فهرست مطالب

دانش آب و خاک - سال سی‌ام شماره 3 (پاییز 1399)

نشریه دانش آب و خاک
سال سی‌ام شماره 3 (پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/07/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سمانه زاده‎پاریزی، احمد تاج‎آبادی‎پور *، عیسی اسفندیارپور بروجنی صفحات 1-14

    تغذیه مناسب گیاه یکی از عوامل مهم در بهبود کمیت و کیفیت محصول می باشد. پتاسیم یکی از عناصر پرمصرف و ضروری برای رشد گیاهان می‎باشد. شناخت شکل‎های مختلف پتاسیم در ارزیابی وضعیت این عنصر در خاک و نیز حاصلخیزی خاک و تغذیه گیاه مهم است. درک غلط از دینامیک پتاسیم در خاک منجر به مدیریت غیراصولی حاصلخیزی خاک خواهد شد. پتاسیم به چهار شکل محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی در خاک وجود دارد که قابلیت استفاده آن‎ها برای گیاه متفاوت است. مجموع شکل‎های محلول و تبادلی خاک به‎طور گسترده برای تعیین قابلیت استفاده پتاسیم برای گیاه به‎کار برده می‎شود. علاوه بر پتاسیم تبادلی، پتاسیم غیرتبادلی هم در تغذیه گیاه نقش مهمی دارد. این تحقیق برای بررسی شکل‎های شیمیایی پتاسیم و تاثیر کشت نهال‎های پسته در برخی خاک های آهکی رفسنجان انجام گردید. برای این کار استخراج شکل‎های شیمیایی پتاسیم توسط عصاره‎گیرهای استات‎آمونیوم مولار، اسید نیتریک مولار جوشان و آب مقطر در 20 نمونه خاک آهکی رفسنجان در قبل و بعد از کشت انجام شد. نتایج نشان داد که بین پتاسیم محلول قبل و بعد از کشت تفاوت معنا‎داری وجود نداشت در حالی‎که میزان پتاسیم تبادلی از 239 میلی‎گرم در کیلوگرم خاک قبل از کشت به 270 میلی‎گرم در کیلوگرم خاک بعد از کشت افزایش یافت و مقدار پتاسیم غیرتبادلی نیز از 683 میلی‎گرم در کیلوگرم خاک قبل از کشت به 570 میلی‎گرم در کیلوگرم خاک، کاهش یافت. استفاده از معادلات رگرسیونی چند متغیره نشان داد که شکل‎های شیمیایی پتاسیم به ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک از جمله درصد رس بستگی داشت.

    کلیدواژگان: پتاسیم، پسته، شکل‎های شیمیایی، عصاره‎گیر شیمیایی، کاشت
  • بهمن خوشرو*، محمدرضا ساریخانی صفحات 15-29
    در این پژوهش سه نمونه کود زیستی تولید داخل کشور شامل ازتوبارور (Azotobarvar)، پتابارور (Potabarvar) و رویین (Ruein) و یک نمونه کود هندی به نام فسکو (Phosco) از لحاظ تعداد جمعیت میکروبی و ویژگی های افزایندگی رشد گیاه مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج شمارش جمعیت میکروبی نشان داد که کود پتابارور فاقد جمعیت زنده باکتریایی است، اما تعداد سلول زنده در هر گرم (CFU g-1) ازتوبارور، رویین و فسکو به ترتیب 108 × 5/3، 108 × 2/5  و 103 × 9/6 به دست آمد. از کود ازتوبارور دو جدایه (Az1 و Az2)، از کود رویین سه جدایه (R1، R2 و R3) و از کود فسکو سه جدایه (P1، P2 و P3) جداسازی شدند. نتایج اندازه گیری ویژگی های افزایندگی رشد گیاه در شرایط درون شیشه ای نشان داد که از نظر ویژگی تثبیت نیتروژن مولکولی در محیط جامد و مایع LG دو جدایه R1 و Az2، در انحلال فسفات معدنی از منبع تری کلسیم فسفات دو جدایه Az1  و Az2، در آزادسازی پتاسیم دو جدایه Az1 و P1 از بیوتیت و دو جدایه Az1 و P2 از موسکویت و در تولید اکسین نیز جدایه P1در حضور تریپتوفان بیشترین عملکرد را داشتند. جدایه های P1، P3، R1 و R3 دارای فعالیت ضد قارچی علیه قارچ فوزاریوم سولانی بودند. جمع بندی نتایج شمارش جمعیت میکروبی و نیز ویژگی های افزایندگی رشد گیاه نشان داد که کود زیستی رویین و ازتوبارور دارای وضعیت مطلوبی بوده و کود فسکو علی رغم داشتن برخی ویژگی های محرک رشد، فاقد جمعیت کافی بوده و کود پتابارور نیز فاقد جمعیت میکروبی بود.
    کلیدواژگان: آزادکنندگی پتاسیم و تولید اکسین، تثبیت نیتروژن مولکولی، حل کننده فسفات و کود زیستی
  • علی رضا واعظی*، فریباالسادات حسینی صفحات 31-44

