فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال پنجاه و یکم شماره 2 (اردیبهشت 1399)
  • سال پنجاه و یکم شماره 2 (اردیبهشت 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/04/10
  • تعداد عناوین: 20
|
  • رضا مالمیر، بابک متشرع زاده*، لیلا تبریزی، فرزانه بخردی صفحات 281-295

    یکی از راهکارهای بهبود امنیت غذایی جمعیت رو به افزایش جهان، افزایش مقدار تولید در واحد سطح است. برخی عناصر غذایی نظیر سیلیسیم ضمن بهبود کارایی جذب سایر عناصر، کیفیت تولید را نیز افزایش می‎دهند. در این پژوهش، تاثیر منابع مختلف سیلیسیم شامل سیلیکات پتاسیم در دو سطح 400 و 200 میلی گرم بر کیلوگرم، سیلیکات کلسیم در دو سطح 400 و  200 میلی گرم بر کیلوگرم، هیومیستار سیلیسیم در دو سطح 400 و 200 میلی گرم بر کیلوگرم، نانو سیلیسیم در دو سطح 100 و 50 میلی گرم بر کیلوگرم و تیمار شاهد بر پاسخ های مورفوفیزیولوژیکی گیاه دارویی استویا بررسی شد. پس از سه ماه دوره کاشت و داشت، گیاهان برداشت و ویژگی های وزن تر و خشک ساقه و وزن تر و خشک ریشه، ارتفاع و  قطر ساقه، حجم ریشه و سطح برگ به عنوان شاخص های مورفوفیزیولوژیکی گیاه، کلروفیل برگ و همچنین غلظت عناصر سیلیسیم، فسفر، پتاسیم در ساقه گیاه، و همچنین گلیکوزیدهای موجود در برگ استویا، شامل استویوزاید، ریبودیوزاید A و B اندازه گیری شد. نتایج حاکی از اثر معنی دار کاربرد سیلیسیم بر وزن تر و خشک ساقه و ریشه، ارتفاع ساقه، حجم ریشه، قطر ساقه، سطح برگ و شاخص کلروفیل برگ بود. کاربرد تیمارهای 200 سیلیکات کلسیم و 100 نانو سیلیسیم و 200 هیومیستار سیلیسیم بیش ترین وزن تر ساقه را نسبت به شاهد حاصل کرد و تیمار 100 میلی گرم بر کیلوگرم نانو سیلیسیم به ترتیب سبب افزایش 55، 64 و 35 درصدی عناصر ذکرشده در مقایسه با تیمار شاهد شد. تیمار 400 میلی گرم بر کیلوگرم هیومیستار سیلیسیم بیش ترین درصد استویوزاید (23/5)، ریبودیوزاید A با (67/0) را نشان دادند. با توجه به اثربخشی کاربرد عنصر سیلیسیم بر پاسخ های مورفوفیزیولوژی، تغذیه ای و بهبود کیفیت قندهای استویوزاید و ریبودیوزاید، توصیه می شود در کنار مصرف بهینه عناصر غذایی به نقش این عنصر ارزشمند به ویژه به عنوان یک عنصر ضد تنش، توجه بیشتری معطوف گردد.

    کلیدواژگان: گیاه دارویی استویا، سیلیسیم، ویژگی های: مورفو، فیزیولوژیکی، عناصر ضروری، متابولیت های ثانویه
  • مجید شریفی پور*، عبدالرحیم هوشمند*، عبدعلی ناصری، علیرضا حسن اقلی، هادی معاضد* صفحات 297-309

    کاربرد زهاب با مدیریت مناسب برای اصلاح خاک های شور، یکی از روش های قابل پیشنهاد در استفاده مجدد از آن است. این پژوهش با هدف بررسی اثر نحوه به کارگیری آب و زهاب (اختلاط قبل از اعمال و یا به کارگیری به صورت نوبتی) و همچنین بررسی اثر روش آبشویی (متناوب و یا پیوسته) بر شوری زدایی و سدیم زدایی خاک های با بافت سنگین جنوب استان خوزستان انجام شد. آزمایش های آبشویی با اعمال 120 سانتی متر آب در کرت هایی به ابعاد 5/1× 5/1 متر انجام شد. پنج تیمار آبشویی مورد بررسی شامل تیمارهای D1F1 و D2F2 است که در آن ها به ترتیب یک و دو نوبت زهاب کشت و صنعت نیشکر سلمان فارسی با شوری 0/9 دسی زیمنس بر متر و سپس به همان شیوه، آب کارون با شوری 61/2 دسی زیمنس بر متر به زمین اعمال شد. همچنین، تیمارهای M1، M2 و M4 که در آن ها مخلوط آب و زهاب با شوری 0/6 دسی زیمنس بر متر، به ترتیب به روش های آبشویی پیوسته، آبشویی متناوب با دو انقطاع و آبشویی متناوب با چهار انقطاع به زمین اعمال شد. نتایج نشان داد که استفاده نوبتی و یا ترتیبی آب هایی با کیفیت متفاوت، بر آبشویی املاح اثر بیشتری دارد، تا اختلاط آن ها قبل از اعمال در آبشویی؛ املاح باقی مانده در خاک در لایه 30-0 سانتی متر در تیمار M4، به میزان 43 درصد بیشتر از تیمار D2F2 بوده است. املاح باقی مانده در خاک در تیمارهای M1 و M2 در همین لایه به ترتیب 17 و 24 درصد و نسبت جذب سدیم در این تیمارها به ترتیب 5/57 و 7/24 درصد بیش از تیمار M4 بود که نمایانگر اثر مثبت افزایش تعداد انقطاع در روند شوری زدایی و سدیم زدایی است.

    کلیدواژگان: استفاده مجدد از زهاب، پ هاش خاک، شوری خاک، مدیریت آبشویی، نسبت جذب سدیم
  • انسیه شمسی تواسانی، علی نقی ضیائی*، سید محمدرضا ناقدی فر، حسین انصاری صفحات 311-323

    از آنجایی که بسیاری از مناطق ایران جزء مناطق خشک و نیمه خشک جهان محسوب می شود، موضوع تغذیه آب های زیرزمینی به عنوان یکی از اجزای مهم چرخه آب در این مناطق از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش، تغذیه آب زیرزمینی ناشی از آب آبیاری برای 30 نقطه از دشت نیشابور که دارای لاگ حفاری بودند در سناریوهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. داده های روزانه شامل بارش و تبخیروتعرق و شاخص سطح برگ گیاه کشت شده، برای شبیه سازی در HYDRUS-1D استفاده شد. 30 لاگ حفاری براساس تنوع عمق سطح ایستابی و موقعیت مکانی و پراکندگی در سطح آبخوان برای مدل سازی انتخاب شدند. بررسی میزان تغذیه در سناریو کشت گندم-آیش نشان داد که بسته به نوع بافت و ضخامت لایه غیر اشباع، مقدار تغذیه نسبت به تعداد دفعات آبیاری متفاوت خواهد بود. در بافت شنی حداکثر مقدار تغذیه مربوط به سناریوی 5 نوبت آبیاری (در بلوک خاکی با عمق 15 متر) به طور متوسط برابر 23/325 میلی متر در سال (45 درصد آب کاربردی) است. در بافت لوم-رسی-شنی بیشترین مقدار تغذیه در سناریوی 7 نوبت آبیاری (در بلوک خاکی با عمق 12 متر) به طور متوسط برابر 86/68 میلی متر در سال (5/9 درصد مقدار آب کاربردی) می باشد. در لاگ های حفاری با بافت لومی به دلیل زیاد بودن عمق بلوک خاک، مقدار تغذیه در سناریوهای مختلف یکسان و برابر 5/3 میلی متر در سال (05/0 درصد آب کاربردی) است. در سناریو کشت گندم-محصول تابستانه، به دلیل آبیاری گیاه گوجه فرنگی در فصل تابستان افزایش میزان تغذیه در لاگ های حفاری مشاهده می شود که به موجب آن بیشترین مقدار تغذیه در لاگ حفاری با بافت شنی و عمق بلوک خاک 15 متر به طور متوسط برابر با 47/440 میلی متر در سال (60 درصد آب کاربردی) می باشد.

