فهرست مطالب

حفاظت منابع آب و خاک - سال نهم شماره 3 (بهار 1399)
  • سال نهم شماره 3 (بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/03/01
  • تعداد عناوین: 9
|
  • امیر صمدی*، اصغر عزیزیان صفحات 1-12

    مدل دوبعدی HEC-RAS از مفهوم جدیدی به نام تغییرات درون سلولی برای لحاظ نمودن تغییرات ارتفاعی داخل یک سلول محاسباتی استفاده می نماید و از اینرو از وابستگی بسیار کمی به ابعاد سلول محاسباتی برخوردار می باشد. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی اثر کاربرد این مفهوم بر پهنه سیلاب رودخانه سرباز به انجام رسیده است. همچنین بررسی تاثیر مقیاس نقشه بر عملکرد مدل یک بعدی و دوبعدی HEC-RAS از دیگر اهداف این پژوهش می باشد. نتایج نشان داد که با افزایش ابعاد سلول محاسباتی، میزان خطای مدل درشبیه-سازی پهنه های سیلگیر نسبت به ابعاد سلولی کوچک نسبتا پایین می باشد. به عنوان مثال، در صورت استفاده از یک شبکه محاسباتی با ابعاد 500 متر به جای یک شبکه با ابعاد 20 متر، میزان خطای مدل در برآورد پهنه سیلاب به کمتر از 15 درصد محدود می گردد. مدت زمان اجرای مدل دوبعدی نیز در ابعاد سلولی 500 متر تقریبا 45 برابر کمتر از مدت زمان اجرای مدل در صورت استفاده از ابعاد سلولی 20 متر است. یافته های مذکور به خوبی گویای این مطلب است که استفاده ازمفهوم تغییرات درون سلولی در مدلسازی تا چه حد می تواند در زمان اجرای مدل های عددی به ویژه در رودخانه های بزرگ و با پیچیدگی زیاد موثر باشد. همچنین محاسبات صورت گرفته حاکی از آن است که اختلاف بین دو مدل یک بعدی و دوبعدی در شبیهسازی پارامترهای هیدرولیکی در مقیاس های کوچک نسبتا ناچیز می باشد و با افزایش مقیاس نقشه اختلاف دو مدل مذکور نیز افزایش می یابد که علت اصلی لحاظ نمودن تمامی تغییرات توپوگرافی بستر و سیلابدشت رودخانه در مقیاس های بالا می باشد.

    کلیدواژگان: تغییرات درون سلولی، مهندسی رودخانه، HEC-RAS، ابعاد شبکه محاسباتی، رودخانه سرباز
  • صائب خوش نواز* صفحات 13-30

    اطلاعات به هنگام و تصمیم گیری در زمان نزدیک به واقعیت از عوامل موثر مدیریت آب در مزرعه است. ازاین رو در مطالعه حاضر یک سیستم پشتیبان تصمیم مبتنی بر زمان واقعی برای برنامه ریزی آبیاری تدوین شد. مدل توسعه یافته برای 24 الگوی کشت زیرمجموعه کانال های شبکه آبیاری میاناب شهرستان شوشتر اجرا و ارزیابی گردید. برای مدل سازی در زمان واقعی داده هایی شامل بیلان آب در خاک، تولید محصول، رشد گیاه و ریشه، گام زمانی یک روزه با جایگزینی اعداد ورودی واقعی انجام شد. بدین منظور مدل AquaCrop و الگوریتم بهینه سازی مجموعه ذرات با هدف حداکثرسازی سودخالص برای یک سال زراعی بکار گرفته شدند. نتایج نشان داد بهترین راندمان اقتصادی آب برابر با 9250 تومان بر مترمکعب برای گوجه فرنگی به دست آمد. همچنین این محصول در برنامه بهینه با 35 درصد کاهش آب مصرفی افزایش عملکرد بیش از 3 تن در هکتار داشت. در حالت کلی دوره های بحرانی نیاز آبی برای گیاهان در حدفاصل بین حداکثر پوشش تا شروع پیری آن است. گیاهانی مانند گندم، جو و کلزا که پس از شروع دوره پیری با افت سطح سایه انداز مواجه می شوند سازگاری بیشتر با کم آبیاری دارند.