    تندی شیب یکی از مهم ترین عوامل در فرسایش خاک است که در مدل های فرسایش خاک مانند معادله جهانی فرسایش خاک (USLE) و نسخه های آن، به عنوان عامل تندی شیب (S) بیان شده است. اطلاعات کافی در مورد دقت مدل های فرسایش خاک در برآورد عامل تندی شیب در کشت زارهای دیم منطقه نیمه خشک وجود ندارد. بنابراین در این پژوهش، شش کشت زار دیم با شیب متفاوت (8، 11، 15، 18، 20 و 24 درصد) در منطقه نیمه خشک زنجان انتخاب و هدررفت خاک در کرت هایی به ابعاد 5/1 متر ×5/2 متر تحت باران های طبیعی طی دوره یک سال آبی از مهر 1394 تا پایان شهریور 1395 اندازه گیری شد. بر اساس نتایج حاصله، از 82 رخداد بارندگی طی دوره پژوهش فقط 8 رخداد منجر به هدررفت خاک در کرت ها شدند. عامل تندی شیب بر مبنای نسبت هدررفت خاک از زمین مورد نظر به هدررفت خاک از زمینی با شیب 9 درصد اندازه گیری شد و با استفاده از مدل های USLE، RUSLE، USLE-MM و AUSLE  برآورد شد. رابطه ای قوی بین هدررفت خاک و درصد شیب کشت زار مشخص شد (92/0=2R). با افزایش درصد شیب، هدررفت خاک به شدت افزایش یافت و مقدار عامل تندی شیب (S) برآورد شده با استفاده از مدل های USLE و USLE-MM به ترتیب 4 و 15 درصد بیش تر بود در حالی که مدل هایAUSLE  و RUSLE به ترتیب 13 و 10 درصد کم تر از مقدار مشاهده ای نشان دادند. این مطالعه بیانگر این است که USLE در مقایسه با نسخه های اصلاحی آن مدلی مناسب تر برای برآورد عامل تندی شیب در کشت زارهای دیم منطقه نیمه خشک است.

    کلیدواژگان: باران طبیعی، تندی شیب، کرت استاندارد، کرت فرسایشی، هدررفت خاک
  • مهسا جوادی علی نژاد، سید مرتضی سیدیان*، حامد روحانی، ابوالحسن فتح آبادی صفحات 45-59
    در سال های اخیر، هوش مصنوعی به طور گسترده و موفقیت آمیز در علوم مختلف استفاده شده است. در این پژوهش، کارایی روش های نروفازی، ماشین بردار پشتیبان و کمینه مربعات ماشین بردار پشتیبان به منظور تخمین غلظت رسوب در خروجی چهار حوضه آبخیز جنگلده، نوده، ارازکوسه و قزاقلی واقع در رودخانه گرگانرود در استان گلستان بررسی شد. برای اجرای مدل ها از پنج ترکیب ورودی مختلف با تعداد متفاوت تاخیر جریان و بارش از صفر تا دو روز استفاده شد.  نتایج نشان داد مدل کمینه مربعات ماشین بردار پشتیبان با روش جستجوی ساده شبیه سازی بهتری نسبت به روش جستجوی شبکه ای انجام می دهد. ارزیابی شاخص های آماری محاسبه شده نشان داد بهترین مدل شبیه ساز غلظت رسوب برای هر چهار حوضه مورد مطالعه مدل نروفازی است که مقدار خطای MEF در ایستگاه جنگلده، نوده، ارازکوسه و قزاقلی به ترتیب برابر 3/5، 4/13، 8/4 و 8/2 درصد می باشد. به طور کلی در تمام ایستگاه ها به جز ایستگاه قزاقلی معرفی دبی جریان دو روز قبل به عنوان ورودی مدل باعث افزایش خطای پیش بینی می شود. علاوه بر آن بارندگی همان روز و روز قبل نیز فقط در ایستگاه ارازکوسه باعث افزایش دقت شده است.
    کلیدواژگان: انتقال رسوب، رودخانه گرگانرود، منحنی سنجه، هوش مصنوعی
  • مهدی ماجدی اصل*، سعیده ولی زاده، فروغ اشکان، الناز حسن پور صفحات 61-74

