فهرست مطالب

  • سال پنجاه و یکم شماره 1 (فروردین 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/01/25
  • تعداد عناوین: 20
|
  • فاطمه سلیمی مستعلی، مریم حافظ پرست، فرهنگ سرگردی* صفحات 1-12

    باتوجه به افزایش جمعیت، کمبود و محدودیت شدید منابع آب در کشور، یکی از گام های اساسی در زمینه ی مدیریت و برنامه ریزی منابع آب بهینه سازی مخازن و تغییر الگوی کشت می باشد. در تحقیق حاضر با استفاده از دبی (40 ساله) رودخانه کمیش در مدل WEAP به شبیه سازی مخزن سد هرسین که در فاز مطالعاتی قرار دارد پرداخته شد. ابتدا با در نظر گرفتن الگوهای کشت مختلف، مقدار اطمینان پذیری نیازهای شرب، صنعت، کشاورزی و زیست محیطی محاسبه و الگوی کشت مناسب که پایداری بیشتر سیستم را به همراه دارد انتخاب شد. سپس در مدل LINGO بهینه سازیبا هدف حداقل کردن کمبود نیازهای پایین دست سد صورت گرفت. براساس نتایج شبیه سازی، میانگین سالانه ی درصد تامین نیازهای زیست محیطی،اراضی قطره ای باغی، اراضی بارانی زراعی و آبخور از فاضلاب به ترتیب 98/98، 51/87، 79/89 و 63/95 برآورد شد، این مقادیر در مدل بهینه ساز برابر با 100، 99/99، 21/99 و 12/99 بود که نشان می دهد درصد کمبودها کمتر از 1 % می باشد. میانگین حجم سرریز در مدل های شبیه سازی و بهینه سازی 13/7 و 09/4 میلیون مترمکعب در سال محاسبه شد، که نشان داد حالت بهینه نسبت به شبیه سازی کمترین هدررفت آب را داشته است. بنابراین با برنامه ریزی و مدیریت درست می توان تا حد قابل توجهی مقدار کمبودها را بخصوص در زمینه کشاورزی کاهش داد. باتوجه به افزایش جمعیت، کمبود و محدودیت شدید منابع آب در کشور، یکی از گام های اساسی در زمینه ی مدیریت و برنامه ریزی منابع آب بهینه سازی مخازن و تغییر الگوی کشت می باشد. در تحقیق حاضر با استفاده از دبی (40 ساله) رودخانه کمیش در مدل WEAP به شبیه سازی مخزن سد هرسین که در فاز مطالعاتی قرار دارد پرداخته شد. ابتدا با در نظر گرفتن الگوهای کشت مختلف، مقدار اطمینان پذیری نیازهای شرب، صنعت، کشاورزی و زیست محیطی محاسبه و الگوی کشت مناسب که پایداری بیشتر سیستم را به همراه دارد انتخاب شد. سپس در مدل LINGO بهینه سازیبا هدف حداقل کردن کمبود نیازهای پایین دست سد صورت گرفت. براساس نتایج شبیه سازی، میانگین سالانه ی درصد تامین نیازهای زیست محیطی،اراضی قطره ای باغی، اراضی بارانی زراعی و آبخور از فاضلاب به ترتیب 98/98، 51/87، 79/89 و 63/95 برآورد شد، این مقادیر در مدل بهینه ساز برابر با 100، 99/99، 21/99 و 12/99 بود که نشان می دهد درصد کمبودها کمتر از 1 % می باشد. میانگین حجم سرریز در مدل های شبیه سازی و بهینه سازی 13/7 و 09/4 میلیون مترمکعب در سال محاسبه شد، که نشان داد حالت بهینه نسبت به شبیه سازی کمترین هدررفت آب را داشته است. بنابراین با برنامه ریزی و مدیریت درست می توان تا حد قابل توجهی مقدار کمبودها را بخصوص در زمینه کشاورزی کاهش داد.

    کلیدواژگان: اطمینان پذیری، بهینه سازی، سد هرسین، ویپ، لینگو
  • محمدصادق کشاورز، حامد ابراهیمیان*، فریبرز عباسی* صفحات 13-23

    در روش آبیاری جویچه ای با انتهای باز تلفات آب به صورت رواناب معمولا زیاد است که موجب هدر رفتن حجم زیادی از آب ورودی به جویچه ها می شود. از این رو ارایه راه حل مناسب برای کاهش تلفات رواناب، و به تبع آن کاهش تلفات فرسایش خاک از جویچه امری ضروری به نظر می رسد. در تحقیق حاضر به منظور کنترل جریان آب و افزایش نفوذ آب در خاک، داخل جویچه های آزمایشی موانعی به فاصله ی (10 و 20 متر) و ارتفاع 5 سانتی متر ایجاد شد. آزمایش ها و مطالعات مزرعه ای در سال 1397 در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج انجام شد. آزمایش های میدانی در جویچه هایی به طول 100 و شیب 96/0 درصد اجرا شدند. تیمارهای آزمایشی شامل دو دبی 6/0 و 9/0 لیتر بر ثانیه و دو فاصله ی مانع 10 و 20 متر بود. ایجاد مانع در جویچه یکنواختی توزیع را افزایش داد که در بیشترین حالت ضریب یکنواختی 3/99 درصد برای جویچه ی دارای مانع به دست آمد. با توجه به نتایج به دست آمده می توان گفت که ایجاد مانع در جویچه سبب بهبود یکنواختی توزیع آب در خاک و همچنین کاهش تلفات آب تا حدود 45 درصد می شود. همچنین نتایج نشان داد که میزان نفوذ در آبیاری های اول و دوم به طور معنی داری بیشتر از آبیاری های سوم و چهارم می باشد که دلیل آن رطوبت اولیه ی کمتر خاک و همچنین زیاد بودن زبری سطح خاک در آبیاری های اول و دوم نسبت به آبیاری های بعدی بود. در تمام وقایع آبیاری میزان نفوذ در تیمار با فاصله مانع 10 متر و دبی 9/0 لیتر بر ثانیه بیشترین مقدار را نشان داد.

    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، تلفات رواناب، جریان آب، نفوذ
  • لیلا قاسمی، سعید برومندنسب*، عبدالرحیم هوشمند صفحات 25-45
    در این تحقیق، یک گلخانه متصل به یک دستگاه تقطیرگر خورشیدی برای نمک زدایی از آب شور و آبیاری گیاهان در دانشگاه شهید چمران اهواز ساخته شد. بسترهای شن، شن -باگاس- پرلایت و باگاس-پرلایت به عنوان چگالنده هوای گرم و مرطوب مخزن تقطیرگر در گلخانه استفاده شدند. با اندازه گیری دمای هوا، درصد رطوبت نسبی و سرعت جریان هوا در مخزن تقطیرگر، دمای اطراف لوله ها و رطوبت در بسترها، تولید آب شیرین تقطیرگر به صورت روزانه محاسبه گردید. برای برآورد تبخیر -تعرق مرجع گلخانه از روش فایو پنمن مانتیث استفاده شد. هدف تحقیق حاضر محاسبه درصد تبخیرتعرق تامین شده به وسیله آب شیرین تولیدی به روش چگالشی در این گلخانه و انتخاب بستر چگالنده بهتر از لحاظ توزیع رطوبت و دما است. اندازه گیری های روزانه و دوره ای تولید آب شیرین برای هر بستر با تبخیر-تعرق روزانه و دوره ای گلخانه مقایسه شدند. میانگین تولید آب شیرین در یک مترمربع از تقطیرگر خورشیدی در ماه های اردیبهشت، خرداد، تیر و مرداد به ترتیب برابر 23/1، 97/1، 2 و 97/1 کیلوگرم در روز محاسبه شدند و به طور میانگین 75/1 کیلوگرم در روز به دست آمد. مقدار میانگین تبخیر-تعرق گلخانه در محل مورد مطالعه 08/4 میلی متر در روز برآورد شد. آب تولیدی در بسترهای شن، شن -باگاس-پرلایت و باگاس-پرلایت به ترتیب 94/0، 79/0 و 82/0 برابر تبخیر-تعرق درون گلخانه محاسبه شدند. به دلیل پایین تر بودن دمای بستر شن و تولید آب بیشتر، بستر شن چگالنده بهتری نسبت به دو بستر دیگر است. مقدار تبخیر-تعرق از تاریخ اول اردیبهشت تا هفتم مرداد 1397، 2/408 میلی متر به دست آمد که 85% آن توسط تقطیرگر با تولید 5/2799 کیلوگرم برای مساحت 1/8 مترمربع بستر (بدون در نظرگرفتن نوع آن) تامین گردید.
    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق مرجع، تقطیرگر خورشیدی، تولید آب شیرین، چگالنده، روش فائو پنمن مانتیث
  • ناصر زینی وند، داود خدادادی دهکردی*، حیدرعلی کشکولی، علی عصاره، اصلان اگدرنژاد صفحات 47-60

    در این تحقیق، اثر تنش خشکی و سطوح مختلف سوپرجاذب بر عملکرد خیار رقم سوپر دامینوس هیبرید، در خاک شنی در یک مزرعه تحقیقاتی در شهرستان سیمره واقع در استان ایلام مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت طرح یکبار خرد شده در قالب بلوک‎های کامل تصادفی انجام گرفت. تیمارهای آبیاری در سه سطح 100% آبیاری کامل (I1)، 80% آبیاری کامل (I2) و 60% آبیاری کامل  (I3) به عنوان کرت اصلی و تیمارهای سوپرجاذب در چهار سطح به عنوان کرت فرعی شامل بدون استفاده از سوپرجاذب تیمار شاهد (S0)، مقدار 15گرم در مترمربع S1) ، 30 گرم در مترمربع (S2)  و  45 گرم در مترمربع (S3) سوپرجاذب در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که تیمارهای سطوح آبیاری و سوپرجاذب در سطح یک درصد بر عملکرد خیار معنی دار شدند. بیش‎ترین و کم‎ترین عملکرد خیار به ترتیب با میانگین های 7/3 و 97/1 کیلوگرم در مترمربع مربوط به تیمارهای آبیاری کامل (I1) و تنش شدید خشکی (I3) بود. هم چنین اثر تیمارهای آبیاری و سوپرجاذب در سطح یک درصد بر بهره وری آب خیار معنی دار شدند. بر اساس نتایج بیش‎ترین و کم‎ترین بهرهوری آب به ترتیب با مقادیر 11/8 و 15/6 کیلوگرم بر مترمکعب مربوط به تیمارهای آبیاری کامل (I1) و تنش خشکی شدید (I3) بود. ضمنا تابعی درجه دوم به عنوان تابع بهینه تولید در شرایط خشکی برای خیار در صورت وجود سوپرجاذب در خاک شنی معرفی شد. در پایان نتیجه‎گیری شد که سوپرجاذب قادر است از کاهش معنی‎دار عملکرد خیار در شرایط تنش خشکی و بافت سبک شنی جلوگیری نماید.