    کلیدواژگان: معادله ریچاردز، HYDRUS -1D، منطقه خشک و نیمه خشک، نفوذ
  • مهدی ولیخان انارکی، سید فرهاد موسوی، سعید فرزین*، حجت کرمی صفحات 325-339

    در پژوهش حاضر، مدلی هیبریدی بر مبنای روش های غیرخطی شامل رگرسیون تطبیقی چندگانه اسپلاین (MARS)، شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و K نزدیکترین همسایه (KNN) به منظور ریز مقیاس نمایی و پیش بینی بارش ایستگاه های شهرکرد، بارز و یاسوج تحت شرایط تغییر اقلیم معرفی شده است. مدل هیبریدی ارایه شده، مانند مدل ریز مقیاس نمایی SDSM، از دو گام طبقه بندی و رگرسیون تشکیل شده است. مدل MARS برای طبقه بندی وقوع بارش و الگوریتم های ANN و KNN برای تعیین مقدار بارش به کار برده شده اند. نتایج مدل MARS برای تعیین وقوع بارش نشان می دهد که مدل مذکور نسبت به مدل SDSM از دقت بیش تری برخوردار است. با مقایسه نتایج ریز مقیاس نمایی مشاهده می شود که الگوریتم ANN نسبت به مدل SDSM و الگوریتم KNN دارای دقت بیش تری در تعیین میانگین سالانه و ماهانه بارش است. به طوری که در ایستگاه شهرکرد مقدار معیار R برای الگوریتم ANN نسبت به مدل SDSM به اندازه 54 درصد دقیق تر است. هم چنین، الگوریتم های ANN، KNN و SDSM از نظر بیش ترین دقت در سه ایستگاه بررسی شده، با در نظر گرفتن میانگین، انحراف معیار و ضریب چولگی ماهانه به ترتیب در رتبه های اول، دوم و سوم قرار داده می شوند. در نهایت، مقدار تغییرات بارش در دوره آینده نزدیک (2020-2040) و آینده دور (2070-2100) تحت سناریو های A2 و B2 مدل HADCM3 بررسی شد. نتایج نشان داد که کم ترین کاهش بارش (2 درصد) مربوط به الگوریتم ANN (در ایستگاه شهرکرد) و سناریوی A2 در دوره آینده نزدیک و بیش ترین آن (54 درصد) مربوط به مدل SDSM (در ایستگاه یاسوج) و سناریوی A2 در دوره آینده دور می باشد. در نهایت می توان نتیجه گرفت که هیبرید ماشین های یادگیری نسبت به مدل SDSM، از دقت بیشتری برخوردار است و می توان از مدل معرفی شده به عنوان جایگزین مدل SDSM استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، ریز مقیاس نمایی، ماشین های یادگیری، بارش
  • مسعود نوشادی**، روح الله نوری پور صفحات 341-352

    تجمع نمک در سطح خاک و در ناحیه ریشه تاثیر زیادی بر کیفیت و کمیت محصولات زراعی دارد. گیاه وتیور یکی از مهم ترین گیاهان مقاوم به شوری می باشد که به دلیل خصوصیات بارزی مانند سازگاری با اقلیم های با شرایط متفاوت، قادر به جذب عناصر و املاح محلول در خاک شور می باشد. استفاده از مدل های انتقال املاح در مطالعات شوری نقش به سزایی در کاهش زمان و صرفه جویی در هزینه ها را دارد. این تحقیق برای تعیین اثرات آبیاری با شوری های مختلف بر روی گیاه وتیور و تعیین تاثیر این گیاه در کنترل شوری و سدیم خاک انجام شد. همچنین توزیع شوری و سدیم در نیمرخ خاک با آبیاری کرتی اندازه گیری و توسط مدل HYDRUS-1D شبیه سازی شد. در این تحقیق 5 سطح شوری آب آبیاری شامل 68/0، 2، 4، 6، 8 و 10 دسی زیمنس بر متر به کار رفت و از اعماق 90-0 سانتی متری خاک نمونه برداری شد. مدل HYDRUS-1D در شوری 6 دسی زیمنس بر متر واسنجی و در سایر سطوح شوری اعتبارسنجی گردید. ارزیابی نتایج شبیه سازی مدل نشان داد که این مدل میزان شوری را در تیمارهای شوری 4، 6، 8 و 10 دسی زیمنس بر متر به شکل نسبتا مطلوبی شبیه سازی نموده است. در تیمارهای 68/0 و 2 دسی زیمنس بر متر نیز به استثناء لایه سطحی مقادیر برآورد شده شوری توسط مدل به مقادیر واقعی نزدیک بود. همچنین نتایج ارزیابی غلظت سدیم در نیمرخ خاک نشان داد که مدل مقادیر سدیم را با دقت خوبی به ویژه در لایه سطحی خاک شبیه سازی نکرده است و عمدتا مقادیر برآورد شده کمتر از مقادیر اندازه گیری شده بودند که دلیل آن مانند شوری، عدم پیش بینی مناسب مدل در لایه سطحی خاک (عمق 30-0 سانتی متر) بوده است.

    کلیدواژگان: وتیور، انتقال املاح، شبیه سازی، شوری، سدیم
  • طیبه دهقان، محمدعلی غلامی سفیدکوهی*، مجتبی خوش روش، نرگس صمدانی لنگرودی صفحات 353-362

    نیترات یکی از آلاینده های عمده ای است که به طور گسترده در منابع آبی بسیاری از کشورها وجود دارد که منجر به بروز مشکلات زیست محیطی می شود. در این پژوهش با استفاده از سیستم ناپیوسته، حذف نیترات از محلول های آبی توسط میکرو و نانو ذرات برگ درخت راش مورد بررسی قرار گرفت. پس از تهیه و اصلاح جاذب ها، تاثیر اسیدیته محلول، زمان تماس و مقدار جاذب بر جذب نیترات بررسی شد. به منظور مدل سازی فرایند جذب از مدل های سینتیک و ایزوترم جذب استفاده شد. نتایج نشان داد که اسیدیته و مقدار بهینه جاذب برای حذف نیترات توسط میکرو و نانوجاذب برگ راش به ترتیب 3 و 10 گرم در لیتر می باشد. زمان تعادل برای میکروجاذب برگ راش 120 دقیقه و برای نانوجاذب برگ راش 90 دقیقه به دست آمد. از بین مدل های سینتیک، مدل سینتیک هو و همکاران برای میکروجاذب و مدل سینتیک لاگرگرن برای نانوجاذب بهترین برازش را داشته است. مقایسه مدل لانگمویر نشان داد که بیشینه ظرفیت جذب برای نانوجاذب برگ راش (69/16 میلی گرم بر گرم) بیشتر از میکروجاذب برگ راش (68/10 میلی گرم بر گرم) است. یافته ها نشان داد که نانو ذرات برگ راش توانایی بیشتری در حذف نیترات از محلول های آبی دارد.

    کلیدواژگان: آزمایش ناپیوسته، ایزوترم جذب، برگ، سینتیک جذب، نانوجاذب
  • محمدمهدی چاری* صفحات 363-373

    در اکثر موارد به منظور ارزیابی آبیاری نواری از داده های پیشروی آب در نوار استفاده می گردد. با توجه به متغیر بودن نوع خاک و همچنین شرایط اولیه و مرزی در آبیاری نواری، سرعت پیشروی آب در نوار های مختلف بسیار متفاوت می باشد. روش مقیاس سازی به عنوان ابزاری برای کاهش داده های اندازه گیری در مسایل آب و خاک مورد استفاده قرار می گیرد. هدف از این پژوهش مقیاس سازی معادله بیلان حجمی و ارایه معادله ساده ای به منظور تعیین پیشروی آب در نوار است. برای این منظور از داده های 21 نوار شامل نوارهای کشت نشده و نوارهای کشت شده شامل شیب های 001/0 تا 005/0، زبری 017/0 تا 211/0، طول 4/91 تا 100 متر و دبی 08/0 تا 16/0 مترمکعب بر دقیقه بر متر مورد استفاده شد. عوامل مقیاس به گونه ای تعیین شد که معادله بیلان حجم مستقل از شرایط اولیه و خاک شود. نتایج نشان داد که منحنی های پیشروی مقیاس شده به معادله ی مشخصی میل می کردند، در نتیجه معادله های تجربی به حل های مقیاس شده برازش داده شد. معادله ارایه شده از حالت بدون بعد خارج شده و برای پیش بینی پیشروی آب در نوار مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار ریشه میانگین مربعات خطای پیشروی مشاهده و محاسبه شده با معادله ارایه شده در این تحقیق برای نوارهای مختلف در اکثر موارد کمتر از 5 دقیقه  و مقدار میانگین درصد مطلق خطا کمتر از 10 درصد بود. ضریب تعیین (R2) بین پیشروی نهایی به دست آمده از معادله توانی و پیشروی مشاهده شده 93/0 بود. به طور کلی شکل ساده معادله و عدم وابستگی به نوع خاک از مزایای این روش است.