    کلیدواژگان: الگوی کشت، بهره وری آب، توسعه پایدار، زمان واقعی
  • بهناز ختار، علیرضا شکوهی* صفحات 31-46
    در این مطالعه به ارزیابی روش تگزاس و توسعه این روش برای تعیین جریان زیست محیطی رودخانه ها پرداخته شده است. این روش هیدرولوژیکی در حالیکه از حداقل داده ها برای تخصیص جریان زیست محیطی استفاده می نماید در مقابل روش هیدرولوژیکی تنانت قرار داشته و قابلیت تجویز جریان برای حفظ رژیم اکولوژیکی رودخانه ها را داراست. دراین مقاله بعد از اثبات ارزش روش مزبور و مشاهده وجود اختلافاتی در نتایج کار با رژیم تاریخی مشاهده شده در مطالعه موردی، روش تگزاس توسعه داده شد به نحوی که نتایج حاصل از آن توانست علاوه بر حفظ مبانی روش بنیادی، بین دو باند حداقل و میانگین جریان ماهانه تاریخی قرار گیرد. برای ارزیابی دو روش تگزاس و تگزاس اصلاح شده، از منظر کل حجم جریان تخصیص یافته به جریان زیست محیطی، نتایج حاصل از آن ها با سناریوی مشابه در روش تنانت مقایسه گردید. در این حالت حجم آب تخصیص یافته به محیط زیست در روش تگزاس اصلاح شده 50% ، در روش تگزاس 47% و در روش تنانت 40 تا 60% آورد سالانه رودخانه برآورد گردید. این مقاله با توجه نتایج بدست آمده در مطالعه موردی نشان می دهد که با استفاده از دو روش تگزاس و تگزاس اصلاح شده بجای روش تنانت و ارتقای آنها به حد یک روش بومی، می توان به نتایجی قابل مقایسه با نتایج روش های شبیه سازی زیستگاه و جامع دست یافت.
    کلیدواژگان: جریان زیست محیطی، روش هیدرولوژیکی تنات، روش تگزاس، روش تگزاس اصلاح شده، رژیم اکولوژیکی
  • احمدرضا کریمی پور*، گلنوش بنی طالبی صفحات 47-72

    هدف از مطالعه حاضر برآورد مقدار (ET0) در اقلیم نیمه مرطوب معتدل سرد و در یک دوره آماری 22 ساله با بکارگیری مدل موجک-عصبی-فازی با حداقل تعداد پارامترهای ورودی موثر بود. به منظور بررسی کارایی این مدل نتایج با مدل شبکه عصبی و انفیس مقایسه شد. آنالیز حساسیت داده های ورودی به سه روش هیل، ضریب تبیین و استات سافت انجام شد. آنالیز تحلیل حساسیت نشان داد که دما (T) (دمای مینیمم، ماکزیمم و میانگین)، (Rs)، (Ra)، سرعت باد در ارتفاع دو متری (U2) و (Rn) به عنوان پارامترهای اثرگذار بوده اند و ترکیب های مختلف این پارامترهای ورودی می تواند منجر به برآورد دقیق تر ET0 شود. بر اساس نتایج آنالیز حساسیت، شش ترکیب با پارامترهای مذکور انتخاب شد و دما در تمامی این ترکیب ها به عنوان متغیر ورودی به کار برده شد. با کاربرد سه پارامتر ورودی Tmin، Tmax و Rs و موجک sym8 مدل موجک-عصبی-فازی عملکرد بهتری نسبت به مدل شبکه عصبی دارد. براساس ضریب تبیین و مقدار خطای محاسبه شده برای شبکه عصبی و انفیس، ترکیب 7 پارامتر ورودی (Ra، Rn، Rs، U2 ،Tmean، Tmin و Tmax) و چهار پارامتر ورودی هواشناسی (Ra، U2، Tmean و Tmax) بیشترین دقت را در تخمین میزان ET0 در مقایسه با روش فایو پنمن مانتیث داشتند. نتایج همچنین نشان داد که بیشترین مقدار ضریب تبیین و کمترین مقدار خطا در بین موجک های مختلف مورد استفاده در مدل موجک-عصبی-فازی به ترتیب برای ترکیب های 7 و 3 پارامتر ورودی ((Tmax, Tmin, Rs بدست آمده است.