    کلیدواژگان: تنش خشکی، پلیمر سوپرجاذب، کم‎آبیاری، ذخیره‎سازی آب
  • بیژن راعی*، عباس احمدی، محمدرضا نیشابوری، محمدعلی قربانی، فرخ اسدزاده صفحات 61-76

    پیش بینی فرسایش پذیری بادی از طریق ویژگی های خاک به عنوان گامی اساسی در مدل سازی فرسایش بادی محسوب می شود. این پژوهش با هدف مقایسه کارایی چهار روش مختلف شامل رگرسیون خطی چندمتغیره، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی مصنوعی هیبریدشده با الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی هیبریدشده با الگوریتم بهینه سازی وال در مدل سازی فرسایش پذیری بادی در بخشی از اراضی پیرامون شرقی دریاچه ارومیه انجام شد. برای این منظور، 96 نمونه خاک به روش تصادفی نظارت شده جمع آوری و 32 ویژگی مختلف فیزیکی و شیمیایی آن ها در آزمایشگاه تعیین شدند. همچنین فرسایش پذیری بادی نمونه ها نیز با استفاده از تونل باد تعیین گردید. از میان ویژگی های خاک، چهار ویژگی شامل فراوانی ذرات ثانویه 1/0 تا 25/0 میلی متری، فراوانی ذرات ثانویه  7/1 تا 2 میلی متری، فراوانی ذرات شن ریز و محتوای کربن آلی از طریق رگرسیون گام به گام به عنوان ورودی مدل های پیش بینی فرسایش پذیری، انتخاب شدند. نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی هیبریدشده با الگوریتم بهینه سازی وال با توجه به کمترین مقادیر میانگین خطا (11/0-) و جذر میانگین مربعات خطا (9/2) و بیشترین مقادیر ضریب تبیین (87/0) و ضریب کارایی نش-ساتکلیف (87/0) از کارایی مطلوب تری در پیش بینی فرسایش پذیری بادی خاک های منطقه برخوردار است و پس از آن روش های شبکه عصبی مصنوعی هیبرید شده با الگوریتم ژنتیک، شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چندمتغیره به ترتیب در رتبه های بعدی قرار داشتند. در مجموع با توجه به کارایی قابل قبول مدل شبکه عصبی هیبریدشده با الگوریتم بهینه سازی وال در پیش بینی فرسایش پذیری بادی، استفاده از این روش برای تعیین سریع و دقیق فرسایش پذیری خاک های منطقه توصیه می شود.

    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم بهینه سازی وال، فرسایش بادی، تونل باد
  • حامد شهسواری*، سبحان مرادی، سعیدرضا خداشناس صفحات 77-91

    کاهش آبشستگی برای جلوگیری از تخریب سازه های هیدرولیکی که در مسیر جریان های آبی قرار می گیرند، امری اجتناب ناپذیر است. در این تحقیق به بررسی اثربخشی طوق نیم دایره ای بر کاهش عمق آبشستگی در اطراف تکیه گاه با هدف مشخص شدن تغییرات الگوی جریان در اطراف این سازه پرداخته شد. آزمایش ها در شرایط آبشستگی آب زلال و طوق ها به شکل نیم دایره ای بر روی تکیه گاه های نیم دایره ای در دو اندازه L5/1و L2 (L طول تکیه گاه در برابر جریان) و در سه تراز مختلف نسبت به بستر، هم تراز بستر و L2/0 زیر و بالای بستر مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که وجود طوق علاوه بر کاهش میزان عمق نهایی آبشستگی موجب تاخیر در روند آبشستگی نیز شده است، که این اثر بخشی با افزایش اندازه طوق بیشتر مشاهده می گردد. به علاوه تراز قرارگیری طوق های با اندازه برابر می تواند موجب عملکرد بهتر طوق و در نتیجه کارآمدی آن در هزینه تمام شده طرح باشد. با توجه به نتایج آزمایش ها طوق با اندازه L2 و قرارگیری در زیر بستر عملکرد بهتری از خود نشان داد و موجب کاهش 58 درصدی عمق نهایی آبشستگی نسبت به تکیه گاه شاهد شد. همچنین با بررسی مشخصات جریان در اطراف تکیه گاه در شرایط با و بدون طوق مشخص گردید که طوق باعث کاهش مقادیر سرعت در جهات مختلف بخصوص در بالادست تکیه گاه می شود و تاثیر آن بر روی جریان روبه پایین، موجب کاهش قدرت گرداب ها و تغییر رفتار رفت و برگشتی و جابجایی موقعیت گرداب ها می گردد. به طوری که وجود طوق مقدار ماکزیمم سرعت جریان روبه پایین را در بالادست تکیه گاه به میزان 39 درصد کاهش داده است.

    کلیدواژگان: آب زلال، آبشستگی، الگوی جریان، تکیه گاه، طوق
  • محمد عجمی، احمد حیدری*، فرهاد خرمالی، منوچهر گرجی، شمس الله ایوبی صفحات 93-105

    توپوگرافی با اثرگذاری بر کیفیت خاک، می تواند تولید محصولات کشاورزی را به شدت تحت تاثیر قرار دهد. به منظور ارزیابی تغییرات مکانی عملکرد گندم و ایجاد مدل های رگرسیونی بین عملکرد محصول و خصوصیات خاک و توپوگرافی، منطقه توشن در استان گلستان انتخاب گردید. نمونه برداری گندم و خاک به صورت تصادفی از 100 نقطه از موقعیت های مختلف شیب صورت پذیرفت. تجزیه فیزیکی و شیمیایی خاک ها و اندازه گیری مولفه های عملکرد گندم انجام شد. مدل رقومی ارتفاع تهیه شد و ویژگی های پستی و بلندی محاسبه گردید. بیشترین عملکرد کل و بیشترین عملکرد دانه به ترتیب به میزان 53/14 و 41/4 تن در هکتار در اراضی با شیب کمتر از 10 درصد به دست آمد که اختلاف معنی داری با طبقه پرشیب نشان می دهد. بیشترین و کمترین عملکرد کل با مقادیر میانگین 82/15 و 68/5 تن در هکتار به ترتیب مربوط به موقعیت های پنجه شیب و شانه شیب بود. بیشترین عملکرد دانه از موقعیت های پای شیب و پنجه شیب به دست آمد. مقادیر میانگین عملکرد دانه در پای شیب برابر با 61/4 و در پنجه شیب 66/4 تن در هکتار بود. انحنای سطح زمین و شاخص خیسی ارتباط قابل ملاحظه ای با عملکرد محصول گندم داشتند. بر طبق معادله های تجزیه رگرسیون شاخص های پستی و بلندی به خوبی قادر به توجیه تغییرپذیری مکانی عملکرد بودند که این امر نشان دهنده اهمیت این عوامل از طریق تاثیر بر توزیع رطوبت در فرآیند تولید محصول در منطقه مورد مطالعه است. افزایش مولفه های عملکرد گندم در این مطالعه که در قسمت های پایین شیب مشهود است را می توان به افزایش عمق خاک و آب قابل استفاده گیاه و تجمع بیشتر مواد آلی و عناصر غذایی نظیر نیتروژن و پتاسیم به واسطه فرآیند فرسایش و تجمع آن در این موقعیت ها مربوط دانست.

    کلیدواژگان: موقعیت شیب، شاخص خیسی، پیش بینی تولید
  • سیما داداش زاده، مجتبی خوش روش، محمد غلامی، مسعود پورغلام آمیجی* صفحات 107-117
    کمبود آب برای انسان و محیط زیست از مشکلات جدی دنیای امروز به حساب می آید. آب آشامیدنی شهر ساری و روستاهای وابسته به آن از آب های زیرزمینی تامین می شود. کیفیت نامطلوب آب خروجی بعد از فیلترهای شنی تحت فشار در تصفیه خانه معلم کلا ساری، باعث شد که در این پژوهش به بررسی عوامل موثر بر کارایی فیلترهای مذکور پرداخته شود. بستر فیلترهای شنی تحت فشار مزبور تنها از سه نوع دانه بندی سیلیس تشکیل شده است. در این پژوهش با انتخاب نوع دانه بندی و استفاده از بستر تک لایه و دولایه در بستر فیلترهای شنی تحت فشار (سیلیس، سیلیس-آنتراسیت و لیکا-آنتراسیت) همین طور با تغییر بار سطحی آن ها در هفت مرحله به بررسی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی مرتبط با فیلترهای شنی تحت فشار پرداخته شد. در تمامی مراحل در پنج نقطه از تصفیه خانه (نمونه گیری از آب خام، بعد از هوادهی، در ابتدای کارکرد فیلتر، در انتهای کارکرد فیلتر و بعد از کلرزنی) نمونه برداری صورت گرفت. نتایج نشان داد که بهترین گزینه، استفاده هم زمان از سیلیس و آنتراسیت در بستر فیلترها با 5/1 برابر بار سطحی به کار گرفته شده در تصفیه خانه به همراه استفاده از واحد هوادهی و ته نشینی است. راندمان حذف پارامترهای کدورت، TDS، TSS، کلسیم، منیزیم و آهن به ترتیب برابر 41/85%، 54/23%، 94/56%، 08/21%، 28/32% و 47/89% به‏دست آمد. بنابراین استفاده از بستر دولایه سیلیس و آنتراسیت باعث افزایش کیفیت آب خواهد شد و قابل توصیه برای مناطق دارای کدورت بالا می باشد.
    کلیدواژگان: کدورت، آنتراسیت، کلسیم، تصفیه آب، TDS و TSS
  • پریسا محسنی، علی کشاورزی، احمد حیدری*، الناز ملکی قلیچی صفحات 119-133