    کلیدواژگان: آبیاری نواری، بیلان حجمی، مقیاس سازی، معادله تجربی
  • علی اصغر ذوالفقاری*، محمدرضا یزدانی، مهین خسروی، سید مهدی محمودی صفحات 375-385

    آگاهی از نحوه توزیع فضایی اندازه ذرات اولیه خاک برای مدیریت اراضی، مدیریت منابع، اجرای برنامه ها و مدل سازی دیگر خصوصیات خاک ضروری است. در سال های اخیر با پیشرفت های روش های داده کاوی و با در اختیار بودن داده های ارزان قیمت حاصل از تصاویر ماهواره ای، روش های نقشه برداری رقومی خاک برای پیش بینی توزیع فضایی ذرات اولیه خاک به وفور مورد استفاده قرار گرفته است. لذا هدف این تحقیق، پیش بینی فضایی ذرات اولیه خاک از قبیل رس، شن و سیلت با استفاده از نقشه برداری رقومی خاک در اراضی کشاورزی دشت سمنان می باشد . همچنین بررسی کارایی سه روش داده کاوی برای تهیه نقشه رقومی ذرات خاک از دیگر اهداف این مطالعه است. برای رسیدن به این اهداف، مجموع 84 نمونه خاک از عمق0 تا 20 سانتی متر جمع آوری شدند. همچنین متغیرهای محیطی با استفاده از تصاویر سنجنده OLI ماهواره لندست برای برقراری ارتباط با ذرات خاک استخراج گردید. در این مطالعه از مدل خطی حداقل مربعات جزیی (PLS) و دو مدل غیرخطی شامل جنگل تصادفی (RF)، ماشین تقویت شده گرادیان (GBM) جهت ارتباط میان متغیرهای محیطی و ذرات اولیه خاک استفاده شد. مدل های موردمطالعه با استفاده از روش اعتبارسنجی متقابل واسنجی ارزیابی شدند.  به منظور بررسی کارایی مدل های مختلف داده کاوی از آماره های میانگین ریشه ی مربعات خطا (RMSE)، ضریب تبیین (R2) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) استفاده شد. بر اساس نتایج RMSE ،R2  و MAE  مدلRF با مقادیر این آماره ها به ترتیب برای ذرات شن (60/15، 35/0 و 62/12)، سیلت (49/11، 33/0و 34/9) و برای ذرات رس (42/8، 28/ 0و 9/5) بودند، این نتایج نشان داد که مدل RF به نسبت مدل های PLS و GBM دارای کارایی و دقت بیشتری در پهنه بندی ذرات اولیه خاک است. نتایج  نشان داد که مهمترین متغیرهای محیطی، برای پیش بینی ذرات اولیه خاک باندهای 10، 5 و شاخص گچ (GI) می باشند. بنابراین، متغیرهایی که دارای طیف مادون قرمز نزدیک و مادون قرمز حرارتی بودند، سهم عمده ای در توصیف مکانی ذرات خاک را بر عهده داشتند.

    کلیدواژگان: اراضی کشاورزی، داده کاوی، نقشه برداری رقومی
  • علی باب الحکمی، محمدعلی غلامی سفیدکوهی*، علیرضا عمادی صفحات 387-401

    انتشار گازهای گلخانه ای باعث گرم شدن و تاثیر بر مولفه های آب و هوایی می شود و در نتیجه نیاز آبی بخش کشاورزی را تحت تاثیر قرار می دهد. این پژوهش با هدف شناخت تاثیر تغییرات آب و هوایی بر تبخیر-تعرق مرجع در استان مازندران انجام پذیرفت. برای این منظور داده های اقلیمی ایستگاه های هواشناسی قراخیل، بابلسر، نوشهر و رامسر، طی سال های 2005-1985 استفاده شد. داده های هواشناسی دوره آینده (2081-2006) با استفاده از مدل Can EMS2 و تحت سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 برآورد شد و با استفاده از پارامترهای آب و هوایی، تبخیر-تعرق مرجع برای دوره های آینده محاسبه شد. برای ریزمقیاس نمایی پارامترهای اقلیمی از مدل SVM استفاده گردید. نتایج نشان داد دمای بیشینه و دمای کمینه طی دوره آتی افزایش خواهد یافت و دمای بیشینه سالانه در ایستگاه های هواشناسی منتخب تحت سناریوهای اقلیمی RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب 5/1، 2 و 3 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت. دمای کمینه در ایستگاه های منتخب تحت سناریوهای اقلیمی RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب 8/3، 7/5 و 7/5 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت. همچنین بارش طی دوره های آتی در ایستگاه های هواشناسی منتخب بین 8 تا 29 درصد کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد در تمام ایستگاه های هواشناسی در بعضی از ماه ها افزایش و در بعضی از ماه ها کاهش تبخیر-تعرق مرجع نسبت به دوره پایه وجود دارد. بیشترین افزایش دمای بیشینه تحت سناریوهای مختلف اقلیمی در ماه مارس بین 4/1 تا 4/6 درجه سانتی گراد در ایستگاه هواشناسی بابلسر اتفاق خواهد افتاد و بیشترین افزایش دمای کمینه تحت سناریوهای مختلف اقلیمی بین 8/3 تا 7/5 درجه سانتی گراد در ماه فوریه در ایستگاه هواشناسی قراخیل رخ می دهد. نتایج نشان داد، بیشترین و کمترین درصد تغییرات تبخیر-تعرق مرجع، به ترتیب در ماه های اکتبر و مارس رخ خواهد داد. بررسی تبخیر-تعرق مرجع در ایستگاه های منتخب نشان می دهد، درصد تغییرات تبخیر-تعرق مرجع در ماه های مختلف، بین 1/16- تا 7/25 درصد متغییر است، که بیشترین افزایش و کاهش تغییرات تبخیر-تعرق مرجع به ترتیب در ایستگاه رامسر و قراخیل رخ خواهد داد.

    کلیدواژگان: پنمن مانتیث فائو، Can EMS2، IPCC5
  • محمد گودرزی، جلال بازرگان*، سید محمد شعاعی صفحات 403-415

    تحلیل جریان در درون مصالح سنگریزه ای اغلب با حل معادله دیفرانسیلی که از ترکیب رابطه غیرخطی [i=mvn] و معادله پیوستگی به دست میآید، انجام میگیرد. این معادله دیفرانسیلی اولین بار توسط پارکین توسعه داده شده و حل آن به روش تفاضل محدود و متناسب با اعمال شرایط مرزی مسایل مورد نظر، بهنسبت حجیم و وقتگیر است. این محاسبات در شرایطی که نیمرخ سطح آب در درون مصالح سنگریزه ای مشخص نباشد، با مشکلات بیشتری روبه رو خواهد بود. برای تحلیل جریان در مصالح سنگریزه ای میتوان از روش دیگری که متکی به تیوری جریان متغیر تدریجی است، استفاده کرد. محاسبات در این روش در مقایسه با روش قبلی بسیار سادهتر و کم حجمتر است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که عدم در نظر گرفتن نیروی درگ در تیوری جریان های متغیر تدریجی باعث ایجاد خطای بزرگ در بخش هایی از جریان که انحنای خطوط جریان و سطح آب زیاد است، می گردد. در پژوهش حاضر، برای اولین بار با استفاده از نتایج آزمایشهای انجام شده توسط نگارندگان مقاله روی انواع مختلف مصالح سنگریزه ای، به بررسی تاثیر نیروی درگ بر روی دقت محاسبات نیمرخ سطح آب با استفاده از تیوری جریان های متغیر تدریجی پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که با در نظر گرفتن نیروی درگ، دقت محاسبات نیمرخ سطح آب در جریان ماندگار به ویژه در بخش هایی که انحنای جریان زیاد است به طور قابل توجهی افزایش می یابد و می توان به جواب های امیدوارکننده ای دست یافت.

    کلیدواژگان: محیط متخلخل، مصالح سنگریزه ای، جریان متغیر تدریجی، جریان غیردارسی، نیروی درگ
  • خدیجه میرزایی، حمیدرضا شیبانی* صفحات 417-425
    در این پژوهش، تاثیر استغراق بر مقدار جریان گذری از سرریزهای لبه تیز دایره ای، با قوس در پلان و به سمت بالادست مورد مطالعه بوده است. این تحقیق به صورت آزمایشگاهی و با بیست نمونه مختلف از سرریزهای لبه تیز دایره ای و هم عرض کانال، شامل چهار طول قوس (یا زاویه کمان) و از هرکدام پنج ارتفاع مختلف محقق شده است. در این آزمایش ها، تحلیل جریان با شرایط استغراق سرریز همراه بوده است. چگونگی تاثیر استغراق بر مقدار دبی عبوری از سرریز دایره ای و یافتن رابطه ای برای تعیین این اثر، از تلاش های انجام شده در این تحقیق می باشد. بررسی شرایط استغراق برای این نوع سرریزها ثابت نمود کاربری معادله حاصل از تحقیقات قبلی، یعنی معادله (1947, Villemonte) که برای تعیین دبی در شرایط استغراق و برای انواع مختلف سرریزهای لبه تیز پیشنهاد شده است، برای سرریزهای دایره ای مورد بحث صدق نمی نماید. استفاده از این معادله خطایی بین صفر تا 50 درصد و به طور متوسط 14 درصد برای برداشت های مختلف آزمایشگاهی دارد. از این رو یک معادله اصلاح شده برای شرایط استغراق این نوع سرریز پیشنهاد گردید این معادله در آزمایش های متفاوت، خطایی بین صفر تا 17 درصد و بصورت میانگین 4 درصد به خود اختصاص می دهد.
    کلیدواژگان: سرریزلبه تیز دایره ای، استغراق، عمق آب روی سرریز، عمق پایاب، دبی
  • حمیدرضا قره محمدلو، وحید رضاوردی نژاد، رضا لاله زاری*، نسرین آزاد صفحات 427-440

