by following forest degradation and change in land use, soil organic matter and its related indices, especially biological ones, are more affected. So, in order to maintain soil quality, appropriate management practices such as managed land use change, avoidance of tree cutting, especially on steep slopes, preventing of overgrazing, and addition of organic matter should be carried out in dry farming land use.

    Keywords: Soil enzymes, Soil respiration, Soil quality, Soil nutrients
  • R. Vahedi, M. H. Rasoili Sadaghiani* Pages 155-170

    Synergistic relationships between mycorrhizal fungi (AMF) and organic compounds affect the mobility of the micronutrient elements in the rhizosphere and improve their bioavailability. In order to evaluate the effect of biochar and pruning waste compost of apple and grape trees, as well as AMF, on micronutrient bioavailability in calcareous soil at the wheat rhizosphere, an experiment was carried out in a completely randomized design under greenhouse conditions in a rhizobox study. Some factors including the organic sourses (pruning waste biochar, pruning waste compost and control), microbial inoculation (AMF and no inoculation) were considered. At the end of the growth period, Organic matter (OM) content and bioavailability of micronutrients including iron (Fe), Zinc (Zn), Copper (Cu) and Manganese (Mn) in the rhizosphere and their uptake by wheat plant were determined. The results indicated that OM, Fe, Zn, Mn and Cu were significantly increased in the rhizosphere soil under the influence of organic sources and mycorrhizal inoculation. Furthermore, biochar application in the mycorrhizal tratment resulted in 74.73% and 19.28% increase in Fe and Mn, as compared to non-inoculated conditions, in rhizosphere. The presence of mycorrhizal fungi increased the bioavailability of 94.66% and 29.54% Zn and Cu in the compost treatment, as compared to non-inoculated ones. Application of organic sources and mycorrhizal inoculation increased the micronutrient uptake and plant dry weight.

    Keywords: Organic matter, Micronutrient elements, Rhizosphere, Wheat
  • N. Enayatizamir*, M. Noruzi Masir, A. Ghadamkhanii Pages 171-181

    The soil organic matter plays an important role in increasing agricultural products and various nutrient cycle in the soil due to its effect on the physical, chemical and biological properties of soil. There is, however, little information regarding the effect of growth promoting bacteria on biological indices and different forms of carbon in agricultural soils of the country. Therefore, this study was aimed to investigate the effect of plant growth promoting bacteria on soil respiration, microbial quotient, organic carbon, microbial carbon biomass, permanganate oxidizable carbon, cold water extractable organic C, and hot water extractable organic C under the cultivation of wheat, Chamran cultivar. The experiment was conducted in greenhouse condition as a randomized complete design with 9 replications. Treatments consisted of bacterium inoculation (without inoculation, Enterobacter cloacae Rhizo_33, Enterobacter cloacae Rhizo_R1and mixof both bacteria). During the experiment, some characteristics such as plant height and chlorophyll index were measured. At the end of the cultivation period, root and aerial part dry weight and grain yield were determined. Biological properties and different forms of carbon in the soil were measured after cultivation. The results indicated the applied plant growth promoting bacteria increased chlorophyll index, height, root and shoot dry weight and grain yield, as compared to the control. The minimum value of pH and the highest amount of each carbon forms were obtained by soil inoculation with different strains of bacteria, as compared to the control. The highest value of organic carbon was observed in the presence of the consortium of both bacteria with 22.7% increase, as compared to the control. The highest amount of microbial carbon biomass was, respectively, measured in the treatments containing consortium of bacteria, Enterobacter cloacae Rhizo_R1, Enterobacter cloacae Rhizo_33 with 87.67, 42 and 26.5% increment, as compared to the control. A positive and significant correlation was observed between cold and hot water extractable organic carbon, dissolved organic carbon and permanganate oxidizable carbon with soil respiration and there was a negative correlation between mentioned properties and the soil pH. The use of microbial inoculants increased the carbon content of the soil, which can play a positive role for improvement of  physical and chemical properties of the soil and plant yield.