    با توجه به اهمیت پدیده آبشستگی در طراحی پل ها، امروزه برای بالا بردن دقت تخمین عمق آبشستگی از  شبکه های عصبی مصنوعی بهره گرفته می شود. در این تحقیق برای پیش بینی عمق آبشستگی اطراف گروه پایه پل مایل از روشی نوین به نام ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است که در این روش از پارامترهای آماری ، ، RMSE، برای ارزیابی کارایی مدل ها استفاده شده است. نتایج نشان داد،  ترکیباتی که دارای هر دو نوع پارامترهای رسوبی و هیدرولیکی در مدل داده کاوی ماشین بردار پشتیبان می باشد، نتیجه بهتری در پیش بینی عمق آبشستگی ارایه می دهند. به طور نمونه، در حالت سه پایه، معیارهای ارزیابی مربوط به سناریو یک (پارامترهای هیدرولیکی)، 9914/0R2=، 9758/0DC= ، 0576/0 RMSE  و برای سناریو دو (پارامترهای هیدرولیکی و رسوبی)، برابر9924/0R2=، 9803/0DC=، 0529/0RMSE=  بدست آمده است که نشان می دهد ماشین بردار پشتیبان برای سناریو دوم عملکرد بهتری از خود نشان داده است. در ادامه برای محاسبه عمق آبشستگی اطراف گروه پایه مایل، برای حالت های تک پایه، سه پایه و چهارپایه روابط غیر خطی ارایه شده است.

    کلیدواژگان: پارامترهای هیدرولیکی، شبکه عصبی مصنوعی، عمق آبشستگی، گروه پایه پل، ماشین بردار پشتیبان
  • آزاده دهقان، ابوالفضل عزیزیان*، نجمه یرمی، مهدی تازه، محمد علی امیر بیگی صفحات 75-91
    این پژوهش به بررسی کیفی و کمی منابع آب زیرزمینی و ارتباط آنها با سازندهای زمین شناسی در دشت یزد-اردکان پرداخته است. برای این منظور ابتدا داده های کیفی آب چاه های دشت در دو دهه 80 و 90 (قبل و بعد از انتقال آب حوزه زاینده رود به یزد) بررسی شد. سپس نقشه سازندهای موجود در منطقه با استفاده از نقشه زمین شناسی وتصاویرGoogle-Earth   تهیه شد. سپس تیپ آب مشخص و کیفیت آب از نظر کشاورزی و شرب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دشت مذکور در ناحیه بزرگی از بخش جنوبی و مرکزی آن (ارتفاع کم) دارای تیپ آب کلروره بوده که با توجه به نقشه های پهنه بندی، تیپ کلروره در دهه 90  نسبت به دهه 80 گسترش داشته است. نتایج پهنه بندی داده های کیفی نشان داد هدایت الکتریکی (EC) از دهه 80 به 90 دارای روند صعودی بوده است و به طور متوسط حدود  dS m-13 افزایش یافته است. همچنین میزان EC از جنوب به سمت شمال دشت در حال افزایش بوده است. نتایج حاصل از پهنه بندی کمی نشان داد که میزان تراز ارتفاعی آب زیرزمینی دشت در امتداد جنوب به شمال در حال کاهش است و عمق آب در چاه ها از دهه 80 به 90 به طور متوسط 10 متر افت داشته است. نتایج نشان داد که چاه ها بیشتر روی سازندهای آبرفتی قرار دارند. همچنین تحلیل همبستگی درصد وجود سازندها با کیفیت آب زیرزمینی نشان داد که در سازند های آهکی (با همبستگی 99/0) انتظار EC بیشتری وجود دارد. برعکس EC کمتر در سنگ اسیدی ولکانیک (با همبستگی 07/0) مشاهده شده است.
    کلیدواژگان: پهنه بندی، تیپ و رخساره آب، سازندهای زمین شناسی، کیفیت و کمیت آب، منابع آب زیرزمینی
  • طاهره محمد زاده، عبدالرضا واعظی هیر، بابک خیاط رستمی صفحات 93-106