    مشکل اصلی سامانه های آبیاری سطحی پایین بودن راندمان آبیاری است که عمدتا از ضعف مدیریتی و تخمین نادرست پارامترهای طراحی ناشی می شود. تلفات در آبیاری سطحی شامل نفوذ عمقی و رواناب است که یکی از راهکارهای افزایش راندمان آبیاری نواری، استفاده از حالت انتهابسته در سامانه های آبیاری می باشد. این مطالعه به منظور ارزیابی اثرات متغیرهای هندسی (شیب و طول نوار) و کنترل جریان (دبی جریان ورودی و زمان قطع جریان) بر راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع آب در سامانه آبیاری نواری انتها بسته انجام شده است. بهینه سازی طول، شیب، دبی ورودی و زمان قطع جریان به عنوان متغیرهای تصمیم الگوریتم ژنتیک چندهدفه مبتنی بر رتبه بندی نامغلوب در نظر گرفته شده است. برای این منظور سه نوار آبیاری با سامانه انتها بسته در محدوده شبکه رامشیر در نظر گرفته شد. الگوریتم بهینه سازی برای محاسبه توابع هدف شامل بیشینه سازی حداقل عمق آب دریافتی و کمینه سازی نفوذ عمقی در یک حلقه مدل سازی می باشد. الگوریتم بهینه سازی برای محاسبه توابع هدف به مدل آبیاری سطحیWinSRFR  که برای شبیه سازی هیدرولیک جریان در نوارهای آبیاری بکار گرفته می شود لینک شد. نتایج نشان داد بهترین ترکیب دبی ورودی و زمان قطع جریان برای 75 میلی متر عمق آب مورد نیاز به ترتیب 9/1 لیتر بر ثانیه در واحد عرض نوار و 150 دقیقه است که راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع را به ترتیب تا 79 و 78 درصد افزایش می دهد. به علاوه، راندمان کاربرد در آبیاری نواری انتها بسته بین 30 تا 50 درصد در سناریوهای مختلف، بیش از روش انتهاباز است.

    کلیدواژگان: راندمان کاربرد، یکنواختی توزیع، رتبه بندی نامغلوب، نفوذ عمقی
  • رسول دانشفراز*، مهدی ماجدی اصل، علی بازیار صفحات 441-453
    در تحقیق حاضر، از صفحات مشبک افقی در لبه شیب شکن مایل به عنوان سازه مستهلک کننده انرژی جهت افزایش میزان استهلاک انرژی در پایین دست استفاده شد. آزمایش های مربوطه در سه زاویه، دو ارتفاع شیب شکن و دو نسبت تخلخل صفحات مشبک انجام گرفت. در مجموع، 108 آزمایش متفاوت در محدوده دبی 200-700 لیتر در دقیقه انجام شد. نتایج نشان داد استهلاک انرژی با افزایش طول نسبی خیس شده صفحات مشبک افزایش می یابد، به طوری که بیشترین استهلاک انرژی در صفحه مشبک افقی با تخلخل 40 درصد رخ داد. مجهز نمودن شیب شکن مایل به صفحات مشبک افقی، اعداد فرود پایین دست را نیز در سه زاویه و دو نسبت تخلخل، از بازه 49/4 الی 35/8 به بازه 48/1 الی 78/5 کاهش داد. همچنین افزایش زاویه شیب شکن مایل سبب افزایش عمق نسبی پایین دست شد، به گونه ای که شیب شکن مایل مجهز به صفحه مشبک افقی با زاویه 45 درجه و تخلخل 40 درصدی صفحات، بهترین عملکرد در افزایش عمق نسبی پایین دست را به خود اختصاص دادند. افزایش زاویه و تخلخل صفحات مشبک نیز باعث کاهش متوسط راندمان استهلاک انرژی می شود.
    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، صفحات مشبک افقی، شیب شکن مایل، طول نسبی خیس شده
  • احمد احمدی نیک، علی رحیمی خوب*، ساسان علی نیایی فرد صفحات 455-467
    سیستم گلخانه آب شور فن آوری نوینی است که با بهره گیری از راهکار نمک زدایی، امکان تولید آب شیرین و رشد محصول در مناطق خشک را با استفاده از آب شور فراهم می سازد. این سیستم با کنترل عوامل جوی، رطوبت نسبی را تا نزدیکی نقطه اشباع افزایش داده و تبخیرتعرق در این شرایط تا حد زیادی کاهش می یابد. علی رغم قابلیت های این سیستم، محدودیت هایی مانند گرفتگی صفحات تبخیرکننده و استحصال نمک، کارآیی این سیستم را با مشکل مواجه می سازد. از این رو در این مطالعه، ایده جدیدی تحت عنوان سیستم یکپارچه نوین گلخانه و حوضچه تبخیر آب شور، برای اولین بار مطرح می گردد که حوضچه تبخیر آب شور جایگزین صفحات تبخیرکننده در گلخانه آب شور شده است. در این مطالعه پس از اجرای طرح پایلوت این سیستم یکپارچه در جنوب شرق تهران، تغییرات عوامل جوی، تبخیرتعرق مرجع، نیاز آبی گیاه، عملکرد محصول و کارایی مصرف آب در کشت محصول ریحان در این سیستم مورد مطالعه قرار گرفت و با نتایج کشت در فضای باز به عنوان شاهد مقایسه گردید. بر اساس نتایج، اولویت تاثیرگذاری عوامل جوی در فضای باز بر تغییرات پارامترهای جوی در سیستم یکپارچه به ترتیب شامل تاثیر دما، رطوبت نسبی و ساعات آفتابی بود. با توجه به اندازه گیری مقادیر نیاز آبی و عملکرد محصول در این مطالعه، مقدار کارایی مصرف آب در کشت محصول ریحان در فضای باز و محیط کشت گلخانه ای سیستم یکپارچه پیشنهادی به ترتیب معادل 14/1 و 89/2 کیلوگرم بر مترمکعب محاسبه گردید.
    کلیدواژگان: نمک زدایی، سیستم گلخانه آب شور، نیاز آبی گیاه، کشت های گلخانه ای، منابع آب شور
  • زهرا سهرابی، جواد سروریان*، جعفر مامی زاده صفحات 469-478
    به منظور عبور ایمن جریان سیلاب از بالادست به پایین دست سدها از سازه سرریز استفاده می شود. در بین انواع سرریز، در سرریزهای پلکانی جریان حین عبور از روی سازه نیز مستهلک می گردد. این امر موجب کاهش هزینه تاسیسات مستهلک کننده انرژی در پایین دست آن مانند حوضچه آرامش خواهد شد. علاوه بر استهلاک انرژی، عامل تاثیرگذار دیگر در طراحی سرریز پلکانی که در تحقیقات انجام شده کمتر بدان پرداخته شده است، حجم و هزینه سرریز پلکانی می باشد. بهترین حالت طراحی سرریز پلکانی آنست که انرژی باقیمانده حداقل و حجم و هزینه اجرای سرریز نیز حداقل گردد. بنابراین طراحی سرریزهای پلکانی یک مساله بهینه سازی چندهدفه است. در تحقیق حاضر از یک مدل شبیه ساز-بهینه ساز دوهدفه مبتنی بر الگوریتم NSGA-II به منظور رسیدن به کمترین انرژی باقی مانده در پنجه سرریز و حصول کمترین حجم سرریز استفاده شد. نتایج حاصله بیانگر آن بود که با افزایش ارتفاع نسبی پله های سرریز، مقدار انرژی باقیمانده در پنجه سرریز ابتدا افزایش و بعد از رسیدن به یک نقطه اوج، کاهش می یابد تا به یک مقدار ثابت برسد. از منظر حجم و هزینه سرریز نیز، با افزایش ارتفاع نسبی پله های سرریز، حجم آن بصورت تابع خطی افزایش و با افزایش زاویه سرریز حجم آن کاهش می یابد. نتایج بهینه سازی چند هدفه نشان داد که در طرحی فعلی سرریز سد سیاه بیشه بالا، هم معیار انرژی باقیمانده و هم معیار هزینه و حجم سرریز به خوبی لحاظ گردیده اند. بطوری که 7/83 درصد انرژی جریان عبوری از روی سرریز مستهلک می شود.
    کلیدواژگان: الگوریتم NSGA-II، بهینه سازی دوهدفه، سد ساه بیشه بالا، سرریز پلکانی، مدل شبیه ساز - بهینه ساز
  • حسین حمیدی فر*، محمدحسین امید صفحات 479-488

    عوامل زیادی در فرآیند انتقال آلاینده ها در رودخانه ها تاثیرگذار هستند. از بین این پارامترها، پوشش گیاهی کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. به دلیل شرایط مناسب در سیلابدشت ها از جمله رطوبت کافی و رسوبات حاصلخیز، امکان توسعه و رشد انواع مختلفی از پوشش های گیاهی در این مناطق وجود دارد که با توجه به نوع پوشش، اثرگذاری آن ها بر انتقال جرم متفاوت است. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی تاثیر عمق جریان، چیدمان پوشش گیاهی و همچنین اندرکنش جریان بین کانال اصلی و سیلابدشت بر ضریب انتشار طولی، K، در یک کانال مرکب پرداخته شده است. نتایج حاکی از آن است که مقدار ضریب K در کانال اصلی از مقدار مربوطه روی سیلابدشت بزرگتر است. به طور کلی، با افزایش عمق نسبی از 15/0 به 35/0، ضریب انتشار طولی نیز روند افزایشی را دنبال می کند. همچنین، اندرکنش جریان بین کانال اصلی و سیلابدشت، ضریب انتشار طولی را در حالت بدون پوشش گیاهی تا 30% و در حالت با پوشش گیاهی تا 88% افزایش می دهد که آنالیزهای آماری نیز حاکی از معنی دار بودن این تفاوت هاست. همچنین تاثیر چیدمان پوشش گیاهی بر ضریب انتشار طولی در سیلابدشت و کانال اصلی معنی دار است. مقدار پارامتر K /U*iHi در چیدمان یک در میان نسبت به چیدمان ردیفی بیشتر است.