    کلیدواژگان: انفیس، تحلیل حساسیت، فائو پنمن مانتیث، موجک- عصبی- فازی
  • محسن جهان، محمدبهزاد امیری* صفحات 73-92

    پژوهشی در سال زراعی 95-1394 در دانشگاه فردوسی مشهد به‎صورت کرت‎های خرد شده در قالب طرح پایه‎ی بلوک‎های کامل تصادفی با سه تکرار به تفکیک برای سه گیاه لوبیا، کنجد و ذرت انجام شد. سطوح آبیاری (تامین 50 و 100 درصد نیاز آبی گیاهان مورد مطالعه) در کرت های اصلی و کاربرد و عدم کاربرد هیدروژل سوپرجاذب رطوبت در کرت های فرعی قرار گرفتند. در لوبیا متغیرهای عملکرد دانه، عملکرد ماده‎ی خشک، وزن دانه در بوته، ارتفاع بوته، سرعت رشد محصول و میزان نیتروژن، فسفر و پی‎اچ خاک در مولفه اول و متغیرهای شاخص سطح برگ، شوری خاک و کارآیی مصرف آب در مولفه دوم قرار گرفتند. در کنجد، متغیرهای عملکرد دانه، عملکرد ماده‎ی خشک، وزن دانه در بوته، ارتفاع بوته، سرعت رشد محصول و میزان فسفر و پی‎اچ خاک روی مولفه اول و متغیرهای شاخص سطح برگ، نیتروژن خاک، شوری خاک و کارآیی مصرف آب روی مولفه دوم بیشترین بار را داشتند. در ذرت، متغیرهای عملکرد دانه، عملکرد ماده‎ی خشک، وزن دانه در بوته، ارتفاع بوته، شاخص سطح برگ، سرعت رشد محصول، میزان نیتروژن و پی‎اچ خاک روی مولفه اول و متغیرهای فسفر خاک، شوری خاک و کارآیی مصرف آب روی مولفه دوم دارای بیشترین بار بودند.

    کلیدواژگان: تنش خشکی، روش های آماری چندمتغیره، شوری خاک، نهاده بوم‎سازگار
  • آرش تافته*، سینا ملاح، نیازعلی ابراهیمی پاک صفحات 93-104

    با توجه به عدم توزیع ایستگاه های باران سنجی در سطح کشور و نیاز به تعیین و تخمین بارش در مزارع آبیاری جهت برنامه ریزی آبیاری، ابزار هایی که بتوانند در تعیین بارش در سطح مزارع کمک نمایند از اهمیت بالایی برخوردار می باشند. در این مطالعه از ابزار گوگل ارث انجین و اطلاعات ماهواره ای CHIRPS ، TRMM و GPM به ترتیب در بازه های زمانی مختلف استفاده شد. با استفاده از این ابزار مقدار بارش در بازه های روزانه، دهه و ماهانه در ایستگاه اهواز و ایذه در بازه 1393-1394 و 1396 -1397 مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت با استفاده از اطلاعات 9 ایستگاه ارزیابی نهایی انجام شد. نتایج نشان داد که سامانه در بازه ماهانه از شاخص کارایی بالایی برخوردار است (99/0) و مقدار خطای نرمال شده آن حدود 36 درصد می باشد. ارزیابی نشان داد که به طور متوسط 51 درصد خطا در برآورد بارش وجود دارد و به میزان 1/3 میلی متر به طور متوسط مقدار بارش کمتر برآورد می شود. شاخص توافق و کارایی مدل قابل قبول بود همچنین از نظر آزمون F-Test تفاوت معنی داری بین داده های برآورد شده و اندازه گیری شده مشاهده نشد ولی جهت افزایش دقت آن می بایست از روش های مختلف پهنه بندی مانند کوکریجینگ استفاده نمود و از آن به عنوان پارامتر کمکی به همراه نقشه رقوم ارتفاعی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: باران، بارش موثر، گوگل ارث انجین، خوزستان
  • فاطمه ریاحی*، حسن وقارفرد، پیمان دانشکار اراسته، حمید کاردان مقدم صفحات 105-120