    Keywords: Bacterium, Biomass, Dissolved carbon, Respiration, Yield
  • N. Ehtemae, N. Ghanavati*, A. Nazarpour, T. Babaenejad, M. James Watts Pages 183-197

    Long- term exposure to street dust because of the potential toxicity of heavy metals can cause harmful effects on the human's health by inhalation, ingestion and dermal contact. In this study, 25 dust samples were collected from the sidewalks of the main streets of Ilam and analyzed by inductively coupled spectroscopy (ICP- OES) method. The mean concentration of the studied metals was: Pb (58.80), Zn (213.24), Cu (63.12), Cr (45.84), Cd (0.37), Ni (43.73) V (30.92) and As (5.00) (mg / kg). Based on the average value of the potential ecological risk (Er), the heavy metals of Pb, Zn, Cu, Cr, Ni and V had a low ecological risk and Cd showed a moderate one. The highest non- carcinogenic risk (HQ) in children and adults was related to As through ingestion and Cr through the dermal contact pathway; on the other hand, the lowest amount was due to the Cd via the inhalation. Cumulative non- carcinogenic hazard (HI) of all heavy metals in the street dust have been found to be higher for children rather than adults. In both age groups, Cr and Pb had the highest and lowest risk of carcinogenicity (RI), respectively. The obtained results, therefore, indicate that the main source of heavy metals in the study area is anthropogenic sources such as traffic, industrial facilities and fossil fuels burning.

    Keywords: Street dust, Heavy metals, Carcinogenic, Ilam
  • M. Mokari*, H. Dehghan, M. Taherian Pages 199-213

    In order to investigate the effect of new deficit irrigation strategies on the quantitative characteristics and water productivity of two field grown corn cultivars, a split plot experiment was conducted as a randomized design in three replications. The irrigation treatments included full irrigation treatment (FI), static deficit irrigation (SDI), dynamic deficit irrigation (DDI), static partial root zone drying irrigation (SPRD), which received 75% of ET during the growth period, dynamic partial root zone drying irrigation (DPRD), which received 90% of ET in the first one- third of the growth period, 75% of ET in the second one- third of growth period, and 50% of ET in the last one- third of the growth period. The results showed that there were significant differences between irrigation strategies. The SDI, DDI, SPRD and DPRD irrigation treatments decreased the corn yield by 18%, 27%, 49% and 53%, as compared to FI, respectively. The results also showed that there were no significant differences between cultivars. Compared to FI, the SDI increased WP by 14%, but DDI, SPRD and DPRD decreased WP by 3%, 19% and 44%, respectively. According to economic analysis, irrigation optimum depth for the maximum net profit was obtained to be 858.5 mm. In general, the SDI strategy is recommended in the study area.

    Keywords: New deficit irrigation strategies, Optimized irrigation depth, Production function, Water use productivity
  • M. Najafi Ghiri, H.R. Boostani*, A. R. Mahmoodi, F. Dehghanpoor, M. Besh Pages 215-225

    Astragalus fasciculifolius is one of the most distributed plant species in the arid and semiarid regions of southern Iran. It may be well grown on roadside. This investigation was carried out to study the effect of road and its traffic intensity on the soil physicochemical properties and plant nutrients availability of roadside and to monitor the concentration of nutrients in the aerial parts of Astragalus fasciculifolius. Thirty soil and plant samples from roadside and 100 m distance from road were randomly collected and some physicochemical soil properties and nutrients availability were determined. Concentrations of the nutrients in the aerial parts of the plants were also determined. The results indicated that roadside soils had more sand and calcium carbonate equivalent than the adjacent lands. Soils of the main roadside had less K and more Fe, Mn, Zn and Cu than the adjacent lands; this difference in local road was observed only for Fe and Cu. Nutrients concentration in the aerial parts of the plants was affected by road, and P, K, Mn and Zn showed significant increases in the roadside plants. Concentrations of P, Fe, Zn and Cu in plants grown in main roadside and concentrations of Fe and Zn in plants grown in the local roadside were correlated with their contents in the soils. The effect of roads on soil properties change and nutrients availability may be related to the addition of road bed and emission of vehicles. Generally, it could be concluded that roadside soils had more suitable water and nutrition conditions for the growth of Astragalus fasciculifolius, as compared to the soils of the adjacent lands.