    کلیدواژگان: سیلابدشت، پوشش گیاهی، ضریب انتشار، آلودگی، رودخانه
  • مهری عبدی دهکردی*، امید بزرگ حداد، عبدالرحیم صلوی تبار صفحات 489-501

    در این مطالعه تاثیر بهره برداری از طرح های انتقال بین حوضه ای آب و طرح های توسعه کشاورزی در دست مطالعه یا اجرا در رفتار سامانه حوضه آبریز کارون بزرگ بررسی شده است. برای این منظور سامانه حوضه آبریز کارون بزرگ مشتمل بر شش سد در حال بهره برداری، پنج طرح انتقال بین حوضه ای آب موجود، 12 مصرف کننده شرب و صنعت، هفت مصرف کننده پرورش ماهی و 34 مصرف کننده کشاورزی با استفاده از یک مدل مبتنی بر رویکرد پویایی سامانه (SDM) شبیه سازی گردید. همچنین در این مدل وسیع و پیچیده علاوه بر کمیت آب، کیفیت آن نیز مدل سازی شده است. در ادامه رفتار سامانه در شرایط بهره برداری از 7 طرح انتقال بین حوضه ای آب در دست مطالعه یا اجرا و نه طرح توسعه کشاورزی در دست مطالعه یا اجرا مورد بررسی قرار گرفت. در هر دو حالت توانایی سامانه حوضه آبریز کارون بزرگ در تولید انرژی برق آبی و نیز تامین نیازهای مصرف کنندگان پایین دست بر اساس شاخص های کارایی اطمینان پذیری، بازگشت پذیری و آسیب پذیری ارزیابی شد. نتایج نشان دهنده آن است که در صورت بهره برداری از تمامی طرح های انتقال بین حوضه ای آب در دست مطالعه یا اجرا، انرژی مطمین تولیدشده در سامانه به میزان 28% نسبت به شرایط موجود کاهش خواهد یافت. این میزان به دلیل نقش حوضه آبریز کارون بزرگ در تولید انرژی برق آبی کل کشور به ویژه در طول ساعت های اوج مصرف از اهمیت بسیار برخوردار است. همچنین نتایج بیان کننده آن است که در دو حالت شرایط موجود و بهره برداری کامل از طرح های انتقال بین حوضه ای آب و طرح های توسعه کشاورزی در دست مطالعه یا اجرا، اطمینان پذیری، بازگشت پذیری و آسیب پذیری سامانه در محل رودخانه کارون جنوب به ترتیب مقادیر 9/70، 67/60 و 33/36 (شرایط موجود) و 3/51، 4/49 و 66/72 را به خود اختصاص خواهد داد. ترسیم نمودارهای پهنه بندی کمیت و کیفیت جریان های برداشتی در محل هر یک از مصرف کنندگان، موکد این نکته است که اگرچه در محدوده رودخانه های کارون شمال و دز تاثیر پذیری مصرف کنندگان از بهره برداری از طرح های انتقال بین حوضه ای آب و طرح های توسعه کشاورزی در دست مطالعه یا اجرا به مراتب کم تر از حوضه رودخانه کارون جنوب است اما در صورت ادامه روند بهره برداری از سامانه در شکل کنونی آن و بدون توجه به مفهوم مدیریت یکپارچه منابع و مصارف علاوه بر کاهش قابل توجه تولید انرژی برق آبی، سامانه حوضه آبریز کارون بزرگ هم ازنظر کمی و هم ازنظر کیفی توانایی تامین نیازهای مصرف کنندگان واقع در حوضه رودخانه کارون جنوب و به ویژه بخش های انتهایی آن را نخواهد داشت.

    کلیدواژگان: رویکرد پویایی سامانه، انتقال بین حوضه ای آب، توسعه کشاورزی، شاخص های کارایی، حوضه آبریز کارون بزرگ
  • حدیثه شعبانی، محمدامیر دلاور*، سعید تقوی فردود صفحات 503-512

    کادمیوم فلزی تخریب ناپذیر و یکی از سمی ترین فلزات سنگین است که می تواند وارد اکوسیستم های آبزی شده، در زنجیره غذایی تجمع یابد و تهدیدی جدی برای موجودات آبزی و سلامت انسان باشد. در این پژوهش تاثیر پوست بادام زمینی (PN)، بیوچار اولیه (PBc) و بیوچار مهندسی شده با پرمنگنات پتاسیم (PPBc) در حذف کادمیوم از محیط های آبی مورد بررسی قرار گرفت. برخی ویژگی های جاذب ها نظیر pH، ظرفیت تبادل کاتیونی، گروه های عاملی سطح، مقادیر کربن، نیتروژن، هیدروژن و سطح ویژه اندازه گیری شد. هم دماها (لانگمویر، فروندلیچ و تمکین) و مدل های سینتیکی جذب (شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و ایلوویچ) برای توصیف فرایند جذب مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد پس از اصلاح شیمیایی بیوچار pH، ظرفیت تبادل کاتیونی و گروه های عاملی اکسیژن دار همانند COOH و Mn-O افزایش یافت. حداکثر ظرفیت جذب در زمان تعادل 120 دقیقه، مقدار جاذب 25/0 گرم و pH شش به دست آمد. هم دمای لانگمویر و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم بهترین برازش را بر داده های جذبی داشتند. مقدار RL برای جاذب ها در غلظت های 10 تا 60 میلی گرم بر لیتر کادمیوم بین 02/0 تا 37/0 متغیر بود که نشان دهنده مطلوب بودن هم دمای لانگمویر در فرایند جذب بود. نتایج جذب نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب کادمیوم به دست آمده از مدل لانگمویر برای بیوچار مهندسی شده (24/28 میلی گرم بر گرم) بالاتر از بیوچار اولیه (40/13 میلی گرم بر گرم) است. پوست بادام زمینی تاثیر فراوانی بر جذب کادمیوم نشان نداد. این پژوهش نشان می دهد که بیوچار مهندسی شده با پرمنگنات پتاسیم می تواند به عنوان جاذبی موثر، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست در حذف آلودگی کادمیوم مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: بیوچار مهندسی شده، پوست بادام زمینی، پرمنگنات پتاسیم، جذب سطحی، لانگمویر
  • مهران حکمت نیا*، سید مهدی حسینی، مهدی صفدری صفحات 513-524
    خرما یکی از مهم ترین محصولات باغی ایران است که نقش به سزایی در ارزش افزوده بخش کشاورزی، اقتصاد و امنیت غذایی دارد. محدودیت منابع آب از اصلی ترین چالش های تولید این محصول در مناطق مختلف است؛ لذا مدیریت مصرف و استفاده بهینه از منابع آب در تولید امری ضروری است. یکی از راهکار های عملی مدیریت منابع آب، برآورد نیاز آبی گیاه و تعیین مقدار حجم آب مصرفی در مراحل مختلف تولید محصول است. به منظور محاسبه میزان حجم آب مصرف شده توسط محصولات کشاورزی در مراحل رشد، از شاخص آب مجازی استفاده می شود. لذا در این تحقیق ابتدا نیاز آبی خرما در استان سیستان و بلوچستان با استفاده از مدل CROPWAT به دست آمد. سپس حجم آب مجازی، ردپای آب، مصرف آب آبی و مصرف آب سبز برای سال 1390 تا 1396 محاسبه شد. نتایج نشان داد متوسط نیاز آبی خرما در این استان 52/21976 متر مکعب بر هکتار است در صورتی که متوسط آب مصرف شده برای تولید این محصول 58/46659 متر مکعب بر هکتار اندازه گیری شد که نشان از بهره وری پایین مصرف آب به منظور تولید خرما در این استان دارد. به طوری که بهره وری آب خرما 29/0 کیلو گرم بر متر مکعب محاسبه شد. متوسط برداشت سالانه از منابع آب برای تولید خرما 67/399 میلیون متر مکعب برآورد شد. ایرانشهر، سراوان، سرباز و نیک شهر بیشترین میزان برداشت از منابع آب را داشتند. میانگین آب مجازی خرما 82/3 متر مکعب بر کیلوگرم محاسبه شد. نتایج تخمین رد پای آب نشان داد این استان پتانسیل پایینی در استفاده از آب باران جهت آبیاری محصول خرما دارد.
    کلیدواژگان: آب آبی، آب سبز، بهره وری مصرف آب، ردپای آب
  • مجید شریفی پور*، عبدالمجید لیاقت، عبدعلی ناصری، حامد نوذری، محمود حاجیشاه، محسن زرشناس، حمید هویزه، منوچهر نصری صفحات 525-539
    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
|
  • Reza Malmir, Babak Motesharezadeh *, Leyla Tabrizi, Farzaneh Bekhradi Pages 281-295