    هدف از این تحقیق، پتانسیل یابی منابع آب زیرزمینی با استفاده از چهار روش جنگل تصادفی، GLM، روش Domain و روش GAM است. علاوه بر این چهار روش ترکیب این روش ها جهت پتانسیل یابی نیز، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور یازده معیار شامل درصد شیب، جهت شیب، انحنای مقطع (Profile Curvature)، انحنای توپوگرافی (Topographic curvature)، انحنای کلی (Total curvature)، فاکتور LS، شاخص قدرت جریان (SPI)، شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI)، کاربری اراضی، خاک و مدل رقومی ارتفاع با توجه به تجربیات کارشناسان و پژوهشگران مورداستفاده قرار گرفت. همچنین به منظور اعتبارسنجی از تعداد 76 حلقه چاه که دارای دبی بالابودند جهت شبیه سازی (70 درصد) و اعتبار سنجی (30 درصد) استفاده شد. پیش از مدل سازی آزمون هم خطی بر روی معیارها انجام گرفت و مشاهده گردید هیچ نوع هم خطی بین متغیرها وجود ندارد. براین اساس نتایج ارزیابی مدل سازی با استفاده از منحنی ROC نشان داد که هر چهار روش استفاده شده دارای دقت عالی و AUC بالای 90 درصد جهت پیش بینی را دارند. در ادامه نتایج چهار روش با روش میانگین گیری ترکیب گردید. پتانسیل نهایی نشان داد که 89/32 درصد از اراضی دارای پتانسیل خوب ازنظر بهره برداری از منابع آب زیرزمینی رادارند. همچنین نتایج اهمیت فاکتورها نیز نشان داد که معیارهای شیب، ارتفاع و شاخص قدرت جریان دارای بالاترین میزان اهمیت هستند. نتایج حاصل از این پژوهش می تواند به عنوان اطلاعات پایه به برنامه ریزان و مسیولان محلی به منظور ارزیابی، برنامه ریزی، مدیریت، استفاده پایدار و تغذیه مصنوعی منابع آب زیرزمینی در آینده کمک نماید.

    کلیدواژگان: شبیه سازی آبهای زیرزمینی، روش جنگل تصادفی، روش GLM، روش GAM
  • زینب حزباوی*، ناهیده پرچمی، نازیلا علائی، لیلا بابایی صفحات 121-142