    Keywords: Potassium, Zinc, Copper, Manganese, Traffic intensity
  • S. Janatrostami*, H. Mahmoudpour Pages 227-240

    One of the main sources of greenhouse gas (GHG) emissions is the use of energy for groundwater pumping. Reducing energy consumption is very important to achieve the environmental sustainability and decrease the climate change impacts. In this paper, the amount of greenhouse gas emissions from groundwater pumping in the Guilan’s aquifers was investigated. Firstly, groundwater depletion and the types of pumps for water pumping were examined in the current condition; then, the values of consumed energy, GHG emissions and climate change indicator of the current condition were estimated. The primary investigations showed that 55 percent of wells in the studied region had a diesel engine pump, while 51.3 percent of the required energy for groundwater pumping was supplied by electric pump. Calculated total GHG emissions and the value of climate change indicator in the current condition were equal to 8.98 and 7.59 Milion kg CO2 eq , respectively. In order to achieve environmental sustainability and energy security, scenarios of replacing electric pumps and applying solar energy were examined. The results of the scenarios showed that diesel fuel wells had no significant effect on the reduction of greenhouse gas emissions, but the use of solar energy reduced them. GHG emissions, in comparison with the base scenarios, were decreased by 44.4% in June, July and August, respectively, by applying the scenario of using the solar pump in agricultural section. Therefore, it is preferred to apply policies in future planning to use renewable energies such as solar energy instead of diesel and electricity energy.

    Keywords: Aquifer, GHG emission, Solar energy, Climate change, Water pump
  • M. Arabfard*, A. Shahnazari, M. Ziatabar Pages 241-252

    Localized irrigation methods can be used to manage low water holding capacity in the sandy soils. In this research, the effects of different irrigation systems including pot, tape and drip irrigation with gravity pressures of 0.5, 1.5 and 3 meters on the sandy soil moisture distribution under watermelon cultivation were compared with the furrow irrigation as the control treatment. The moisture content of the soil at different depths and at the distance of 5 and 20 cm from the plant was measured using the TDR device. Water distribution study showed that in the pot irrigation method, the moisture content of different depths of soil was kept constant by 16% during the irrigation interval, but the highest moisture content was observed in gravitional drip irrigation treatment at the depths of 40, 50 and 60 cm; in contrast, the lowest amount of moisture was observed in the pot irrigation treatment. In tape and gravitional drip irrigation system with gravity pressure, in addition to the adjustment soil moisture up to 15 to 22% within the wetting front, soil moisture can be kept almost constant by pulsed irrigation technique. Therefore, while providing the use of drip irrigation system with minimum water pressure available in most of the agricultural land (0.5 m), using pot irrigation can ensure sandy soil moisture retention and soil for the cultivation of fruits such as watermelon plants.

    Keywords: Localized irrigation, Moisture pattern, Light soil, Gravity water pressure
  • A. Lotfi*, M. Mamaghninejad Pages 253-265