    به دلیل مشکلات کیفی آب سد یامچی که 60 درصد آب شرب اردبیل را تامین می کند و منفی بودن بیلان آبخوان دشت اردبیل و با توجه به سکونت نصفی از جمعیت استان در شهر اردبیل و پیش بینی افق رشد جمعیت، پی جویی و اکتشاف منابع آب جدید برای تامین آب شرب این مرکز استان کاملا ضروری می باشد. از طرف دیگر به دلیل بارش سالانه مناسب، گسترش سازندهای سخت با کیفیت آب مناسب و نیز نزدیکی به خط انتقال آب شرب اردبیل از سد یامچی و تصفیه خانه مجاور سد، حوضه صایین برای پی جویی منابع آب شرب جدید انتخاب گردید. حوضه صایین دارای گسترش وسیع واحدهای ولکانیک بوده و می تواند دارای سفره های آب سازند سخت با کیفیت باشد. به منظور ارزیابی پتانسیل وجود منابع آب زیرزمینی در سازندهای سخت  حوضه، بر اساس روش مقایسات زوجی بر مبنای فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) برای هر معیار وزنی اختصاص داده شد و لایه های رستری مربوط به 9 معیار لیتولوژی، تراکم شکستگی ها، ارتفاع با فاکتور بارش و ارتفاع با فاکتور حوضه آبگیر، شاخص رطوبت، شیب، تراکم آبراهه، جهت شیب و شاخص پوشش گیاهی تهیه گردید. سپس با روش های میانگین گیری وزنی درجه ای (OWA) و هم پوشانی وزنی ((Weighted overlay از تلفیق لایه های اطلاعاتی ذکر شده، نقشه های پهنه بندی پتانسیل آب زیرزمینی تهیه گردید. در این مدل واحدهای الیوین بازالتی و آندزیت های پیروکسن دار و تراکیت ها از جمله مناطق با پتانسیل زیاد و بسیار زیاد بوده و شکستگی ها و خطواره ها  نقش مهمی در ایجاد پتانسیل منابع آب سازند سخت داشته اند.

    کلیدواژگان: پتانسیل یابی آب زیرزمینی، حوضه صائین، سازند سخت، AHP، OWA
  • مجید حیدری*، سعید شعبانلو صفحات 107-119

    سرریزهای جانبی بر روی دیواره جانبی کانال های اصلی تعبیه می شوند. با رسیدن جریان به سرریز جانبی، جریان اضافی از روی تاج سرریز جانبی ریزش کرده و به سمت کانال جانبی هدایت می شود. جریان درون کانال های دارای سرریز جانبی جزء جریان های متغیر مکانی محسوب می شود. در این مطالعه، جریان سه بعدی درون کانال های مستطیلی دارای سرریز جانبی با استفاده از نرم افزار FLOW-3D شبیه سازی شد. برای شبیه سازی آشفتگی جریان از مدل های آشفتگی k-ε استاندارد و RNG k-ε استفاده شد. بر اساس نتایج مدل سازی عددی، دقت مدل آشفتگی k-ε RNG بیشتر از مدل آشفتگی k-ε استاندارد بود. همچنین برای تخمین تغییرات سطح آزاد جریان از روش حجم سیال استفاده شد. در این مطالعه، سرعت با دقت قابل قبولی پیش بینی شد. به عبارت دیگر، مقادیر میانگین قدر مطلق خطای نسبی (MARE)برای مولفه های طولی، ضخامت و قایم به ترتیب برابر 480/0، 468/0 و 519/3 درصد محاسبه شد. سپس تاثیر عرض سرریزهای جانبی لبه تیز و لبه پهن بر روی مشخصات میدان جریان درون کانال اصلی در امتداد سرریز جانبی برای سه مدل مختلف با ضخامت؜های 01/0، 05/0 و 15/0 متر مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج حل عددی، با افزایش مقدار ضخامت تاج سرریز جانبی، مقدار تنش برشی در مجاورت تاج سرریز جانبی به شکل قابل ملاحظه ای افزایش یافت.