    پژوهش حاضر با هدف ارزیابی سلامت آبخیز کوزه تپراقی واقع در استان اردبیل با استفاده از تحلیل 27 معیار مرتبط با ابعاد مختلف هیدرولوژیکی، انسانی و اقلیمی انجام شد. به همین منظور، ابتدا اطلاعات پایه منطقه ای شامل داده های هیدرولوژی، فرسایش و رسوب، اقتصادی، اجتماعی و اقلیمی از گزارش های پیشین جمع آوری و تحلیل شد. سپس متناسب با ماهیت داده‎های مورد استفاده چندین بانک اطلاعاتی در محیط نرم افزار های Fragstats 4.2.1 ،Excel 2016 ،IBM SPSS Statistics 25 و ArcGIS 10.6 تهیه شد. در ادامه با استفاده از اصول حاکم بر مدل مفهومی فشار-حالت-پاسخ PSR، وضعیت و تغییرات مکانی سلامت آبخیز کوزه تپراقی در سطح 36 زیرآبخیز مورد ارزیابی قرار گرفت. درجات مختلف سلامت آبخیز در پنج طبقه سالم، نسبتا سالم، متوسط، نسبتا ناسالم و ناسالم طبقه بندی شدند. بر اساس نتایج مشخص شد که از نظر کلی آبخیز دارای وضعیت متوسط از لحاظ سلامت می باشد. هم چنین مقدار شاخص های فشار، حالت و پاسخ به ترتیب برابر با 46/0، 55/0 و 31/0 بوده است. میانگین شاخص ارزیابی جامع سلامت آبخیز کوزه تپراقی برابر با 41/0 به دست آمده است. حداکثر مقدار شاخص سلامت برابر 66/0 مربوط به زیرآبخیز های 8 و 12 و حداقل مقدار این شاخص برابر 14/0 مربوط به زیرآبخیز 26 می باشد. وضعیت سلامت در قسمت شرق و جنوب شرقی آبخیز در وضعیت نسبتا سالم و متوسط قرار گرفته است و وضعیت بهتری از سلامت آبخیز در قسمت های غربی و شمالی مشاهده شد. نتایج پژوهش حاضر برای شناسایی و حفاظت از مناطق اولویت دار و هدایت راهبردهای مدیریتی از لحاظ منابع آب و خاک در سطح ملی و منطقه ای قابلیت کاربرد دارند.

    کلیدواژگان: الگوی تغییرات، امنیت بوم شناختی، تخریب بوم سازگان، شاخص سلامت
  • حجت الله یونسی*، حسن ترابی، بابک شاهی نژاد، آزاده ارشیا، حافظ میرزاپور صفحات 143-156

    بررسی کیفیت و آلودگی منابع آب زیرزمینی در برنامه ریزی و توسعه منابع آب، امری بسیار مهم و ضروری است. هدف از این پژوهش، پهنه بندی کیفیت آب، آلودگی و بررسی روند تغییرات پارامترهای کیفی در دوره بلندمدت در آبخوان نجف آباد است. بدین منظور پارامترهای EC، TDS، SAR، pH، TH، Cl، CO3،Ca ،Mg ، Na،K ،HCO3 ، NO3 و عناصر سنگین شامل روی، مس، سرب، و آرسنیک از نمونه های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفتند. طبقه بندی کیفیت آب از نظر کشاورزی با توجه به دیاگرام ویلکاکس عمدتا در محدوده ی C3-S1 و از نظر شرب با توجه به دیاگرام شولر عمدتا در طبقه قابل قبول و متوسط و در مواردی نامناسب قرار دارد. میزان عناصر سنگین در حد مجاز است. روند تغییرات پارامترهای کیفی با استفاده از روش های MK و TFPW-MK بررسی شد و نتایج نشان دهنده ی کاهش کیفیت آب در طی زمان بود. پارامترهای کیفی مهم از جمله عامل مهم نیترات در محیط ArcGIS پهنه بندی شدند. مقدار متوسط غلظت نیترات 63/13 میلی گرم در لیتر محاسبه شد و ماکزیمم مقدار نیترات در قسمت های شمالی و مرکزی این آبخوان تا 195 میلی گرم در لیتر رفته است. با توجه به نتایج پژوهش حاضر، واضح است که پایش مستمر و بررسی های کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی و انجام اقدامات لازم برای کنترل آلودگی در محدوده آبخوان نجف آباد بسیار ضروری است

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آلودگی، پهنه بندی، نیترات
|
  • Amir Samadi *, Asghar Azizian Pages 1-12