    در تحقیق حاضر، تغییرات میان مدت کیفیت خاک در مقیاس مزرعه مورد بررسی قرار گرفت. منطقه ی مورد مطالعه، مزرعه ی آموزشی و پژوهشی دانشگاه تهران به مساحت 260 هکتار واقع در کرج با رژیم رطوبتی-حرارتی خاک اریدیک-ترمیک می باشد. در این تحقیق تغییرات شاخص تجمعی کیفیت خاک در دو عمق (20-0 و 40-20 سانتی متری) در سال 1379 و سال 1396 مورد مقایسه قرار گرفت. مجموعه حداقل داده ها با استفاده از روش تجزیه مولفه های اصلی دو مرحله ای تعیین و تعریف توابع امتیازدهی استاندارد و توابع عضویت فازی غیرخطی در نرم افزار متلب انجام شد. برای وزن دهی متغیرهای منتخب در تعیین شاخص تجمعی کیفیت خاک، از روش اشتراک واریانس مبتنی بر همبستگی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که در بیشتر نقاط تطبیقی بین مطالعات دو مقطع زمانی، تغییرات میان مدت شاخص کیفیت خاک در عمق های اول و دوم خاک انطباق خوبی داشتند. در پروفیل های شماره 1، 5، 11 تحقیق گذشته که 3/27% از نمونه ها را شامل می شود، و در پروفیل های شماره 1، 5، 7، 9 و 18 نمونه برداری حاضر که 83/20% از نمونه ها را شامل می شود، شاخص کیفیت خاک در عمق اول کم تر از عمق دوم تعیین گردید. تعیین کلاس کیفیت خاک در نمونه های تحقیق حاضر و گذشته در دو عمق نشان دهنده کاهش کیفیت کل خاک است. به نحوی که کیفیت خاک از کلاس های III (45% اراضی) و  IV (54% اراضی)؛ به کلاس IV (75-73% اراضی) تنزل یافته است.

    کلیدواژگان: تجزیه مولفه های اصلی، توابع امتیازدهی استاندارد، شاخص کیفیت خاک
  • معصومه خوارزمی، نیر محمدخانی*، مسلم ثروتی صفحات 135-149
    فسفر یکی از عناصر پرمصرف کودی بوده و در خاک های آهکی ایران محدودیت جذب دارد. از طرفی با توجه به مشکلات مصرف خاکی عناصر ریزمغذی، کاربرد برگی عناصر ریزمغذی، می تواند اثرات کمبود فسفر را تعدیل نماید. این مطالعه به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار با هدف بررسی تاثیر عناصر ریزمغذی (آهن، روی و مس) بر جذب عناصر غذایی گیاه پونه (Mentha aquatica L.) در شرایط کمبود فسفر انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل دوسطح کمبود فسفر و نرمال (شاهد) و کاربرد محلول پاشی با دو سطح 1% و 2% بودند. اعمال کمبود فسفر باعث کاهش معنی دار محتوای فسفر در ریشه شد. محلو ل پاشی عناصر مس و آهن 2% باعث افزایش محتوای فسفر در شرایط کمبود فسفر نسبت به شاهد شد. تحت کمبود فسفر تغذیه برگی با آهن، مس، و روی باعث کاهش محتوای فسفر و نیتروژن قابل جذب خاک در بیشتر تیمارها گردید. کاربرد روی و آهن تحت کمبود فسفر به صورت محلول پاشی، غلظت نیترات در اندام هوایی و ریشه را افزایش داد. در تحقیق حاضر محلول پاشی روی، آهن و مس باعث افزایش محتوای آن ها در اندام هوایی و ریشه پونه شد. محلول پاشی آهن 2% باعث افزایش محتوای فسفر، نیترات و آهن اندام هوایی گیاه پونه شد. نتایج مقایسه اورتوگونال نشان داد که بین محلول پاشی ریزمغذی ها و شاهد و محلول پاشی آهن نسبت به روی و مس و محلول پاشی روی نسبت به مس در محتوای عناصر غذایی در اندام هوایی و ریشه گیاه پونه در اغلب موارد تفاوت معنی دار وجود داشت. با توجه به نتایج به دست آمده می توان تغذیه برگی ریزمغذی به صورت محلول پاشی را به عنوان پیشنهاد مناسبی برای کاهش اثرات کمبود عناصر پرمصرف به ویژه فسفر در نظر گرفت. به نظر می رسد محلول پاشی آهن و روی در اندام هوایی و محلول پاشی مس در ریشه بیشترین تاثیر را بر جذب سایر عناصر غذایی دارد.
    کلیدواژگان: کمبود فسفر، عناصر ریزمغذی، محلول پاشی، تغذیه، پونه آبی
  • صائب خوش نواز* صفحات 151-164
    آب دریافتی محصولات کشاورزی در یک الگوی کشت در اراضی و فصول مختلف با تغییرات زیادی مواجه می گردد. از این جهت کاشت هر محصول با توجه به شرایط اقلیمی، تنش خشکی، بارندگی و حساسیت گیاهی با سطوح متفاوتی از عدم قطعیت و ریسک همراه است. در این مطالعه نقش نوسانات زمانی آب تخصیص داده شده برای محصولات عمده الگوی کشت شبکه آبیاری میان آب دشت شوشتر بررسی شده است. مدل شبیه سازی الگوی کشت با هدف بیشینه سازی درآمد خالص با محدودیت های آبیاری، سرمایه گذاری، گیاهی و زمین توسط روش شبیه سازی فرایند سرد شدن فلزات بهینه سازی شده است. پاسخ های به دست آمده در شرایط عدم قطعیت برای تعیین اثر نوسانات تنش خشکی به هر یک از محصولات در فرایند تحلیل فازی قرار گرفته است. تیوری فازی با تابع عضویت مثلثی تعریف و در پنج سطح آلفا برابر با 0، 25/0، 5/0، 75/0 و 1 برای یافتن پاسخ فازی مسآله به کار گرفته شده است. در هر سطح مثبت و منفی آلفا برای جستجوی پاسخ های مرزی از روش الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. نتایج نشان داد کاربرد برنامه بهینه موجب کاهش سالانه 7 میلیون متر مکعب در تخصیص آب و افزایش بیش از پنج میلیارد تومان در سود خالص کل الگوی دشت می گردد. تحلیل فازی سیستم توسعه داده شده نشان داد با کاهش 25 درصدی آبیاری بهینه، بهره وری اقتصادی آب حداقل 30 درصد افزایش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: الگوی کشت، الگوریتم ژنتیک، شبکه آبیاری میاناب شوشتر
  • محمدحسن قره داغی، مهدی همایی**، مجید میرلطیفی*، علی اکبر نوروزی صفحات 165-177

    برآورد با دقت مناسب تبخیر- تعرق مرجع برای مدیریت و برنامه ریزی بهینه آبیاری ضروری است. همچنین، دستیابی به پیش بینی های میان مدت دقیق پارامترهای موثر در برآورد تبخیر- تعرق مرجع عنصری کلیدی برای برنامه ریزی پویای آبیاری است. این پژوهش با هدف بررسی اثر استفاده از پیش بینی های مدل منطقه ای WRF برای افزایش دقت برآورد تبخیر- تعرق مرجع انجام گردید. از این رو دقت و صحت برونداد و در نتیجه کارآیی پیش بینی های 24، 48، 72، 96 و 120 ساعته مدل برای برآورد تبخیر-تعرق مرجع ارزیابی شد. به همین منظور خروجی مدل برای چهار ایستگاه قزوین، اسماعیل آباد، کرج و هشتگرد در یک دوره سه ماهه (می تا ژوییه سال 2018 میلادی) استخراج و با میانگین ده روزه دوره ی پایه و داده های هواشناسی سال 2018 در ایستگاه های متناظر مقایسه شد. نتایج نشان داد که نرخ تغییرات تبخیر- تعرق مرجع ده روزه (میانگین تمامی ایستگاه ها) در دوره ی مورد مطالعه نسبت دوره ی پایه به ترتیب 9/20- ، 12/8- و 83/7 درصد است. این درصد نرخ تغییرات نشان دهنده انحراف مقدار تبخیر- تعرق مرجع در دوره ی موردمطالعه نسبت به دوره ی پایه است و بیانگر لزوم استفاده از پیش بینی های میان مدت در برآورد صحیح تبخیر- تعرق مرجع است. دامنه ی تغییرات ضریب تعیین (R2)  برونداد مدل بین 813/0 تا 921/0 به دست آمد. با توجه به آماره های مورد بررسی، برونداد مدل برای همه ی ایستگاه ها و طول دوره های پیش بینی 24، 48، 72، 96 و 120 ساعته با دقت زیاد و مناسب ارزیابی شده و استفاده از آن موجب افزایش دقت برآورد تبخیر- تعرق مرجع می گردد. یافته ها نشان داد که نه تنها از نظر هماهنگی زمانی، بلکه به لحاظ مقدار نیز همانندی بسیار زیادی بین مقادیر برآورد شده تبخیر- تعرق مرجع حاصل از پس پردازش آماری برونداد مدل پیش بینی و تحقیقاتی آب و هوا (WRF) با مقادیر محاسبه شده تبخیر- تعرق مرجع توسط داده های ایستگاه های هواشناسی متناظر در نقاط مورد مطالعه وجود دارد.