    One of the ways to improve the food security of a growing population of the world is to increase the amount of production per unit area. Some of the nutrient elements such as silicon not only increase nutrient use efficiency but also increment product quality. In this research, the effects of various sources of silicon included Potassium silicate, Calcium silicate, Humistar Si in two levels 200 and 400 mg/kg and Nano-silicon in two levels 50 and 100 mg/kg and Control treatment on morphophysiological responses of the herb of the stevia plant were examined. After three months, the plants were harvested and fresh and dry weight of shoot and root, height and diameter of the shoot, root volume and leaf area as morphophysiological indices of the plant, and leaf chlorophyll, the concentration of silicon, phosphorus, potassium in the shoots, and Glycosides in the stevia leaf, including Stevioside, Rebaudioside A and B were measured. The results showed the effects of silicon sources on the fresh and dry weight of shoot and root, height of shoot, root volume, stem diameter, leaf area and leaf chlorophyll index were significant. The treatments of calcium silicate-200, Nanosilicon-100, and Humistar silicon-200 yielded the highest fresh weight of the shoot compared to the control samples and Nanosilicon-100 led to an increase of 55, 64, and 35% of mentioned elements compared to the control treatment. The treatment of Humistar silicon-400 showed the highest amounts of Stevioside (5.23%), Rebaudioside A (0.67%). Considering the effectiveness of the use of silicon element on morpho-physiological and nutritional responses, and improving the quality of Stevioside and Rebaudioside sugars, it is recommended that along with the optimal use of nutrients, more attention should be paid to the role of this valuable element.

    Keywords: Stevia medicinal herb, Silicon, Morpho-physiological, Essential elements, secondary metabolites
  • Majid Sharifipour *, Abdolrahim Hooshmand, AbdAli Naseri, Alireza Hassanoghli, Hadi Moazed Pages 297-309

    Application of drainage water with appropriate management for saline soil reclamation is one of the suggested methods for reuse of drainage water. This research was carried out with the aim of investigating the effect of water and drainage water applying method (mixing before applying or applying in turn) and also the effect of leaching method (intermittent or continuous) on desalinization and desodification of Heavy textured soils of southern Khuzestan province. Leaching experiments were carried out applying 120 cm of water in 1.5 m × 1.5 m plots. Five leaching treatments were D1F1 and D2F2, which respectively consisted of 1-2 times applying of “Salman Farsi sugar cane agro-industry “drainage water with a salinity of 9.0 dS/m, and then, in the same manner, Karoun river water with a  salinity of 2.61 dS/m was applied to the plots. Also, M1, M2, and M4 treatments, in which respectively a mixture of water and drainage water with a salinity of 6.0 dS/m, were applied to the plots by continuous leaching and intermittent leaching with two breaks and intermittent leaching with four breaks. The remaining salts in the soil in M1 and M2 treatments in 0-30 cm soil top layer were 17% and 24%, respectively, and the sodium absorption ratio in these treatments was 57.5% and 24.7% higher than the M4 treatment, which indicates a positive effect of increasing the number of discontinuities in the desalinization and desodification processes.

    Keywords: Drainage Water Reuse, Leaching Management, pH, Sodium absorb ratio, Soil Salinity
  • Ensiye Shamsi, Ali Naghi Ziaei *, Seyed MohammadReza Naghedifar, Hossein Ansary Pages 311-323

    Since many parts of Iran are located in arid and semi-arid regions of the world, groundwater recharge is an important component of the water cycle in these areas. In this paper, groundwater recharge under different irrigation scenarios for thirty logs lied in Neishabour plain was investigated. Daily data, including precipitation, evapotranspiration and leaf area index were used to run HYDRUS-1D software. Thirty observation logs with different depths of water table were selected at different locations in the plain. Analysis of the recharge rate in the wheat-fallow scenario showed that for different soil textures, groundwater recharge is dependent on the number of irrigation applications. For the logs with sandy soil textures, the maximum amount of recharge was obtained in five irrigation events scenario by an average of 325.23 mm year-1. For the logs with sandy clay loam soil texture, the highest recharge rate was obtained in the seven irrigation events scenario by an average of 67.43 mm per year-1. In the logs dug in loamy soil texture, due to the high depth of the soil block, the same recharge rate was obtained at different scenarios. In the case of a double-cropping scenario, groundwater recharge increased due to irrigation of tomato in summer. In this scenario, the highest recharge rate was obtained in observation log drilled in sandy soil texture with a depth of 15 m which was equal to 440.47 mm year-1.

    Keywords: Richards’ equation, HYDRUS -1D, Arid, semi-arid region, Infiltration
  • Mahdi Valikhan Anaraki, Sayed Farhad Mousavi, Saeed Farzin *, Hojat Karami Pages 325-339

    In the present study, a nonlinear hybrid model, based on multivariate adaptive regression splines (MARS), artificial neural networks (ANN) and K-nearest neighbor (KNN) has been presented for downscaling the precipitation of Shahrekord, Barez, and Yasuj under climate change conditions. This model, similar to SDSM, is composed of two steps; classification and regression. The MARS model is employed for classification of precipitation occurrence and the ANN and KNN are employed for determination of the amount of precipitation. The results of MARS showed that the mentioned model is more accurate than the SDSM model. Comparing the results of downscaled precipitation showed that the ANN model is more accurate than the SDSM and KNN in prediction of average annual and monthly precipitation. So that the R value for ANN was 54% more than the one in SDSM model, in Shahrekord. Also, according to the highest accuracy, standard deviation and skewness coefficient, the ANN, KNN and SDSM model ranked first, second, and third, respectively, for prediction of monthly average precipitation in three investigated stations. Eventually, the precipitation changes in the near future (2020-2040) and far future (2070-2100) periods were investigated under the A2 and B2 scenarios of the HADCM3 model. Results revealed that the lowest precipitation reduction is corresponded to ANN (in Shahrekord) and A2 scenario in the near future period and the highest precipitation reduction is corresponded to SDSM (in Yasuj) and A2 scenario in the far future period. Finally, it can be concluded that the proposed model is more accurate than the SDSM model and can be used as an alternative to the SDSM model.

    Keywords: climate change, Downscaling, Machine learning, Precipitation
  • Masoud Noshadi *, Rouhollah Nouripour Pages 341-352

    Salt accumulation in the soil profile and root zone has significant effect on quality and quantity of agricultural products. Vetiver grass is one of the most important plants which is resistant to salinity and compatible to different situations. The solute transport models in salinity studies plays an important role in time and cost saving. This research was performed to find out the effects of different irrigation salinities on vetiver grass and also to investigate the effect of Vetiver grass in controlling soil salinity and sodicity. In addition, the distribution of salinity and sodium in the soil profile was measured and simulated by HYDRUS-1D model. In this research five salinity irrigation levels including 0.68, 2, 4, 6, 8 and 10 dS/m were applied and soil samples were taken from depth of 0-90 cm. The HYDRUS-1D model was calibrated using 6 dS/m irrigation saline water data and validated using the other salinity levels data. The results showed that the model simulates the soil salinity (ECe) values properly in 4, 6, 8 and 10 dS/m treatments. The prediction of soil salinity in treatments 0.68 and 2 dS/m was close to the reality, with the exception of surface layer. The results of sodium concentration in the soil profile showed that this model didn't simulate the soil sodium with good accuracy, especially in the soil surface and the predicted valued were underestimated. The reason, such as salinity, is the lack of proper prediction of sodium in the top layer.

    Keywords: vetiver, solute transport, simulation, salinity, sodium
  • Tayebe Dehghan, MohammadAli Gholami Sefidkouhi *, Mojtab Khoshravesh, Narges Samadani Pages 353-362

    Nitrate is a major contaminant that is extensively found in water resources in many countries, leading to environmental problems. In this study, a batch system was used to study the removal of nitrate from aqueous solutions by micro and nanoparticles of beech leaves. After the preparation and modification of adsorbents, the effect of soluble pH, contact time, and dosage of adsorbent on nitrate adsorption were investigated. Kinetic and isotherm adsorption models were used to study the adsorption process. The results showed that the optimum pH and adsorbent dosage for nitrate removal by micro and nanoadsorbent of beech leaves were 3 and 10 g/L, respectively. Equilibrium time for micro and nanoadsorbent beech leaves was obtained 120 and 90 minutes, respectively. Among the kinetic models, Ho ̓s pseudo-second-order for the micro adsorbent and the Lagergren ̓s pseudo-first-order kinetic model for the nanoadsorbent had the best fit to the experimental data. According to the Langmuir model, the maximum adsorption capacity for nanoadsorbent beech leaves (16.69 mg/l) was higher than the micro adsorbent beech leaves (10.68 mg/l). The results showed that the nanoadsorbent of beech leaves are more capable for nitrate removal from aqueous solutions than the microadsorbrnt.