    The 2D HEC-RAS model uses a new concept called subgrid-variability to include elevation changes within a computational cell and thus has very little dependence on computational cell dimensions. The purpose of this study was to evaluate the effect of the concept of subgrid-variability on the simulated flood area in the Sarbaz River. The other purposes of this study is to investigate the effect of map scale on the performance of 1D and 2D HEC-RAS model. The results showed that with increasing computational cell dimensions, the model error in simulating flood zones was relatively low compared to small cell dimensions. For example, if using a computing grid with dimensions of 500 meters instead of a 20 meters grid, the simulated flood area in different parts of the Sarbaz River would be less than 15 percent. The run time of the 2D model in the cell dimension of 500 meters is approximately 45 times less than the run time of the model in case of using cell dimensions of 20 meters. The findings clearly indicate to what extent the use of the concept of subgrid variability in modeling can be effective when implementing numerical models, especially in large and complex rivers. The calculations also show that the difference between 1D and 2D models in the simulation of hydraulic parameters in small scales is relatively small and by increasing the map scale, the difference between the two models increases.

    Keywords: Computational Mesh Dimensions, HEC-RAS, River Eng, Sarbaz River, Subgrid-Variability
  • Saeb Khoshnavaz * Pages 13-30

    On-time information and real time decision-making are effective factors in the process of water management in the farm. Therefore, in the present study, a real-time decision support system has been developed for the irrigation scheme of Mian-Ab irrigation network in Shoushtar plain with 24 sub-sets of cropping pattern and results are compared with existing pattern. To increase the accuracy of modeling, including soil water balance, crop production and root growth, a one-day time step is considered by replacing real-time data. For this purpose, the Particle Swarm Optimization Algorithm (PSOA) is used to maximize the net benefit of a growing season. The results showed that the optimal economic efficiency of water was obtained for tomato by 92500 IRR/m3. Its yield production also has increased more than 3000 kg/ha in an optimal strategy with a 35 percent reduction in water consumption. Furthermore, critical periods of crop water requirement was between the maximum canopy cover and the start of senescence. Crops like wheat, barley, and rapeseed which their conopy coverage decrease after senescence stage, are more compatible with deficit irrigation.

    Keywords: Cropping Pattern, Real-time, Sustainable development, water productivity
  • Behnaz Khatar, Alireza Shokoohi * Pages 31-46
    This study aims at evaluating and modifying the Texas method for allocating environmental flow. This hydrologic method, while using the minimum amount of data, is a rival for the Tenant method and has the capability of introducing an amount of discharge to maintain the ecological regime of rivers. In this paper, after distinguishing the worthiness of the Texas method and observing some differences between the results of the method and the historical regime in the case study, the method was modified in such a way that while preserving the basic principal of the original method, could propose a flow regime which was laid between the observed long-term minimum and mean monthly discharges. The new method is called the Modified Texas method. For evaluating the Texas and Modified Texas methods concerning the allocated annual volume, the equivalent scenario from the Tennant method was employed. The allocated volumes by the Modified Texas, Texas, and Tenant methods were 50%, 47%, and 40-60%, respectively. This paper, concerning the achieved results for the case study, shows that employing the Texas and Modified Texas methods instead of the Tenant method and enhancing the method to the level of a native method provides reasonable results comparable with those of the habitat simulation or holistic methods.
    Keywords: Environmental Flow, Hydrologic Tenant method, Texas Method, Modified Texas method, Ecological regime
  • Ahmadreza Karimipour *, Golnoosh Banitalebi Pages 47-72