    کلیدواژگان: تبخیر- تعرق مرجع، برنامه ریزی آبیاری، پیش بینی های میان مدت هواشناسی، مدل منطقه ای WRF
  • عظیمه عسگری، عبدالرحیم هوشمند**، سعید برومندنسب، شهره زیودار صفحات 179-190

    طیف‏سنجی، امکان بررسی سریع و غیرمخرب وضعیت تنش آبی گیاه را فراهم می‏نماید. هدف از این مطالعه ارزیابی قابلیت چندین شاخص‏ طیفی از جمله شاخص آب ، شاخص نرمال آب 1-5 و شاخص نرمال آب بر اساس انعکاس در طول موج‏های 960 و 940 نانومتر ، در بررسی وضعیت تنش آبی درخت زیتون بود. تیمارهای آزمایشی شامل دو رقم زیتون (کرونیکی و) و چهار رژیم آبیاری (آبیاری برای تامین 100، 85، 70 و 55 درصد از نیاز آبی گیاه) بود. نتایج نشان داد که درختان زیتون در تیمارهای متفاوت آبیاری برای تامین 85، 70 و 55 درصد از نیاز آبی گیاه به‏ طور متوسط نسبت به تیمار شاهد، به ترتیب در معرض حدود 11، 15 و 20 درصد کمبود آب خاک، قرار داشتند. به دلیل مقاومت بالای درخت زیتون در برابر تنش آبی، کم آبیاری در سطح 15، 30 و 45 درصد، تاثیر معنی‏داری در مقدار شاخص‏ های طیفی مورد مطالعه نداشت. با این حال شاخص‏ های طیفی با شاخص محتوای نسبی آب برگ گیاه، ارتباط خطی نزدیک و معنی ‏دار داشت (**76/0*26/0). به‏ طور کلی شاخص طیفی نرمال آب  کمترین ضریب تبیین را با شاخص محتوای نسبی آب برگ در طول اندازه‏ گیری‏ ها نشان داد (23-1 درصد کمتر از سایر شاخص‏ های مورد مطالعه). بر اساس مقدار متوسط شاخص‏ های طیفی و شاخص رطوبت نسبی آب برگ در طول دوره‏ی تحقیق، شاخص ‏های طیفی ، ، ، ، ،  و ، به ترتیب رابطه‏ ی بهتری با شاخص محتوای نسبی آب برگ زیتون نشان دادند. در نهایت می‏توان بیان کرد که شاخص ‏های طیفی ،  و  می‏توانند جهت بررسی سریع و غیر مخرب وضعیت تنش آبی درخت زیتون، مورد استفاده قرار گیرند.

    کلیدواژگان: طیف سنجی، شاخص طیفی، تنش آبی گیاه، محتوای نسبی آب برگ، درخت زیتون
  • قاسم شیرمحمدی، محمد حیدرنژاد*، محمدحسین پورمحمدی، علیرضا مسجدی، امیرعباس کمان بدست صفحات 191-199

    سرریزهای زیگزاگی با افزایش طول تاج در یک محدوده معین عرضی، موجب افزایش ظرفیت انتقال جریان از روی سرریز می‏شوند. تحقیق حاضر به بررسی و مقایسه ضریب دبی عبوری سرریز در دو نوع سرریز زیگزاگی تک سیکل مثلثی و ذوزنقه ای در حضور پره های هادی می پردازد. آزمایش ها بر روی یک فلوم آزمایشگاهی به طول 6، عرض 6/0 و ارتفاع 6/0 متر انجام شد. با استفاده از سرریزهای زیگزاگی تک سیکل مثلثی و ذوزنقه ای که هر کدام دارای تعداد دو، چهار و شش پره بودند، عملکرد هیدرولیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفت و سپس نتایج آن ها با یکدیگر مقایسه شد. نتایج تحقیق نشان داد در سرریز ذوزنقه ای زاویه قرارگیری 60 درجه پره ها و در سرریز مثلثی زاویه قرارگیری 45 درجه پره ها بر روی تاج (ذوزنقه ای، مثلثی)، شرایط مطلوب تری را جهت افزایش ضریب دبی دارا بود. از این رو می توان بیان داشت در یک نسبت بار هیدرولیکی ثابت (Hd/P = 0.2)، سرریز ذوزنقه ای با دو و شش پره به ترتیب 8/38 و 3/10 درصد نسبت به شرایط بدون پره سبب افزایش ضریب دبی شده اند؛ همچنین در یک نسبت بار هیدرولیکی ثابت (Hd/P = 0.2)، سرریز مثلثی با دو و شش پره به ترتیب 3/28 و 7/11درصد نسبت به شرایط بدون پره سبب افزایش ضریب دبی شده اند.

    کلیدواژگان: سرریز زیگزاگی تک سیکل، ضریب دبی، پره هادی
  • مجتبی پورسعید، رضا مستوری*، سعید شعبانلو، محسن نجارچی صفحات 201-216

    در این مطالعه، مقادیر شوری، هدایت الکتریکی، تراز آب زیرزمینی و کل جامدات محلول در محدوده مطالعاتی اراک توسط چهار مدل نوین هوش مصنوعی ماشین آموزش نیرومند، ویولت- ماشین آموزش نیرومند، ماشین آموزش نیرومند ترتیبی آنلاین و ویولت- ماشین آموزش نیرومند ترتیبی آنلاین و همچنین نرم افزار مادفلو (مدل MT3D) شبیه سازی شدند. لازم به ذکر است که برای توسعه مدل های ترکیبی از تبدیل ویولت استفاده شد. در ابتدا، با استفاده از تابع خودهمبستگی و تابع خودهمبستگی جزیی، تاخیرهای موثر برای برآورد پارامترهای کیفی و کمی آب زیرزمینی شناسایی شدند. سپس با استفاده از این تاخیرها، چهار مدل مختلف برای هر یک از روش های هوش مصنوعی توسعه داده شدند. در ادامه، با انجام تحلیل حساسیت، مدل های برتر برای شبیه سازی پارامترهای کیفی و کمی آب زیرزمینی شناسایی شدند. همچنین موثرترین تاخیرها برای تخمین این پارامترها معرفی گردیدند. علاوه بر این، نتایج مدل مادفلو با مدل های هوش مصنوعی مقایسه شد که مدل های هوش مصنوعی دارای دقت بالاتری بودند. به عنوان مثال، مقادیر شاخص پراکندگی و ضریب نش برای کل جامدات محلول توسط مدل هوش مصنوعی برتر به ترتیب برابر با 3-E34/5 و 991/0 محاسبه شدند. همچنین، مقادیر RMSE و MAE برای تخمین تراز آب زیرزمینی توسط مدل برتر به ترتیب مساوی با 078/0 و 061/0 بدست آمدند. در انتها تحلیل عدم قطعیت برای مدل های برتر اجرا شد.

    کلیدواژگان: شوری، هدایت الکتریکی، تراز آب زیر زمینی، مادفلو، ماشین آموزش نیرومند
  • زینب آزادبخت، علی بهشتی آل آقا*، دانیال کهریزی، مهین کرمی صفحات 217-230
    کادمیم و سرب جزء فلزهای سنگین بوده و باعث بروز اثرات سمی در گیاهان می شود. خاک به عنوان یکی از اجزای اکوسیستم محیط رشد گیاه و زیستگاه موجودات زنده متنوع، با انواع تنش های زیستی روبرو است. کادمیم و سرب اثرات سمی و بالقوه ای بر فعالیت و ترکیب موجودات زنده خاک دارند. پارامترهای میکروبی می توانند به منظور ارزیابی کیفیت خاک های آلوده مورد استفاده قرار گیرند. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر آلودگی کادمیم و سرب بر پارامترهای کیفیت خاک و گیاه به منظور بررسی گیاه پالایی کلزا بود. این آزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی با بررسی اثر سطوح کادمیم (0، 3، 5 و 10 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) و سرب (0، 100، 300 و 600 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) در سه تکرار روی گیاه کلزا (Brassica napus) در شرایط گلخانه ای انجام گردید. طول ساقه و ریشه، برخی خصوصیات فیزیولوژیک گیاه، غلظت کادمیم و سرب در اندام هوایی و ریشه و نیز برخی پارامترهای بیولوژیک خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق، افزایش آلودگی سرب و کادمیم خاک موجب افزایش معنی دار (05/0>P) غلظت این عناصر در اندام هوایی و ریشه و نیز ضریب متابولیک (qco2) گردید. کادمیم و سرب موجب کاهش معنی دار (05/0>P) ارتفاع گیاه، کربن بیومس میکروبی (MBC)، تنفس میکروبی و تنفس برانگیخته با سوبسترا (SIR) شدند. پس عناصر کادمیم و سرب باعث تغییراتی در کلزا و ریزجانداران خاک می شوند. کلمات کلیدی: آلودگی خاک، بیومس میکروبی، ضریب متابولیک، فلزهای سنگین.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، بیومس میکروبی، ضریب متابولیک، فلزهای سنگین
  • علیرضا واعظی*، مجید باقری، علیرضا خانجانی صفحات 231-243