    Keywords: Batch experiment, Isotherm adsorption, Kinetic adsorption, Leaf, Nano adsorbent
  • MohammadMahdi Chari * Pages 363-373

    In most cases, advance data is used for evaluating border irrigation. Due to soil variability, as well as initial and boundary conditions in border irrigation, water advance rate varies considerably in different borders. Scaling techniques helped to reduce the required measurements in soil and water issues. The aim of this study was to scale the volume balance equation and provide a simple equation to determine water advance in border irrigation. For this purpose, 21 borders, including cultivated and uncultivated borders with slope of 0.001 to 0.005, roughness of 0.017 to 0.211, length of 91.4 to 100 m, and discharge rate of  0.08 to 0.16 m3/m/min were used. Scale factors were defined such that the volume balance equation remained independent from soil and initial conditions. The scaled advance curves showed certain patterns. As a result, empirical equations were fitted to the scaled solutions. The empirical equation was evaluated for prediction of water advance in the border. The root mean square error obtained from the observed and calculated values by the experimental equation for the different borders, in most cases, was less than 5 minutes, and the mean absolute error value was less than 10%. The determination coefficient of the final advance from observed and calculated values by the experimental equation was 0.93. In general, simple form and independent to the soil type equations presented are advantages of this method.

    Keywords: Border irrigation, Volume balance, Scaling, Empirical equation
  • AliAsghar Zolfaghari *, Mohammadreza Yazdani, Mahin Khosravi, Seyed Mehdi Mahmoudi Pages 375-385

    Knowledge about the spatial distribution of particle-size fractions in different areas is required for various land management applications and resources, modeling, and monitoring practices. In recent years, with the advancement of data mining methods and the availability of cheap data from satellite imagery, digital soil mapping methods have been developed to predict the spatial distribution of primary soil particles. The objective of this study was to conduct a spatial prediction of particle-size fractionssuch as clay, sand and silt using digital soil mapping in agricultural lands in Semnan. To achieve these goals, a total of 84 soil samples were collected from 0 to 20 cm of soil surface. Also, the environmental variables were obtained from OLI Satellite Landsat to make dependence with soil particles. In this study a linear model such as Partial Least Squares (PLS) and two non-linear models, including Random Forest (RF) and Stochastic Gradient Boosting Machin (GBM) were used for spatial prediction of particle-size fractions. The models were calibrated and validated by the 10-fold cross-validation methods. Three statistics, such as Root Mean Squared Error (RMSE), Coefficient of determination (R2), and Mean Absolute Error (MAE) were used to determine the performance of the investigated models. Values of RMSE, R2, and MAE statics of RF model for prediction of sand, silt and clay were (15.6, 0.35, 12.62), (11.49, 0.33, and 9.34), and (8.42, 0.28, and 5.9), respectively. These results indicated that the most accurate model for the prediction of particle-size fractions was the RF model. Also, the results showed that the most important environmental covariates for predicting particle-size fractions were band 10 (B10), band 5 (B5), and the gypsum index (GI). This indicated that the variables containing the near-infrared and infrared thermal waves had a major contribution to explaining the spatial patterns of particle-size fractions.

    Keywords: Agricultural lands, Data Mining, digital soil mapping
  • Ali Babolhekami, MohammadAli Gholami Sefidkouhi *, Alireza Emadi Pages 387-401

    Greenhouse gas emissions cause warming and impacting climate components and consequently affecting water demand in agricultural sector. This study aimed to identify the impact of climate change on reference evapotranspiration in Mazandaran province. For this purpose, climatic data of Gharakheil, Babolsar, Noshahr, and Ramsar weather stations were used during 1985-2005. Meteorological data for a future period (2006-2081) were estimated using the CanEMS2 model under RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 scenarios and the reference evapotranspiration was calculated using climatic data for future periods. The SVM model was used for downscaling the climatic parameters. The results showed that the maximum and minimum temperatures would increase over the coming period and the annual maximum temperatures in the selected meteorological stations under RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 scenarios will be increased by 1.5, 2, and 3° C, respectively. Minimum temperatures in the selected stations under RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 scenarios will be increased by 3.8, 5.7, and 5.7° C, respectively. Precipitation will also be reduced between 8 to 29 percent over the selected weather stations. The results show that the reference evapotranspiration will be increased or decrease in some months in all meteorological stations compared with the base period. The highest increase in maximum temperature under different climatic scenarios will be occured in March between 1.4 to 6.4° C at Babolsar Meteorological Station, and the highest increase in minimum temperature under different climatic scenarios will be occured between 3.8 to 5.7° C in February at the Gharakheil Meteorological Station. The results showed that the highest and lowest percentages of reference evapotranspiration changes would occur in October and March, respectively. Evaluation of the reference evapotranspiration at the selected stations shows that the percentage of evapotranspiration variations in different months varies between -16.1 to 25.7% and the highest increase and decrease in reference evapotranspiration will occur in Ramsar and Gharakheil stations, respectively.

    Keywords: CanEMS2, Penman- Monteith- FAO, IPCC5
  • Mohammad Gudarzi, Jalal Bazargan *, Seyyed Mohammad Shoaei Pages 403-415

    The flow analysis in rockfill materials is often fulfilled by solving differential equations that combine non-linear equation [i=mvn] and continuity equation. This differential equation has first been developed by Parkin. It's solution by finite difference method is massive and time consuming, proportion to boundary conditions at this particular case. These calculations would end up with more significant problems where the water table profile is not specified inside the rockfill material. For flow analysis in rockfill material, another method can be used which is based on the gradually varied flow theory. This method is very simple and less massive. Literature review shows a significant error in parts of flow in which the curvature of the streamlines is high, if drag force is not considered in the gradually varied flow theory. In the current study for the first time, using experimental data of different rockfill materials, the effect of drag force on water profile calculation accuracy was investigated considering gradually varied flow theory. The results show by considering drag force, the calculation accuracy of water profile at permanent flow, especially in high flow curve, would significantly increase and a promising results could be obtained.

    Keywords: Porous media, Rockfill materials, Gradually varied flow, Non-Darcy flow, Drag force
  • Khadijeh Mirzaei, Hamidreza Sheibani * Pages 417-425
    In this research, the effect of submergence on the discharge of flow over the sharp-crested weir with an arc in the plan and toward upstream is investigated. This research was conducted on the physical model with twenty different samples of the sharp-crested circular weirs including four different arc lengths (or arc angle), each with five different heights. In these experiments, flow analysis has been carried out for the submergence conditions of the weir. The effect of submergence magnitude on discharge rate of circular weir to find a relationship for determination of this effect was the effort of this study. Examining the submergence conditions for these types of weirs proved that the general equation derived from previous research (Villemont equation, 1947), is not valid to the circular weir.  Villemont Eq. produce an error between zero to 50% and an average of 14% for various laboratory experiments. Therefore, a modified equation for submergence conditions of this type of weir was proposed. This equation in different experiments yields an error between zero and 17% and an average of 4%.
    Keywords: sharp-crested circular weirs, submergence, water depth on weir, tailwater depth, discharge
  • Hamidreza Garemohamadlou, Vahid Rezaverdinejad, Reza Lalehzari *, Nasrin Azad Pages 427-440

    The main problem in surface irrigation systems is the low irrigation efficiency due to poor management, inaccurate estimation of design parameters and inadequate design. Losses in surface irrigation include deep infiltration and runoff, which is one of the ways to increase the efficiency of border irrigation, using closed-end mode in irrigation systems. This research was conducted to evaluate the effects of geometrical variables (slope and length of border) and flow control (inlet flow rate and cut-off time) on application efficiency and uniformity of water distribution in closed-end border irrigation system. The length, slope, inflow rate, and cut-off time are considered as the decision-making variables for developing the multi-objective genetic algorithm based on the non-dominated sorting. For this purpose, three irrigation borders with closed-end system were considered in the Ramshir network. The optimization algorithm for calculating the objective functions involves maximizing the minimum water depth and minimizing the infiltration depth in a modeling loop. The optimization algorithm was linked to WinSRFR 4.1.3 software to calculate the objective functions. The results showed that the best combination of inflow rate and the cut-off time for 75 mm of required water depth was 1.9 lit/s/m and 150 min, respectively, which increased application efficiency and distribution uniformity to 79 and 78 percent. Furthermore, the application efficiency in the closed-end border irrigation system is higher (30% to 50%) than the open end method in different scenarios.