    Constructed wetland as a purification system plays an important role in water and wastewater treatment and so many research studies have been conducted to examine their efficiency for wastewater treatment. The aim of this study was to evaluate the efficiency of constructed wetland for Arak wastewater treatment plant. In this research, the efficiency of three horizontal subsurface constructed wetlands built with 3*12 meters in dimensions and 1 meter in depth was examined. In these constructed wetlands, two plants including Common reed (Phragmites australis) and Cattails (Typha latifolia) were planted and one unit was left unplanted. TSS, COD, BOD and TC parameters were measured in the 2 week samples and the results were analyzed by SPSS and Excel. The results showed that the type of vegetation had no significant influence on the organic matter removal in the subsurface constructed wetlands; however, the removal efficiencies in the planted constructed wetlands were more than those in the unplanted control one. The TSS, COD, BOD, FC and TC removal efficiency in the constructed wetlands changes was 79%, 60.7%, 45.6%, 86.1% and 90.1%, respectively, for Common reed wetland and 77%, 61.4%, 59.8%, 92.4% and 93.1%, respectively, for Cattails wetland; thee were 69%, 44.5%, 43%, 83.6% and 88.8% for the  unplanted wetland, respectively. The results of this research also showed that the organic matter removal was dependent on the influent organics nature and biodegradability. The organic concentration in the wetland effluents met the Iranian regulation limits for different reuse applications, showing the constructed wetland could be a suitable technology for wastewater treatment in Iran.

    Keywords: Urban wastewater, Constructed wetland, Wastewater treatment, Common red, Cattail
  • F. Yosevfand*, S. Shabanlou Pages 267-283

    In this study, the groundwater level (GWL) of the Sarab Qanbar region located in the south of Kermanshah, Iran, was estimated using the Wavelet- Self- Adaptive Extreme Learning Machine (WA- SAELM) model. An artificial intelligence method called “Self- Adaptive Extreme Learning Machine” and the “Wavelet transform” method were implemented for developing the numerical model. First, by using the autocorrelation function (ACF), the partial autocorrelation function (PACF) and the effective lags in estimating GWL, eight distinctive SAELM and WA- SAELM models were developed. Later, the values of the observational well were normalized for estimating GWL. Next, the most optimized mother wavelet was chosen for the modeling. By evaluating the results of SAELM and WA- SAELM, it was concluded that the WA- SAELM models could estimate the values of the objective function with higher accuracy. Then, the superior model was introduced, showing that it could be very accurate in forecasting the GWL. In the test mode, for example, the values of R (correlation coefficient), Main absolute error (MAE) and the NSC- Sutcliffe efficiency coefficient (NSC) for the superior model were calculated to be 0.995, 0.988 and 0.990, respectively. Furthermore, an uncertainty analysis was conducted for the numerical models, proving that the superior model had an underestimated performance.

    Keywords: Groundwater level, Self- Adaptive Extreme Learning Machine (SAELM), Uncertainty analysis, Wavelet transform
  • V. Rahdari*, A. Soffianian, S. Pormanafi, H. Ghayomi Mohammadi, S. Maleki, V. Pormardan Pages 285-297

    In this study, to evaluate the rain- fed land capability in the west of Gavkhooni basin and Plasjn sub- basin, a multi- criteria evaluation method was used. First, by reviewing the literature and expert knowledge, proper data were determined. Criteria and constraint were standardized by Fuzzy and Boolean methods repeatedly and the criteria weights were determined using the analytic hierarchy process. Calculated weights showed that soil and climate criteria with 0.27 and 0.26 had the highest weights among other criteria. Criteria and constraints were combined by considering criteria weights and using the weighted linear combination method; then the rain- fed land capability model was prepared. By re- classing the prepared model, the rain- fed land capability map was produced in 6 capability classes. The results showed that 178430 hectares of the study area was related to very high and high rain- fed capability classes. To determine the rain-fed agriculture sustainability, rain- fed agriculture locations were determined in each land rain- fed capability map. The results showed that 19686 hectares of rain- fed areas were located in high and very high capability and 5999 hectares were the in lower classes.