    عامل مدیریت زراعی (C) در معادله جهانی هدررفت خاک (USLE) برای نشان دادن تاثیر اقدامات مدیریتی بر شدت فرسایش خاک به کار می رود. آگاهی از تغییرات این عامل طی دوره رشد برای تعیین حساس ترین مرحله از نظر فرسایش حایز اهمیت است. در این مطالعه تغییرات زمانی عامل مدیریت زراعی (C) طی دوره رشد گندم در دو روش مدیریت زراعی با فاصله ردیف (20 و 25 سانتی متر) و تراکم کشت (90 و 120 کیلوگرم در هکتار) در کشتزار دیم با شیب یکنواخت 10 درصد در منطقه نیمه خشک بررسی شد. مقدار C از نسبت هدررفت خاک از کرت کشت شده به کرت شاهد به دست آمد. در کل 18 کرت با ابعاد 5 × 5/1 متر در راستای شیب در سال 1395-1394 احداث شد. از 82 رخداد بارندگی طبیعی، تعداد نه رگبار منجر به تولید رواناب و هدررفت خاک در کرت ها شدند. شدت رگبارها از 2/2 تا 5/4 میلی متر بر ساعت متغیر بود. مقدار C در هر رگبار طی دوره رشد تغییر پیدا کرد به طوری که بیشترین مقدار آن در رگبار اول در فاصله ردیف کشت 73/0 و تراکم کشت 72/0 مشاهده شد در حالی که کمترین مقدار در رخداد پایانی و به ترتیب برابر 140/0 و 145/0 بود. بیشترین مقادیر C در آبان ماه هم زمان با مرحله بستر بذر برای فاصله ردیف و تراکم کشت به ترتیب 47/0و 48/0 بود و کمترین مقادیر در اردیبهشت ماه به ترتیب 14/0 و 14/0 هم زمان با مرحله توسعه گیاه بود. این مطالعه نشان داد که مرحله بستر بذر حساس ترین مرحله از نظر عامل مدیریت زراعی برای هر دو روش مدیریت زراعی است. در این راستا به کارگیری کشت 9 ردیفی (با فاصله ردیف 25 سانتی متر) برای کشت گندم دیم همراه با حفظ بقایای گیاهی سال قبل برای حفظ خاک در مراحل حساس دوره رشد و کاهش مقدار C در کشتزار دیم گندم ضروری است.

    کلیدواژگان: تراکم بذر، فاصله ردیف، معادله جهانی هدررفت خاک، منطقه نیمه خشک
  • مهدی کماسی*، بهرنگ بیرانوند صفحات 245-256
    به طورکلی ایمنی سد تنها به طراحی و ساخت آن مربوط نمی‏شود، بلکه به رفتارنگاری کاملی از عملکرد آن در اولین دوره آبگیری و بهره‏برداری و همچنین سرویس‏دهی منظم در طول عمر سد وابسته است. در این پژوهش جابجایی های قایم و افقی سد ایوشان با استفاده از نتایج ابزاردقیق در یک دوره زمانی هشت ساله در سه دوره ساخت، اولین آبگیری و بهره برداری تحلیل شده است. مدل عددی بزرگترین مقطع سد توسط نرم افزارهایGeostudio و Plaxis  تهیه و با لحاظ مدل رفتاری موهر کولمب بررسی گردید. با توجه به نتایج ابزاردقیق، نشست‎ در هسته سد روند افزایشی داشته و بعد از گذشت مدتی از پایان ساخت سد تقریبا به مقدار ثابتی می رسد. حداکثر نشست هسته سد در پایان مرحله ساخت به میزان 809 میلی متر و معادل 2/1 درصد ارتفاع سد در تراز میانی رخ داده است. جابجایی های افقی در جهت طولی بالادست سد کاملا تحت تاثیر تراز آب مخزن و نیروهای هیدرواستاتیکی است. بیشینه جابجایی افقی در پوسته بالادست سد ایوشان 6/75 میلی متر می باشد. پس از آبگیری سد، مقدار نشست از ترازهای پایین به طرف ترازهای بالا (تاج سد) روند افزایشی داشته است. به منظور تطبیق داده‎های مشاهداتی و پیش‎بینی شده از رگرسیون چند متغیره و از معیار ضریب تعیین استفاده شد که نتایج  هم خوانی حدود 85 درصدی بین داده‎های مشاهداتی و پیش‎بینی شده را نشان می‎دهد و بیانگر اینست که مقادیر نشست حداکثر و محل وقوع آنها با مشخصات فنی موجود مطابقت خوبی دارد و نشان دهنده عملکرد مناسب سد ازلحاظ نشست می باشد.
    کلیدواژگان: سد خاکی ایوشان Geostudio، ابزاردقیق، Plaxis، نشست
  • مجید شریفی پور*، عبدالمجید لیاقت، عبدعلی ناصری، حامد نوذری، محمود حاجیشاه، محسن زرشناس، حمید هویزه، منوچهر نصری صفحات 257-271
    شوری خاک و آب زیرزمینی شور و کم عمق، زهکشی و در نتیجه تولید زهاب شور را در اراضی فاریاب جنوب استان خوزستان اجتناب ناپذیر ساخته است. با توجه به گسترش سطح شبکه های آبیاری و زهکشی، ضروری است که مدیریت زهاب شبکه های آبیاری و زهکشی احداث شده یا در حال احداث (مجموعا 340 هزار هکتار) واقع در جنوب خوزستان و غرب رودخانه کارون به عنوان یک طرح جامع مطالعه شود. مدیریت زهاب به کمیت و کیفیت آن، که مرتبا در حال تغییر بوده، وابسته است. بنابراین مدلی توسعه داده شد که بتواند کمیت و کیفیت زهاب شبکه های آبیاری و زهکشی را در طول دوره بهره برداری پیش بینی کند. این مدل با استفاده از یک مزرعه پژوهشی 25 هکتاری اعتبارسنجی شد. شوری زهاب شبکه های آبیاری و زهکشی پیش بینی شده، مبنای تصمیم گیری برای روش استفاده مجدد قرار گرفت. بر اساس پیش بینی های صورت گرفته با این مدل، کیفیت زهاب های حاصله از طرح های حوضه جنوب کرخه و غرب کارون، به جز کشت و صنعت های نیشکر، حداقل تا 10 سال برای کشت گیاهان زراعی مقاوم به شوری مناسب نیست و دفع آن ها اجتناب ناپذیر است. در خصوص زهاب های با کیفیت مناسب تر، گزینه های استفاده مجدد مانند کشت گیاهان مقاوم به شوری و توسعه منابع طبیعی برای جلوگیری از طوفان های گرد و غبار می تواند در دستور کار قرار بگیرد. به نظر می رسد تخلیه زهاب به خلیج فارس کمترین ضرر زیست محیطی را از بین گزینه ها در بر خواهد داشت. در مطالعه حاضر، محتوای فسفر زهاب ها 7/0- 043/0 و نیتروژن 28-2/2 میلی گرم بر لیتر اندازه گیری شد که در مورد نیتروژن مقادیر بسیار بالاتری را نسبت به خور ماهشهر (محل تخلیه) نشان داد. هرچند به نظر می رسد تخلیه زهاب به خلیج فارس سبب رهاسازی مقادیر بالای نیتروژن به آن می شود، اما با توجه به پایین بودن مقدار فسفر این زهاب ها، نیتروژن اضافی وارد چرخه تولید نشده و موجب یوتریفیکاسیون نمی شود.
    کلیدواژگان: شوری، استفاده مجدد از زهاب، گیاهان مقاوم به شوری، بیابان زدایی، گرد و غبار
  • سمیه جنت رستمی*، مینا حبیب پناه، مهسا شیخ کاظمی صفحات 273-281
    در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب زیرزمینی تهیه مدل ریاضی ضروری است. در تهیه مدل های ریاضی آب زیرزمینی، تعیین مقادیر پارامترهای هیدرولیکی آبخوان نقش مهمی را ایفا می کند، بنابراین انتخاب روشی مناسب برای تعیین این مقادیر مهم و ضروری است. تاکنون روش های متفاوتی برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی آبخوان با استفاده از نتایج اندازه گیری های آزمایش پمپاژ مطرح شده است. در این تحقیق، روش بهینه سازی الگوریتم دسته ماهی های مصنوعی برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی سه آبخوان تحت فشار با روش گرافیکی و الگوریتم GA مورد ارزیابی قرار گرفت. الگوریتم دسته ماهی های مصنوعی (AFSA) یکی از الگوریتم های هوش جمعی است که از رفتارهای اجتماعی دسته ماهی ها در طبیعت الهام گرفته شده است. مقایسه نتایج بدست آمده در این روش و روش گرافیکی و GA نشان داد که AFSA همانند GA روشی مناسب برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی آبخوان است و عملکرد بهتری نسبت به روش گرافیکی دارد. با توجه به اینکه این الگوریتم به انتخاب مقادیر اولیه متغیر تصمیم برای شروع حل حساس نیست، می تواند نسبت به GA، راه حل مناسب تری برای تخمین پارامترهای آبخوان هایی باشد که خصوصیات زمین شناسی آن ناشناخته است.
    کلیدواژگان: آزمایش پمپاژ، الگوریتم دسته ماهی های مصنوعی، بهینه سازی، پارامترهای هیدرولیکی
|
  • Fatemeh Salimi Masteali, Maryam Hafezparast, Farhang Sargordi * Pages 1-12

    Due to population growth, shortage and severe constraints of water resources in the country, one of the main steps in management and planning of water resources is to optimize reservoirs and change the cultivation pattern. In this study, using 40 years discharge data of Kamish River and WEAP model, Hersin dam reservoir which is uder study, was simulated. Firstly, by considering different cultivated patterns, the reliability of domestic, industrial, agricultural, and environmental requirements were simulated by WEAP model and the proper crop pattern was selected on the basis of greater sustainability of the system. Then, optimization was performed by minimizing the shortages in downstream of the dam using LINGO model. According to the results, the annual average demands of environment, drip-irrigated gardens, sprinkler-irrigated lands and wastewater waterline, were estimated to be 98.98, 87.51, 89.79, and 95.63%, respectively, while these values obtained from the optimization model were 100, 99.99, 99.21, and 99.12%, respectively, which indicates that the percentage of shortcomings is less than 1%. The average overflow volume in simulation and optimization models were 7.31 and 4.09 million m3/year, respectively, which indicates that the optimization model has a lower water lost than the simulation model. Hence, by appropriate planning and management, it is possible to deduct the amount of deficits significantly, especially in the sector of agriculture.