    The aim of this study was to estimate the ET0 in a moderately cold semi-humid climate in a 22-year statistical period by applying a wavelet-neuro-fuzzy model with a minimum number of input parameters.The results were compared with the ANN and ANFIS models to evaluate the performance of the wavelet-neuro-fuzzy model, The sensitivity analysis of the input parameters was done in three ways: Hill method, coefficient of determination, and StatSoft. Sensitivity analysis showed that temperature (T), Rs, Ra, mean daily wind speed at 2 meters (U2) and Rn were an effective parameter. Based on the results of the sensitivity analysis, six combinations with these parameters were selected.The results indicate that the wavelet-neural-fuzzy model has a better performance than the artificial neural network model. The results also showed that the estimated ET0 value with three inputs parameters of maximum and minimum temperature and solar radiation using fuzzy-neural-wavelet model was more accurate than the neural network. Based on the coefficient of determination and the amount of calculated error for the artificial neural network and the Anfis, use of the combination of 7 input parameters (Ra, Rn, Rs, U2, Tmean, Tmin and Tmax) and four meteorological input parameters (Ra, U2, Tmean and Tmax) lead to more accurate estimates of ET0 in comparison to the FAO Penman-Monteith method. The results also showed that the highest amount of explanatory factor and the lowest error value among the different wavelets used in the fuzzy-neuro-wavelet model were for the 7 and three input parameters (Tmax, Tmin, Rs), respectively.

    Keywords: ANFIS, Sensitivity analysis, FAO-Penman-Monteith, Fuzzy-neuro-wavelet model
  • Mohsen Jahan, MohammadBehzad Amiri * Pages 73-92

    In order to evaluate effect of deficit irrigation and application of water superabsorbent and determining principal components in water use efficiency of common bean, sesame and maize a split plots experiment based on RCBD design with three replications was conducted during 2015-2016 growing season, in Ferdowsi University of Mashhad, Iran. Irrigation levels (50 and 100% of water requirement) and application and non-application of water superabsorbent assigned to main and sub plots, respectively. Principal components analysis for three plant species resulted in two principle components with the most considerable variances. The first component explained 73, 60 and 80% of variables variance in bean, sesame and corn, respectively. In bean, variables of seed yield, biological yield, seed weight, plant height, crop growth rate and soil nitrogen, phosphorous content and pH were assigned to the first component and leaf area index, EC and water use efficiency were assigned to the second component. In sesame, variables of seed yield, biological yield, seed weight, plant height, crop growth rate and soil phosphorous and pH had the highest load on the first component and variables of leaf area index, soil nitrogen content, EC and water use efficiency had the highest load on the second component. In corn, variables of seed yield, biological yield, seed weight, plant height, leaf area index, crop growth rate and soil nitrogen and pH were in the first component and variables of soil phosphorous and EC and water use efficiency in the second component had the highest load.

    Keywords: Drought stress, Eco-Friendly Input, Multivariate statistical methods, soil
  • Arash Tafteh *, Sina Mallah, Niazali Ebrahimipak Pages 93-104

    Since synoptic metrological stations have non-uniformed scattering pattern in Iran and on the other hand precipitation determination and forecasting is essential for irrigation planning, a method precisely determine precipitation of agricultural lands in farm level has great importance. This study was carried out in Google Earth Engine Code programming environment using GPM, TRMM and CHIRPS satellite data which is daily, decade and monthly, respectively in Ahwaz and Izeh metrological stations for calibration and 9 meteorological stations for validation during 2015-2016 and 2017 - 2018 Growing season. Results showed that monthly interval could obtain better accuracy with R2 of 0.99 and NRMSE = 0.36, respectively. The validation results of the rest 9 meteoroidal station indicated that precipitation prediction had 51% and 3.1 mm error and under estimation on average, respectively. The efficiency was reasonable and F-Test showed no significant difference between observed and prediction samples. The standard error value was 14.2 mm which is a significant error and need to work on updated better functions. It can be concluded that this method can be a useful tool for monthly precipitation prediction of areas with no climatic data if integrated with Kriging, co-Kriging and Inverse Distance Weighted (IDW) geostatistical models for interpolation.