    Keywords: Rain- fed agriculture, Land capability, Soil, Water, Weighted linear combination, Plasjan
  • M. Noshadi*, A. Ahadi Pages 299-312

    Groundwater supplies a major portion of two basic human needs: drinking and agricultural water. Forecasting, monitoring, evaluating the performance and planning of this vital resource require modelling. The lag time of the groundwater level fluctuations against the rainfall is one of the essential data of the models. The purpose of the present study was to evaluate the piezometers behaviour by using the Pearson cross-correlation method between SPI and GRI indices in the Shiraz alluvial plain in order to determine the mentioned lag time. The results showed a similar behaviour for 86.2% of the piezometers. In 79.3% of the piezometers, groundwater level was declined one month after the rainfall event. The best correlation coefficient between the aforementioned indices was observed along the southwestern to the northeastern axis of the plain. The northern alluvial plain has a better correlation, as compared to the southern section because of the northern-southern slope of the plain. The central area of the plain had the highest correlation coefficient. The maximum correlation coefficients occurred at a time scale of 48 months. Also, since 2004, due to the decline in the atmospheric precipitation in the Shiraz plain, the SPI index has surpassed the drought level, although the trend has not been significant. However, the GRI does not follow this trend, showing a significant hydrological drought. The reason can be the disproportionate water extraction to recharge ratio in the alluvial aquifer of the plain.

    Keywords: Lag time, SPI, GRI indices, Pearson cross correlation, Groundwater level fluctuations
  • H. Ghorbani*, A. Vali, H. Zarepour Pages 313-328

    Drought as a natural hazard is a gradual phenomenon, slowly affecting an area; it may last for many years and can have devastating effects on the natural environment and in human lives. Although drought forecasting plays an important role in the planning and management of water resource systems, the random nature of contributing factors contributing to the occurrence of and severity of droughts causes some difficulties in determination of the time when a drought begins or ends. The present research was planned to evaluate the capability of linear stochastic models, known as multiplicative Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average (SARIMA) model, in the quantitative forecasting of drought in Isfahan province based on the Standardized Precipitation Index (SPI). To this end, the best SARIMA models were chosen for modelling the monthly rainfall data from 1990 to 2017 for every 10 synoptic stations in Isfahan province to forecast their monthly rainfall up to five years. The monthly time scale SPI values based on these predictions were used to assess the drought severity of different stations for the 2018- 2022 time period. The station results indicated a weak drought at the 2019- 2022 period for Isfahan, Kashan and Naeen, a severe drought in 2019 for Ardestan and Golpaygan, and a weak one in 2019 for the East of Isfahan, KabootarAbad and Shahreza stations. All other stations, except Golpayegan, Isfahan, Kashan and Naeen, faced a severe drought in 2018.

    Keywords: Drought, Isfahan province, SARIMA model, SPI index, Time series
  • A. Rigi Karvandri_A. Mehraban*_H. R. Ganjali_KH. Miri_H. R Mobser Pages 329-339

    Water scarcity is the most important factor constraining agricultural production all over the world and water shortage in agriculture must be established to use the deficit irrigation. In order to study the effects of the regulated deficit irrigation and partial root zone drying on the growth traits of Rosmarinus Officinalis L., an experiment was conducted in the center of seed and plant production of IranShahr municipality in 2017. The experiment treatments were arranged as a randomized complete block design with three replications. The irrigation regimes consisted of full irrigation, regulated deficit (RDI75 and RDI55) and partial root zone drying irrigation (PRD75 and PRD55). The results showed that deficit irrigation at 75 and 55 percent of full irrigation resulted in saving 18.6 and 34.3 percent of water consumption, respectively. Comparison of full irrigation and PRD75 showed that dry weight, height of plants and number of shoots per plant were decreased by 6.7, 14.3 and 12.1 percent, respectively. However, proper development of root in PRD75 increased 12.9 percent of water productivity. Therefore, by considering the problems of water scarcity, it is possible to provide PRD75 as a superior treatment and a suitable strategy to cope with the water crisis in order to move towards a sustainable agricultural system.