    Keywords: reliability, Optimization, Harsin dam, WEAP, LINGO
  • MohammadSadegh Keshavarz, Hamed Ebrahimian *, Fariborz Abbasi Pages 13-23

    There is a large amount of runoff water losses from the fields in the open-ended furrows. Therefore, it is necessary to provide a suitable solution for reducing runoff losses and subsequently, reducing soil erosion from the furrows. In this study, in order to control flow velocity as well as increase water infiltration along the furrows, several micro-dams with a height of 5 cm were constructed in the experimental furrows. Field studies and experiments were conducted at the research farm of the College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran, in summer 2018. The soil texture was clay loam, and the longitudinal farm’s slope was 0.96%. In this study, four different treatments were considered, which included: two erosive inflow discharges (0.6 and 0.9 L/s) and two barrier distances (10 and 20 m). Experimental furrows with a length of 100 m and a spacing of 0.75 m were created by the furrower machine. Eventually, the results were compared with control ones (furrow without micro-dams). Constructing micro-dams in the furrows increased distribution uniformity up to 99.3 percent. The results showed that micro-dams could improve the distribution uniformity of water and reduce water losses to about 45 percent. The results also depicted that the amount of infiltrated water in the first and second irrigation events was significantly higher than the third and fourth ones. The reason was because of lower soil moisture content and also higher surface roughness in the first and second irrigation events compared to subsequent irrigations. Among all irrigation events, the most amount of infiltration was observed in the treatment with a barrier of 10 m and an inflow discharge of 0.9 L/s.

    Keywords: Furrow Irrigation, Infiltration, Runoff Loss, Water flow
  • Leila Ghassemi, Saeed Boroomandnasab *, Abdolrahim Hooshmand Pages 25-45
    In this research, a greenhouse connected to a solar distiller device was constructed for the desalination of saline water and irrigation at Shahid Chamran University of Ahvaz. Sand, sand-bagasse-perlite, and bagasse-perlite beds were used in the greenhouse as a condenser of hot and humid air of the distiller tank. By measuring air temperature, relative humidity, air flow velocity in the distiller tank, temperature around the pipes and moisture in the beds, daily production of freshwater from the distiller was calculated. The FAO Penman-Montieth method was used to estimate greenhouse reference evapotranspiration. The purpose of this research was to estimate the percentage of supplied evapotranspiration in the greenhouse by produced freshwater from the condensation method and to select the proper condenser bed in terms of moisture and temperature distribution. Daily and periodic measurements of freshwater produced by each bed were compared to daily and periodic evapotranspiration of the greenhouse. The average amount of freshwater produced per square meter by the solar distiller was calculated to be 1.23, 1.97, 2, and 1.97 kg/day in May, June, July, and August, respectively, with the average of 1.75 kg/day during the whole period. The average evapotranspiration amount in the greenhouse was estimated to be 4.08 millimeter per day. Production water in sand, sand-bagasse-perlite and bagasse-perlite beds was calculated to be 0.94, 0.79, and 0.82 times of the evapotranspiration rate within the greenhouse, respectively. Due to the lower temperature of the sand bed and the higher production of water, the sand bed is a better condenser than the other two beds. Evapotranspiration from April 21 to July 29, 2018, was estimated to be 408.2 millimeters, which %85 of it was supplied by a distiller with a production of 2799.5 kilograms for an area of 8.1 square meters of bed (without considering its type).
    Keywords: Condenser, FAO Penman-Monteith method, Production of freshwater, Reference Evapotranspiration, Solar distiller
  • Naser Zinivand, Davoud Khodadadi Dehkordi *, HeidarAli Kashkuli, Ali Asareh, Aslan Eigder Pages 47-60

    In this study, the effect of water stress and different levels of superabsorbent on cucumber yield (variety of super dominus hybrid) in a farm with sandy soil was evaluated in Seimare region, Elam province, Iran. Experimental design was performed according to split plot method in a randomized complete block design. Three different levels of irrigation were considered as the main treatment including 100 (I1), 80 (I2) and 60 (I3) percent of crop water requirement and four levels of superabsorbent were used as secondary treatment including zero (S0), 15 (S1), 30 (S2) and 45 gm-2 (S3). According to the results, the effect of irrigation and superabsorbent treatments was significant on cucumber yield at 1 percent level. The average maximum and minimum crop yield were 3.7 and 1.97 kgm-2 which were corresponded to the full irrigation (I1) and severe drought stress (I3) treatments. In addition, the effect of irrigation and superabsorbent treatments was significant on water productivity of cucumber crop at 1 percent level. The maximum and minimum water productivity were 8.11 and 6.15 kgm-3 which were corresponded to the full irrigation (I1) and severe drought stress (I3) treatments. Also, a quadratic function was introduced as the optimum water-yield production function for cucumber crop (variety of super dominus hybrid) in the sandy soil amended with superabsorbent. Finally, it was concluded that the superabsorbent could prevent from the significant reduction of cucumber yield in sandy soil and under drought stress conditions.

    Keywords: Deficit irrigation, Hydrophilic polymer, Water storage, water stress
  • Bijan Raei *, Abbas Ahmadi, MohammadReza Neyshaburi, MohammadAli Ghorbani, Farokh Asadzadeh Pages 61-76

    Prediction of soil wind erodibility through soil characteristics is an important aspect for modeling soil wind erosion. This study was conducted to compare the efficiency of multiple linear regression (MLR), artificial neural network (MLP), artificial neural network based on genetic algorithm (MLP-GA) and artificial neural network based on whale optimization algorithm (MLP-WOA) for prediction of soil wind erodibility in part of eastern land of Urmia Lake. In this research, 96 soil samples were collected based on a stratified random sampling method and their physicochemical properties were measured. Additionally, the wind erodibility of soil samples was measured using a wind tunnel. Among the 32 measured soil properties, four properties including the percentages of fine sand, size classes of 1.7-2.0, and 0.1-0.25 mm (secondary particles) and organic carbon were selected as the model inputs by stepwise regression. Result showed that the MLP-WOA was the most effective method for predicting soil wind erodibility in the study area regarding to the lowest RMSE (2.9) and ME (-0.11), and the highest R2 (0.87) and NSE (0.87) values; followed by MLP-GA, MLP, and MLR. Considering the high efficiency of MLP-WOA, This method can be used as a promising method for determination of soil wind erodibility in the study area.

    Keywords: Artificial Neural Network, Genetic Algorithm, Whale Optimization Algorithm, Wind Erosion, Wind Tunnel
  • Hamed Shahsavari *, Sobhan Moradi, Saeedreza Khodashenas Pages 77-91

    Reducing scouring is inevitable to prevent the destruction of hydraulic structures on the water flows. In this research, the effect of semicircular collar on the reduction of scour depth around the abutment was investigated with the aim of identifying the flow pattern changes around this structure. Experiments were carried out under clear water conditions. Semicircular collars were examined on semicircular abutments in two sizes 1.5L and 2L (L is abutment length against the flow) and at three different levels relative to the bed; bed alignment, 0.2L below and 0.2 above the bed. The results showed that the existence of the collar, in addition to reducing the final scour depth, caused a delay in the scouring process. This effect has also been increased by increasing the size of the collar. In addition, the position of collars with the same size can improve collar performance and efficiency on the design cost. Based on the results of the experiments, the collar with 2L size and under the bed showed better performance and reduced the final scour depth by 58% compared to the control abutment. Also, according to the experiments, the position of the collar under the bed showed better performance. By investigating the flow pattern around the abutment in conditions with and without collar, it was found that the collar reduces the flow velocity in different directions, especially in the upstream of the abutment. Also, its effect on downflow reduces the strength of the vortices and changes the reciprocating behavior and displacement of the vortices. So that the presence of collar has reduced the maximum downflow velocity at the upstream abutment by 39%.

    Keywords: Clearwater, Scouring, Flow pattern, Abutment, Collar
  • Mohammad Ajami, Ahmad Heidari *, Farhad Khormali, Manoochehr Gorji, Shamsolah Ayoubi Pages 93-105

    Topography by affecting soil quality can significantly affect the production of agricultural products. This study was conducted in Toshan area of Golestan province to evaluate the spatial variation of wheat production and to create regression models between the crop, soil, and topography characteristics. Wheat and soil sampling from different slope positions were collected randomly from 100 points. Soil physical-chemical analyses and wheat yield parameter measurements were carried out. The digital elevation model was prepared, and topographic attributes were calculated. The results showed that the highest total yield (14.53 t/ha) and grain yield (4.41 t/ha) were observed in <10% slope class, which showed a significant difference compared to steeper slopes. The highest (15.82 t/ha) and the lowest (5.68 t/ha) total mean yields were corresponded to paw slope and shoulder slope, respectively. The highest grain yield was obtained from the foot slope and paw slope. The amounts of mean grain yield were 4.61 t/ha in foot slope and 4.66 t/ha in paw slope. Curvature and wetness index had a remarkable relationship with wheat yield. According to the regression analyses, topography indexes have been able to explain the spatial variability of yield, indicating the importance of these factors' impact on water distribution in yield production process in the studied area. Increasing yield productions in low slope positions in this study was probably due to increasing in soil depth and plant available water, as well as accumulation of organic matter and nutrient elements such as nitrogen and potassium due to deposition of eroded materials in these positions.