    Keywords: Rain, EffectiveRain, Google Earth Engine, Khuzestan
  • Fateme Riahi *, Hasan Vagharfard, Peyman Daneshkar Araste, Hamid Kardan Moghadam Pages 105-120

    The porpose of this study is the ground water potential mapping.using four methods, stochastic forest, GLM, Domain, and GAM. in addition, four methods for combining these methods for potential mapping were also evaluated. for this purpose, eleven criteria include the slope , profile curvature ,(Topographic Curvature), total curvature, index (spi), index (spi), index (twi), land use, soil and demographic elevation model were used according to the experience of experts and researchers. in order to validate the 76 of wells with high discharge were, it has been used for simulation (70 %) and validation (30%) before modeling the linear test on the criteria, there is no linear relationship between variables. according to, the results of the evaluation using the ROC curve showed that all four used methods have excellent accuracy and AUC over 90%. then, the results of four methods were combined with mean averaging method. The final potential showed that 32.89% of the lands have good potential for exploiting groundwater resources. The results of the importance factors also showed that the slope, height, and power index were the most important factors. The results of this research can serve as information bases for planners and local authorities to evaluate, plan, manage, sustainably use and synthesize groundwater resources in the future.

    Keywords: GAM method, GLM method, Groundwater simulation, Random forest method
  • Zeinab Hazbavi *, Nahideh Parchami, Nazila Alaei, Leyla Babaei Pages 121-142

    The present research was conducted to evaluate the health of the KoozehTopraghi Watershed in Ardabil Province using 27 criteria analysis related to different hydrological, anthropogenic and climatic aspects. For this purpose, base regional data including hydrology, erosion and sediment, economic, social and climatic data were collected and analyzed from previous reports. Then, according to the nature of the data used, several appropriate databases were prepared in Fragstats 4.2.1, Excel 2016, IBM SPSS Statistics 25 and ArcGIS 10.6 softwares. Then, using the principles governing the conceptual model of pressure-state-response (PSR), the status and spatial variations of the watershed health were evaluated at 36 sub-watersheds level. Different degrees of watershed health were classified into five categories: healthy, relatively healthy, moderately healthy, relatively unhealthy and unhealthy. Based on the results analysis, it was found that this watershed is in average health condition. Also, the values of pressure, state and response indicators were 0.46, 0.55 and 0.31, respectively. The mean score of comprehensive watershed health assessment index is 0.41. The maximum value of comprehensive watershed health index was 0.66 for sub-watersheds 8 and 12 and the minimum value for this index was 0.14 for sub-watershed 26. The eastern and southeastern part of the watershed is relatively healthy and moderately healthy and the watershed health status was better in the western and northern parts. The results of the present study are applicable to identifying and restoration priority areas and guiding management strategies in terms of water and soil resources at national and regional levels.

    Keywords: Changes Pattern, Ecological Security, Ecosystem Degradation, Health Index, Watershed Health
  • Hojjat Yonesi *, Hasan Torabipoudeh, Babak Shahinejad, Azadeh Arshia, Hafez Mirzapour Pages 143-156

    Investigating the quality and contamination of groundwater resources in the planning and development of water resources is very important and necessary. The purpose of this study is to map the quality of water, pollution, and study the trend of changes in quality parameters in the long run in Najafabad aquifer. For this purpose, the parameters EC, TDS, SAR, pH, TH, Cl, CO3, Ca, Mg, Na, K, HCO3, NO3 and heavy elements including zinc, copper, lead, cadmium and arsenic were investigated from laboratory samples. . The agricultural water quality classification according to the Wilcox diagram is mainly in the range of C3-S1 and in the drinking water according to the Schuler diagram it is mainly acceptable and intermediate and in some cases inappropriate. The amount of heavy elements is allowed. The trend of changes in qualitative parameters was evaluated using MK and TFPW-MK methods and the results showed that water quality decreased over time. Some qualitative parameters were mapped in ArcGIS environment. The average nitrate concentration was calculated to be 63.13 mg / L and the maximum nitrate concentration in the northern and central parts of the aquifer was 193 mg / L. Regarding the results of this study, continuous monitoring and quantitative and qualitative investigations of groundwater resources and necessary measures to control pollution in the Najafabad aquifer area is very necessary.

    Keywords: Groundwater, Nitrate, Pollution, Zoning