    Keywords: Partial root zone drying irrigation, Regulated deficit irrigation, Water productivity
  • Z. Moradi, E. Solgi* Pages 341-353

    Sediments are the sink where various contaminants accumulate; they are an inseparable component of ecosystems; among heavy metals are very important because of their harmful effects on the ecosystems and their long extremely long persistency. The present study was conducted to determine the concentration and contamination degree of heavy metals (Iron, Zinc, Copper, Manganese and Nickel) in the coastal sediments of Bushehr Port. In order to sampling sediments, a distance of 10 km was considered. Acid digestion method was used to prepare the samples for metal analysis. Also, the physical properties of the sediments were measured using the standard methods. The metal enrichment and contamination status in the sediments were determined using the contamination degree (Cd), the modified degree of contamination (mCd), the contamination factor (CF), the enrichment factor (EF), and the geoaccumulation index (Igeo). Based on the results, the distribution of heavy metals in sediments were obtained as Ni Fe> Mn > Zn > Cu >. In the present study, due to the distance between Asalouyeh and Bushehr port, a low nickel concentration was obtained. The results of Igeo and other indices showed that the surface sediments of the study were uncontaminated. Comparison of heavy metals in Bushehr Port sediments with sediment quality standards showed that the concentration of metals in this study was less than the standard levels. As a result, the Coastline of Bushehr port was not contaminatied with iron, zinc, copper, manganese, and nickel metals. The study, therefore, indicated that although there were slight changes in these indices, the combination of the indices could give us a comprehensive cognition of heavy metals risks in the surface sediments of the Bushehr Port.

    Keywords: Heavy metals, Coastal sediments, Muller index, Enrichment coefficient, Bushehr port
  • E. Ebrahimi*, M. Zare Shahraki, O. Farhadian, Y. Keivany Pages 355-365

    Benthos play an important role in the transmission of primary production and organic material (detritus) accumulation of the substrate in the water ecosystems to the higher levels of food chain. Also, they are used as biological indicators to evaluate the effect of pollutants caused by human activities on water ecosystems. To evaluate the benthic communities of Zayanderood Dam Lake, 4 sampling stations were selected on the lake; then, during the year 2014, seasonal sampling at each station was performed. The sampling was carried out by using the sediment sampler instrument with the dimensions of (20 cm × 20 cm). The average temperature of surface and deep water in the Zayanderood Dam Lake during the study was estimated to be 15.6 ± 2.4 and 8.9 ± 1.8°C, respectively. The average concentration of dissolved oxygen in the surface and deep water was varied from 10.3 ± 0.6 to 8.1 ± 0.7 mg/L, respectively. Totally, 2165 samples of benthos were collected and identified in the Zayanderood Dam Lake, belonging to 3 classes, 6 orders and 5 families. The maximum number of samples belonged to Tubifex, Naididae and Chironomidae genera. The dominant genus was Tubifex in all stages. According to this study, therefore, it seems that the structure of substrate, the amount of nutrients, grazing pressure and hydrostatic pressure are the most important environmental factors that can affect benthic community in the Zayanderood Dam Lake.

    Keywords: Benthos, Population structure, Biological indicator, Ecosystem, Zayanderood dam lake
  • Y. Sabzevari, A Nasrollahi* Pages 367-381

    One of the ways to increase water productivity in agriculture is the use of new irrigation systems; for the precise design of these systems, water quality assessment is needed. The purpose of this study was to study the groundwater quality of Khorramabad plain for the implementation of drip irrigation systems. The qualitative indices of EC, SAR, TDS, TH, Na and pH were related to the statistical years 2006-2012. In this research, the data were normalized first and it was determined that the data were abnormal; so, the logarithmic method was used for normalization. To evaluate the groundwater quality of the area, land use methods were used. Among different methods, the ordinary kriging interpolation method with the least root mean square error for all parameters was used. Quality zoning maps showed that in the north and southwest, EC and SAR concentrations were in poor condition in terms of qualitative classification. TDS had a concentration of more than 4000 milligramrels, and Na had a concentration of more than 15 milligrams / ltr. In these areas, TH with the concentration of more than 730 mg / l had the highest contamination; in the central area of the plain, there was a higher risk of carbonate sediments. LSI rates in the western regions were more than one, which included about 12% of the plain; there were restrictions on the implementation of droplet systems in these areas. The best quality for implementing these systems was located in the south-east of the plain, covering 19% of the plain. Finally, the integrated map of qualitative characteristics showed that the maximum concentration of qualitative characteristics was located in the northern, central and southern regions, which included 62.29% of the plain area.