    Keywords: Slope position, Wetness index, Yield prediction
  • Sima Dadashzadeh, Mojtab Khoshravesh, Mohammad Gholami, Masoud Pourgholam Amiji * Pages 107-117
    The lack of water for humans and the environment is one of the serious problems of today's world. Drinking water in Sari city and its dependent villages are provided with groundwater. The poor quality of the outlet water after the pressurized sand filters in the Moallemkola water treatment plant led to investigate the effective factors on the efficiency of the above filters. The pressurized sand filters substrate was composed of three types of silica granulation. This research investigated the physical and chemical parameters of pressurized sand filters by choosing the type of granulation and the use of a single layer and double layer in the pressurized sand filters bed (silica, silica-anthracite, and leca-anthracite), as well as changing their surface load in seven steps. Samples were taken in all steps and from five points in the water treatment plant (inlet water, after aeration, at the beginning of the filter operation, at the end of filter function and after chlorination). The results showed that the best option is the simultaneous use of silica and anthracite in the filter bed, employing 1.5 times of surface load in the water treatment plant, along with the use of aeration and sedimentation units. The removal efficiency of turbidity, TDS, TSS, calcium, magnesium and iron parameters was obtained 85.41, 23.54, 56.94, 21.08, 32.28 and 89.47%, respectively. Therefore, the use of double layer of silica and anthracite will increase the quality of water, and it is recommended for areas with high turbidity.
    Keywords: Turbidity, Anthracite, Calcium, Water Refinery, TDS, TSS
  • Parisa Mohseni, Ali Keshavarzi, Ahmad Heidari *, Elnaz Maleki Ghelichi Pages 119-133

    In the present study, mid-term variations in soil quality were studied on the farm scale. The studied area was a research-educational farm of the Agricultural and Natural Resources Campus of University of Tehran covers 260 hectares, with thermic soil temperature and aridic soil moisture regimes, respectively. In this study, the process of improving or destruction of the integrated soil quality index at two depths (0-20 and 20-40 cm) in years of 1379 and 1396 was compared. The minimum data set was determined using the method of two-phases PCA. Definition of standard scoring functions and non-linear fuzzy membership functions were performed through programming in the MATLAB software environment. Covariance-correlation method was used for weighing the selected variables in determining Soil Quality Integrated (SQI) index. The results of this study showed that in most of the adaptive areas of the soil, the incremental and decreasing pattern of the soil quality index in the first and second depths of the previous and present studies were consistent and in some places, this pattern was almost constant. In profiles No. 1, 5, 11 of the previous research which include 27.3% of the samples, and in profiles No. 1, 5, 7, 9 and 18 of the present study which include 20.83% of the samples, the soil quality index at the first depth was less than the one in the second depth. Classification of the soil quality classes for all samples in both years revealed a reduction in soil quality index. So that the soil quality reduced from grade III (45%) and IV (54%) to grade IV (73-75%).

    Keywords: PCA, SQI, Standard scoring functions
  • Maasoumeh Kharazmi, Nayer Mohammadkhani *, Moslem Servati Pages 135-149
    Phosphorus is one of the most used fertilizer macronutrients and in calcareous soils of Iran, its absorption is limited. On the other hand, considering the problems caused by the soil use of micronutrients, it is possible to modify the effects of phosphorus deficiency by spraying micronutrients. This study was conducted as factorial in a completely randomized design in three replications to investigate the effect of leaf nutrition of micronutrients (iron, zinc and copper) on the absorption of nutrients of Mentha aquatica L. in phosphorus deficiency conditions. Experimental treatments consisted of no deficiency (control) and two levels of phosphorus deficiency and foliar application of Fe2+, Zn2+ and Cu2+ in concentration of 1 and 2%. Deficient plants showed a significant decrease in P content of root. Spraying Fe2+ and Cu2+ 2% caused increase in P content under deficiency. Foliar nutrition with iron, zinc and copper caused decrease in nitrogen and phosphorus content in deficient plants. Applying zinc and iron as spraying caused increase in NO3− content in shoots and roots. In the present study, spraying zinc, iron and copper caused increase in their contents in shoots and roots of Mentha. Spraying Fe2+ 2% caused increase in P, NO3− and Fe2+ contents in shoots of Mentha plant. The orthogonal comparison results showed that there was a significant difference in nutrients content between foliar application of micronutrients and control and also between foliar application of iron compare to copper and zinc and foliar application of zinc compared to copper in shoots and roots of Mentha. Regarding the obtained results, leaf nutrition of micronutrients as spraying can be mentioned as a suitable suggestion to reduce the effects of macronutrients deficiency, especially phosphorus. It seems that spraying iron and zinc showed the highest effect in absorption of other nutrients in shoots, also spraying copper had the highest effect in roots.
    Keywords: micronutrients, Mentha aquatic, Nutrition, phosphorus deficiency, spraying
  • Saeb Khoshnavaz * Pages 151-164
    Allocated water for agricultural crops in a cropping pattern in different regions and seasons is faced with much variation. Therefore, the cultivation of each crop is subject to climatic conditions, drought tension, precipitation, and crop sensitivity with different levels of uncertainty and risk. In this study, the role of allocated water and its time fluctuations for the main crops in Mian-Ab irrigation network in Shooshtar plain have been investigated. The simulation model of cropping pattern with the objective of maximizing net income with irrigation, investment, cultivation, and land constraints was optimized using a simulated annealing algorithm. The obtained responses in the uncertainty conditions will determine the effect of tension fluctuations in fuzzy analysis process. Fuzzy set theory has been defined with triangular membership function and has been divided into five alpha levels of 0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1 to find the fuzzy response of the problem. In each positive or negative α level, a genetic algorithm sub-model has been used with a proximity criterion to find the boundary responses. The results showed that the application of optimal strategy reduced water consumption up to 7 MCM/year and increased the net benefit in cropping pattern more than 5×1010 IRR annually. The developed fuzzy model showed that the water efficiency will be increased at least 30% with a 25% reduction in optimal irrigation..
    Keywords: Cropping pattern, Genetic Algorithm, Mian-Ab irrigation network
  • MohammadHassan Gharahdaghi, Mehdi Homaee *, Majid Mirlatifi, Aliakbar Noroozi Pages 165-177

    An accurate estimation of reference evapotranspiration is crucial for optimal irrigation scheduling and management. Also, achieving accurate medium range forecasts of effective parameters in estimating reference evapotranspiration is a key component for dynamic irrigation scheduling. This study was aimed to investigate the effect of using Weather Research and Forecasting Model (WRF) regional forecasts to increase the accuracy of reference evapotranspiration estimation. Consequently, the precision and accuracy of the model, and the outcome of forecasts performance at 24, 48, 72, 96, and 120-hours were evaluated to estimate the reference evapotranspiration. For this purpose, the output of the model for four stations including Qazvin, Esmaeil-Abad, Karaj and Hashtgerd were extracted for a period of three months (May-July, 2018) with a 10-days average of the base period. The weather data of 2018 at these stations with the corresponding ones were compared afterwards. The results indicated that the 10-days reference evapotranspiration (average of all stations) in the study period, according to the base period were -20.9, -8.12 and 7.83 percent, respectively. These variations reflects the deviation of the reference evapotranspiration value in the study period in comparison with the base period, indicating the need for using medium-range forecasting in order to correct reference evapotranspiration estimates. The range of determination coefficient (R2) of model output was obtained to be between 0.813 and 0.921. Due to the statistics, the model output for all stations and the lead-time forecasting periods of 24, 48, 72, 96 and 120 hours can be evaluated with high accuracy and its application would enhance the accuracy of reference evapotranspiration estimates. According to the results, not only in terms of time coordination, but also in terms of quantity, there was a high similarity between the estimated values of evapotranspiration derived from its post-statistical output of the (WRF) with calculated values.

    Keywords: Reference Evapotranspiration, Irrigation scheduling, Medium-Range Weather Forecasts, WRF Regional Model
  • Azimeh Asgari, Abdolrahim Hooshmand *, Saeed Boroomandnasab, Shohre Zivdar Pages 179-190

    Spectrometric measurements have the potential for fast and non-destructive measurements of plant water stress. The aim of this work was to investigate the ability of several spectral water indices, including water index (WI), normalized spectral water indices 1-5 (NWI 1-5), and normalized water index based on wavelengths in 960 and 940 nm (NWI 960-940) for detection of water stress in olive trees. The experimental treatments involved two olive cultivars (Koroneiki and T2) and four water regimes (100%, 85%, 70%, and 55% of crop water requirement). Results showed that the olive trees in different water supplies 85%, 70%, and 55% of ETc were subjected to soil moisture deficit equal to 11, 15, and 20%, respectively, as compared to soil moisture of control treatment. Because of the high resistance of olive trees to water stress, water reduction at levels of 15, 30, and 45 percent did not have significant effects on spectral indices. However, spectral indices were closely and significantly linear associated with relative water content of the crop leaf (). Among all tested water spectral indices, NWI-2 showed the least consistent associations with relative water content of the leaf (ranging from 1–23% less than the ones in other tested indices). Based on the average amount of spectral indices and relative water content during the study period, NWI4, NWI5, NWI1, WI, NWI960-940, NWI3, and NWI2 showed a stronger relationship with the relative water content of olive leaves, respectively. In conclusion, spectral reflectance indices, WI, NWI 1-5, and NWI 960-940, could be useful for fast and non-destructive estimating of plant water stress.