    Keywords: Application efficiency, Distribution uniformity, Non-dominated sorting, Deep percolation
  • Rasoul Daneshfaraz *, Mahdi Majedi Asl, Ali Bazyar Pages 441-453
    In the present study, horizontal screens at brink of inclined drop were used as an energy dissipater structure to increase the downstream energy dissipation. The experiments were carried out in three angles of drop, two drop heights, and two porosity ratios of horizontal screen. In total, 108 experiments were performed in discharge range of 200–700 L/min. The results showed that the energy dissipation increases with increasing relative wetting length of the screen, such a way that the highest energy dissipation occurs in the horizontal screen with a porosity of 40%. Inclined drop equipped with horizontal screen reduced downstream Froude numbers in three angles of drop and two porosity ratios from a range of 4.49 - 8.35 to a range of 1.48 - 5.78. Also, increasing the angle of drop increases the relative depth of downstream, so that the drop angle of 45 ° and screen porosity of 40% had the best performance in increasing the relative depth of downstream. Increasing the drop angle and screen porosity also reduces the average efficiency of energy dissipation.
    Keywords: energy dissipation, horizontal screen, inclined drop, relative wetted length
  • Ahmad Ahmadinik, Ali Rahimikhoob *, Sasan Aliniaeifard Aliniaeifard Pages 455-467
    The seawater greenhouse system is a new technology that utilizes a desalination approach using saltwater to provide fresh water production and crop growth in arid areas. By controlling the atmospheric factors, this system increases relative humidity nearly up to saturation point and the amount of evapotranspiration in these conditions greatly decreases. Despite the capabilities of this system, there are limitations, such as the eclipse of evaporator and salt collection make it difficult to operate. Therefore, in this study, a new idea under the name of "Novel Integrated System of Greenhouse and Saltwater Evaporative Pond" is proposed for the first time in which the evaporator in saltwater greenhouse system has been replaced by the saltwater evaporative pond. In this study, after implementing the pilot project of this integrated systemin in south east of Tehran, the atmospheric factors variations, reference crop evapotranspiration, plant water requirement, crop yield, and water use efficiency in basil cultivation were studied in this system. The results were compared to the results of open field as a control. Based on the obtained results, the priority impact of the open field atmospheric factors on atmospheric factors variations in integrated system were temperature, relative humidity, and sunshine parameters. According to the measured amounts of water requirements and crop yield in this study, the amount of water use efficiency in basil cultivation in the open field and greenhouse media of the proposed integrated system were 1.14 and 2.89 kg/m3, respectively.
    Keywords: Crop water requirement, Desalination, Greenhouse cultivation, Saltwater resources, Seawater greenhouse system
  • Zahra Sohrabi, Javad Sarvarian *, Jafar Mamizadeh Pages 469-478
    For safe pass of flood flow from upstream to downstream of dams, the spillways are used. Among the various spillways, in stepped spillways, the flow is dissipated when passing through the structure. This will reduce the cost of downstream energy-dissipaters structures such as stilling basin. In addition to energy dissipation, the volume and cost of stepped spillways can affect its design. The best design of the stepped spillway is that the remaining energy and the volume and cost of the spillway will be minimized. Therefore, the stepped spillway design is a multi-objective optimization problem. In the present study, a two-objective simulation-optimization model based on the NSGA-II algorithm was used to minimize the possible remaining energy and spillway volume. The results showed with increasing the relative height of spillway stairs, the amount of remaining energy is increased initially and after reaching a peak point, it would be reduced to a constant value. From the perspective of volume and cost of spillway, by increasing the relative height of the spillway stairs, its volume is increased linearly and by increasing the spillway angle, its volume decreased. The results of multi-objective optimization model showed that in the current plan of Siah-Bisheh Dam spillway, the remaining energy and the volume of spillway criteria were considered well. So that 83.7 percent of the flow energy is dissipated.
    Keywords: NSGA-II Algorithm, Two Objective Optimization, Upstream Siah-Bisheh Dam, Stepped Spillway, Simulation-Optimization Model
  • Hossein Hamidifar *, MohammadHossein Omid Pages 479-488

    Several factors affecting pollutant transport in rivers. Among those, vegetation is less studied by researchers. Due to the appropriate conditions in floodplains, such as adequate moisture and fertile sediments, it is possible to develop and grow different types of vegetation in these areas. Depending on the type of vegetation, their effect on the flow and subsequently on mass transfer is different. In this paper, the effects of flow depth, vegetation arrangement, and the interaction between the floodplain and the main channel on the longitudinal dispersion coefficient, K, in a compound channel has been studied. The results show that K is greater in the main channel rather than the floodplain. In addition, the interaction of the main channel and floodplain increases the K values up to 30 and 88% for non-vegetated and vegetated conditions, respectively, which are statistically significant. Similarly, the effect of vegetation arrangement on the K values are statistically significant, and K /U*iHi is greater for the staggered arrangement rather than tandem arrangement.

    Keywords: floodplain, vegetation, dispersion coefficient, Pollution, river
  • Mehri Abdi Dehkordi *, Omid Bzorg Haddad, Abdolrahim Salavitabar Pages 489-501

    In this study, the impact of operation of the study/construction inter-basin water transfer and agricultural development projects in Big Karun Basin has been investigated. In this regard, the Big Karun Basin including six under operating dams, five under operating inter-basin water transfer projects, 12 drinking and industrial consumers, seven fish farmers, 34 agricultural consumers has been simulated using a dynamic system approach. In addition to quantitative investigation, water quality has been also modeled. Then the behavior of the system was investigated under operation condition of seven under study/construction inter-basin water transfer and nine agricultural development projects. In both conditions, the capability of Big Karun Basin in terms of power generation and water supply for downstream demand was assessed in a different sector based on reliability, resiliency, and vulnerability performance indices. The results indicate 28% reduction in firm hydropower energy generated by the Big Karun Basin system in the condition of operating under study/construction inter-basin water transfer project compared to the present condition. This is very important due to the key role of the Big Karun Basin in hydropower generation throughout the country, especially during the peak consumption hours. Also, the results indicate that the amount of reliability, resiliency, and vulnerability in south Karun will be 70.9, 60.67, and 36.33 for present condition and 51.3, 49.4, and 72.66 for operating under study/construction inter-basin water transfer and agricultural development projects. Quantitative and qualitative zoning figures at each consumer site show although the impact of operating under study/construction inter-basin water transfer and agricultural development projects in northern Karun and Dez rivers is less than the one in southern Karun River basin, however, ignoring integrated water management and continuing system operation process based on the present condition results not only reduction in hydropower generation, but also the inability of Big Karun Basin in terms of quantitative and qualitative supplying of consumers demands in southern Karun Basin and especially in the end parts.

    Keywords: System dynamic approach, Inter-basin water transfer, Performance indices, Agricultural development, Big Karun basin
  • Hadiseh Shabani, MohammadAmir Delavar *, Saeid Taghavi Fardood Pages 503-512

    Cadmium (Cd) is one of the most toxic and non-biodegradable heavy metals which can be emitted into the aquatic ecosystem, accumulated in the food chain and posing a serious threat to the aquatic organism and human health. In this study, the effect of peanut shell (PN), pristine biochar (PBc), and modified biochar by potassium permanganate (PPBc) on cadmium removal from aqueous media was examined. Some characteristics of absorbents such as pH, cation exchange capacity (CEC), surface functional groups, and values of C, N, H and surface area were investigated. Adsorption isotherms (Langmuir, Freundlich, and Temkin) and Kinetic models (pseudo-first-order, pseudo-second-order, and Elovich) were used to explain the adsorption process. Results showed pH, cation exchange capacity and the oxygen containing functional groups such as COOH and Mn-O increased after the chemical treatment of biochar. Maximum sorption capacity obtained at the equilibrium time 120 min, adsorbent dosage of 0.25 g, and pH=6. Langmuir isotherm and the pseudo-second-order kinetic model have the best fitness on cadmium biosorption data. The RL values for adsorbents were calculated to be 0.02 to 0.37 with initial concentration ranging from 10 to 60 mg/L, which indicated the Langmuir isotherm of Cd (II) was a favorable isotherm in the adsorption process. Results showed that the Langmuir maximum Cd adsorption capacities of the modified biochar (28.24 mg/g) is higher than the one in pristine biochar (13.40 mg/g). PN did not show a significant effect on the Cd sorption. This work shows that the modified biochar by potassium permanganate may be an effective, low-cost, and environmentally-friendly adsorbent to remediate Cd contamination in the environment.

    Keywords: Engineered biochar, Peanut shell, Potassium permanganate, Adsorption, Langmuir
  • Mehran Hekmatnia *, Seyed Mehdi Hosseini, Mehdi Safdari Pages 513-524
    Date is one of the most important horticultural products in Iran, which plays an important role in added value of the agriculture, economy and food security. Water resources restriction is one of the main challenges of date product in different areas. Thus, consumption management and optimal use of water resources for production is essential. A practical approach to water resources management is estimation of crop water requirements and determination of water volume consumed in the process of crop production. Virtual water is a measure to estimate actual water use by different crops. Therefore in this research, date water requirement was firstly estimated by CROPWAT in Sistan and Baluchestan Province. Afterward, the volume of virtual water, water footprint, blue and Green water were calculated for growing seasons of 2011-2017. The results showed that the average date water requirement is 21976.52 m3 ha-1 in this province. However, the amount of applied water was measured to be 46659.58 m3 ha-1. This indicates a low water productivity for date production in this province, as the water productivity of date was calculated to be 0.29 kg/m3. The average application of water for date production was estimated to be 399.67 million Cubic meters. Iranshahr, Saravan, Sarbaz and Nikshahr had the highest exploitation of water resources. The average virtual water for date production was found to be 3.82 m3 kg-1. The results of estimated footprint showed that this province has a low potential for using rainwater to irrigate date palm.
    Keywords: blue water, Green Water, Water use efficiency, water footprint
  • Majid Sharifipour *, Abdolmajid Liaghat, Abdali Naseri, Hamed Nozari, Mahmud Hajishah, Mohsen Zarshenas, Hamid Hoveizeh, Manoochehr Nasri Pages 525-539
    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