    Keywords: Drip systems, Eclipse dropper, Langeir saturation index, Groundwater quality
  • M. A. Ansari, A. Egdernezhad*, N. A. Ebrahimipak Pages 383-394

    This study was conducted to evaluate AquaCrop for the simulation of potato yield and water use efficiency (WUE) under different water stress values at five levels (E0, E1, E2, E3 and E4, indicating 100, 85, 70, 50 and 30 percent of crop water needed, respectively) in three times during growth cycles (T1, T2, and T3, indicating 50, 100, and 150 days after sowing, respectively). The results showed that AquaCrop had overestimated and underestimated error for the simulation of yield and WUE, respectively. Based on RMSE and NRMSE values, the errors for yield and WUE were acceptable. The maximum and minimum error were also 0.3 (E1T3) and 3.15 (E1T2), respectively. The results obtained for WUE showed that the maximum and minimum were 0.53 (E3T2) and 0.03 (E4T2), respectively. The average differences between simulated and observed results (ADSO) of WUE for E1, E2, E3 and E4 were 0.24, 0.25, 0.19, and 0.44 ton.ha-1, respectively; the ADSO of yield for T1, T2, and T3 was 0.19, 0.36, and 0.22 ton.ha-1, respectively. Therefore, AquaCrop showed a high error for WUE when water stress was increased and crop was in its initial crop growth.

    Keywords: AquaCrop model, Potato yield, Crop modeling, Water stress
  • H. Siasar*, T. Honar, M. Abdolahipour Pages 395-410

    The estimation of reference crop evapotranspiration (ETo) is one the important factors in hydrological studies, irrigation planning, and water resources management. This study attempts to explore the possibility of predicting this key component using three different methods in the Sistan plain: Generalized Linear Models (GLM), Random Forest (RF) and Gradient Boosting Trees (GBT). The maximum and minimum temperature, mean temperature, maximum and minimum humidity, mean humidity, rainfall, sunshine hours, wind speed, and pan evaporation data were applied for years between 2009 to 2018. Using various networks, the ETo as output parameter was estimated for different scenarios including the combination of daily scale meteorological parameters. In order to evaluate the capabilities of different models, results were compared with the ETo calculated by FAO Penman-Monteith as the standard method. Among studied scenarios, M1 covering the maximum number of input parameters (10 parameters) showed the highest accuracy for GBT model, with the lowest RMSE (0.633) and MAE (0.451) and the maximum coefficient of regression (R = 0.993). Air temperature was found as the most sensitive parameters during sensitivity analysis of studied models. It indicated that accuracy and precision of temperature data can improve the results. Application of the GBT model could decrease the time consumed to run the model by 70%. Therefore, the GBT model is recommended for estimation of ETo in the Sistan plain.

    Keywords: FAO Penman-Monteith method, Meteorological parameters, Sensitivity analysis, Air temperature
  • M. Moradizadeh, K. Shirani* Pages 411-427

    Water resources management depends on the precise assessment of water storage and access in each region, as well as environmental interactions of these resources. The man objective of this study was to delineate the potential zones of groundwater storage using FAHP. Mapping and assessment of it required maps of geomorphology, drainage, density, lineament density, slope and vegetation, which were initially prepared as the input layers in FAHP; the appropriate weights were attributed to them based on FAHP. Potential zones of ground water were classified into five classes of poor, average, good, very good and excellent. The number and density of available wells and springs in the study area dealt with the potential of the region for groundwater storage. So, ROC was used to assess the validation of results, considering spring points as signs of water resources. According to the results, classes of very good, good, average, weak, and very weak were ranked as the first to the last in terms of privilege order with an area of 37.7, 55, 40, 107, and 98.4 square kilometers, respectively.

    Keywords: Prioritization, Groundwater, Weighting, AHP