    Keywords: Spectrometry, Spectral Index, Plant Water Stress, relative water content, Olive Tree
  • Ghasem Shirmohammadi, Mohammad Heidarnejad *, MohammadHossein Pourmohammadi, Alireza Masjedi, Amirabbas Kamanbedast Pages 191-199

    The discharge coefficient of labyrinth weirs increases with increasing the crest length within a certain width range. This study compares the discharge coefficient in two types of one-cycle triangular and trapezoidal labyrinth weirs. Experiments were conducted on a laboratory flume with length of 6, width of 0.6 and height of 0.6 m. The hydraulic performance of one-cycle triangular and trapezoidal labyrinth weirs with two, four and 6 guide vanes was compared. According to the results, the vanes with a placement angle of 60∘ in the trapezoidal weirs and a placement angle of 45∘ in the triangular weirs on the crests of weirs caused a further increase in the discharge coefficients of weirs. Consequently, at a constant hydraulic head (Hd/P) of 0.2, the discharge coefficient of a trapezoidal weir with two and six guide vanes increased by 38.8 and 10.3%, respectively, as compared to a trapezoidal weir without a guide vane. Furthermore, at a constant hydraulic head (Hd/P) of 0.2, the discharge coefficient of a triangular weir with two and six guide vanes increased 28.3% and 11.7%, respectively, as compared to a triangular weir without a guide vane.

    Keywords: One-cycle labyrinth weir, discharge coefficient, Guide vane
  • Mojtaba Poursaeid, Reza Mastouri *, Saeid Shabanlou, Mohsen Najarchi Pages 201-216

    In this paper, salinity, total dissolved solids (TDS), groundwater level (GWL) and electrical conductivity (EC) of the Arak Plain, located in Markazi Province, Iran, were simulated using four novel artificial intelligence models including extreme learning machine (ELM), wavelet extreme learning machine (WELM), online sequential extreme learning machine (OSELM) and wavelet online sequential extreme learning machine (OSELM) as well as the MODFLOW software (MT3D model). In order to develop the hybrid artificial intelligence models, the wavelet transform was employed. First, the effective lags in estimating the quality and quantity parameters of the groundwater were identified using the autocorrelation function (ACF) and the partial autocorrelation function (PACF) analysis. After that, four different models were developed using the effective lags for each of the artificial intelligence methods. Then, the superior models in simulating the groundwater quality and quantity parameters were detected by conducting a sensitivity analysis. Subsequently, the most effective lags in estimating these parameters were introduced. In addition, the results of The MODFLOW model were compared with the artificial intelligence models, and it was concluded that the latter were more accurate. For instance, the scatter index and Nash-Sutcliffe efficiency coefficient values for TDS simulation by the superior model were 5.34E-03 and 0.991, respectively. Additionally, RMSE and MAE for estimating groundwater level using the superior model were obtained 0.078 and 0.061, respectively. Finally, uncertainty analysis for the superior models was carried out.

    Keywords: salinity, Electrical conductivity, Groundwater level, MODFLOW, Extreme learning machine
  • Zeinab Azadbakht, Ali Beheshti Ale Agha *, Danial Kahrizi, Mahin Karami Pages 217-230
    Cadmium and lead are heavy metals and cause toxic effects on plants. Soil, as one of the components of the ecosystem of the plant's growing environment and the habitat of diverse organisms, is encountered with a variety of biological stresses. Cadmium and lead have toxic and potential effects on the activity and composition of living organisms. Microbial parameters can be used to evaluate the quality of contaminated soils. The purpose of this study was to evaluate the effects of cadmium and lead contamination on soil quality and plant parameters in order to evaluate phytoremediation of rapeseed. This experiment was conducted in a completely randomized design with three replicates to investigate the effect of cadmium levels (0, 3, 5 and 10 mg/kg soil) and lead levels (0, 100, 300 and 600 mg/kg soil) on rapeseed plant (Brassica napus) in greenhouse conditions. Stem and root length, some physiological characteristics, cadmium and lead concentrations in shoot and root and some biological parameters of soil were evaluated. Based on the results of this study, increasing soil contamination of lead and cadmium lead to a significant increase (P <0.05) in the concentration of these elements in the shoot and root and also in the metabolic coefficient (qco2). Cadmium and lead decreased significantly (P <0.05) plant height, microbial biomass carbon (MBC), microbial respiration and substrate-induced respiration (SIR). Therefore, the elements of cadmium and lead cause changes in rapeseed and microorganisms in the soil.
    Keywords: Soil contamination, Microbial biomass, Metabolic ratio, Heavy metals
  • AliReza Vaezi *, Majid Bagheri, AlliReza Khanjani Pages 231-243

    The C-factor of the Universal Soil Loss Equation (USLE) is used to reflect the effect of management practices on erosion rates. Information on its variations during the plant growth is important for determining the most susceptible stage in soil erosion. In this study, the temporal variability of the C-factor was determined during wheat growth period under two crop managements: row spacing (20 and 25 cm) and seed density (90 and 120 kg ha-1) in a rainfed land with slope of 10% in a semi-arid region. The C-factor was determined using the ratio of soil loss from plot cultivated with wheat to control plot with clean-tilled and continuous fallow conditions. A total of 18 plots (1.5 m × 5 m) were installed along the slope during 2015-2016. Out of 82 natural rainfall events, nine storms produced runoff and caused soil loss at the plots. Rainfall intensity varied from 2.2 to 4.5 mm h-1. The value of C-factor was varied for each storm during the growth period; so that the highest value was observed in the first storm for both row spacing (0.73) and seed density (0.72), while the lowest values for the two management factors were belong to the last storm; 0.140 and 0.145, respectively. The highest C-factors were occurred in October at the same time with the seedbed stage (0.47 and 0.48 for row space and seed density, respectively) and the lowest values found at May (0.14 and 0.14) according to the crop development stage. This study revealed that the seedbed stage is the most susceptible period for the C-factor in the two crop management methods. In conclusion, using 9-row spacing set with 25 cm row spacing along with maintaining crop residues is essential to conserve farm’s soil from water erosion and decline the C-factor in susceptible stages during wheat growth period.

    Keywords: Seed density, Row spacing, Semi-arid region, Universal Soil Loss Equation
  • Mehdi Komasi *, Behrang Beiranvand Pages 245-256
    Generally, the safety of a dam is not only related to its design and construction, but also to the complete characterization of its performance during the first dewatering and operation period, as well as regular service during the life of the dam. In this study, the vertical and horizontal displacements of the Eyvashan Dam were analyzed using actual instrument results in an eight-year period in three steps of construction, first dewatering and operation period. The numerical model of the largest section of the dam was prepared by Geostudio and Plaxis software and examined with respect to the behavioral model of Mohr–Coulomb. According to the results of the instrumentation, the settlement of the dam core has increasing trend and sometimes after the construction, it reaches almost constant. The maximum settlement of the dam core at the end of construction phase was 809 mm which is equal to 1.2% of the dam height at the middle level. The horizontal displacements in the longitudinal direction of dam upstream are completely influenced by the reservoir water level and hydrostatic forces. The maximum horizontal displacement in the upper crust of Eyvashan dam is 75.6 mm. After reservoir filling, the amount of settlement from the lower levels to the higher levels (crest of the dam) have had an increasing trend. In order to adapt the observational and predictive data, multivariate regression and determination coefficient were used which showed a consistency result of about 85 percent between observation and prediction data. This indicates that the maximum settlements and their location are agreed well with the technical specifications, revealing the proper operation of the dam in terms of settlement.
    Keywords: Eyvashan earth dam, Geostudio, Instrumentation, Plaxis, settlement
  • Majid Sharifipour *, Abdolmajid Liaghat, Abdali Naseri, Hamed Nozari, Mahmud Hajishah, Mohsen Zarshenas, Hamid Hoveizeh, Manoochehr Nasri Pages 257-271
    Soil salinity and shallow and saline groundwater have been made subsurface drainage and drainage effluents to be inevitable in irrigated lands of south of Khuzestan. Due to the development of irrigation and drainage networks (IDN) in the southwest of Khuzestan (with an area of 340,000 hectares), it is necessary to study integrated agricultural drainage management in all area. Drainage management is depending on its quality and quantity (Q & Q), which are changing continuously. Therefore, a model for predicting drainage water Q & Q in the operation period of IDNs was developed and validated using 25 hectares' research field. Predicted drainage water salinity of the IDNs was used to make the decision for reusing or disposing options. Based on the predictions made by this model, the quality of drainage water from the plans of the southern Karkheh basin and western Karoon, with the exception of sugarcane cultivations, is not suitable for at least 10 years to cultivate salt-tolerant plants and their disposal is inevitable. In case of drainage water with better quality, it could be reused for irrigation of salt-tolerant crops and forestation to prevent dust storms. Drainage transportation to the Persian Gulf is proposed to have the least hazard to the environment. In the present study, the content of phosphorus and nitrogen in drainage water was measured to be 0.043-0.70 and 2.2-22 mg/L respectively, which showed a much higher amount of nitrogen than Mahshahr bay (discharge point). Although drainage disposal into the Persian Gulf seems to release high levels of nitrogen, however, due to low phosphorus content in these drainage waters, additional nitrogen cannot be entered in the production cycle and does not result utrification.
    Keywords: salinity, Drainage Water Reuse, Salt-Tolerant Plants, Desert Greening, Dust Storm
  • Somaye Janatrostami *, Mina Habib Panah, Mahsa Sheikh Kazemi Pages 273-281
    Groundwater modeling is essential in aquifer management and planning. Determination of hydraulic parameters in aquifer plays a key role in groundwater modeling, therefore choosing a suitable method for determination these parameters is very important. So far, various methods have been developed to estimate hydraulic parameters of aquifers using in situ pump test measurments. In this research, Artificial Fish Swarm Algorithm (AFSA) was evaluated for estimation of the hydraulic conductivity and storage coefficient parameters in three confined aquifers, using graphic method and Genetic Algorithm (GA). AFSA is one of the algorithms inspired both from the nature and swarm intelligence algorithms. The results obtained by AFSA, graphic method and GA were compared and it was found that the AFSA similar to GA is a proper method for estimation of aquifer hydraulic coefficients and it has a better performace as compared to the graphic method. As, AFSA is not sensitive to initial values of decision variables, it could be useful for estimation parameters of aquifers in which geological characteristics are unknown.
    Keywords: Artificial Fish Swarm Algorithm, Hydraulic Parameters, Pumping Well, Optimization