    کلیدواژگان: الگوی جریان، سرریز جانبی لبه تیز و لبه پهن، شبیه سازی عددی، کانال مستطیلی
  • مهلا تجری، امیر احمد دهقانی*، مهدی مفتاح هلقی صفحات 121-132
    سرریزهای نوک اردکی از جمله سازه های کنترل کننده تراز سطح آب در شبکه های آبیاری هستند که همواره مورد توجه مهندسان قرار دارند. به علت وجود رسوبات در شبکه های آبیاری زهکشی، معمولا رسوبات در بالادست این سرریزها تجمع یافته و مشکلاتی در بهره برداری بوجود می آورد. در این تحقیق جهت جلوگیری از تجمع رسوبات، علاوه بر استفاده از بازشدگی در دماغه جلویی سرریز، از بازشدگی ها در بال های جانبی سرریز و صفحات مستغرق نیز استفاده شده است. آزمایش ها در فلومی به طول 12 متر، عرض 6/0 متر انجام شد و از چهار ردیف و دو ستون صفحات مستغرق با ارتفاع های مختلف که نسبت به امتداد دیواره جانبی سرریز عمود بودند، استفاده شد. نتایج نشان داد که صفحات مستغرق با بوجود آوردن جریان ثانویه در کنار بازشدگی های جانبی، تاثیر بسزایی در تخلیه رسوبات بخصوص در نسبت های بالای  ( هد آب روی بالا های جانبی سرریز وP ارتفاع سرریز است) دارند. صفحات مستغرق هم ارتفاع سرریز علاوه بر تاثیرگذاری بر افزایش رسوب شویی، باعث افزایش 7 درصدی نسبت آبگذری نیز می شوند. نتایج نشان می دهد که بکارگیری صفحات مستغرق می تواند باعث افزایش 65% در راندمان سرریز (یک منهای درصد رسوبات باقی مانده به درصد نسبت آبگذری) شود که معرف حداکثرسازی میزان آبگذری و رسوب شویی در یک هد معین آب در بالادست است. برای جلوگیری از تجمع رسوب در بالادست سرریز نوک اردکی، ترکیب بازشدگی جانبی و صفحات مستغرق در مقادیر ، 1/0 تا 5/0 پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: بازشدگی جانبی، راندمان، رسوبشویی، سرریز نوک اردکی، صفحات مستغرق
  • احمد باحجب خوشنودی، سینا بشارت*، کامران زینال زاده صفحات 133-146
    پژوهش جاری با هدف بکارگیری روابط حاکم مربوط به هیدرولیک جریان در محدوده ریشه گیاه و استفاده از فن آوری نوین روز در خصوص ابزارهای میدانی اندازه گیری رطوبت و مکش رطوبتی خاک محدوده ریشه گیاه جهت پایش پیوسته عوامل مربوطه و مدیریت هوشمند سامانه آبیاری در راستای  مصرف بهینه آب انجام یافته است. این تحقیق در باغ های سعیدآباد تبریز در دو سال متوالی 1397 و 1398 انجام گردید. با استفاده از دستگاه ثبت داده 20 کاناله، محدوده ریشه از طریق حسگرهای رطوبتی ابزار بندی گردیده و داده های لحظه ای رطوبت خاک محدوده ریشه از طریق اینترنت به سرور انتقال و با این روش امکان مشاهده آنلاین داده ها تحت وب و ذخیره اطلاعات را مهیا نمود. در این پژوهش با تجهیز تیمار تحت مطالعه به سامانه آبیاری قطره ای تحقیقاتی با امکان تغییر عوامل هیدرولیکی شامل کنترل دبی تیمارهای مختلف اجرا و با برداشت مستمر داده ها، شکل و الگوی خیس شدگی واقعی خاک در زمانهای مختلف حاصل و درجه صحت تیوریها و روابط تجربی موجود صحت سنجی گردید. میزان جذب حداکثر در عمق 20 سانتیمتر بود که مصرف روزانه معادل 50-30 لیتر محاسبه شد. در این تحقیق از نرم افزار HYDRUS-2D  جهت شبیه سازی سناریوی های مختلف استفاده شد. مهمترین مسئله در این نرم افزار واسنجی ضرایب معادلات حاکم می باشد. در این تحقیق مدل های مربوط به پارامترهای حرکت و جذب ریشه بر اساس اندازه گیری های میدانی دقیق واسنجی و تایید شد (RE =2.87 و %NRMSE=2.14). بر اساس نتایج، حرکت آب و مصرف گیاه محاسبه و ارایه گردید. بر این اساس نتایج تطابق الگوی خیس شدگی با محدوده ریشه گیاه در جهت مدیریت سامانه استفاده و نهایتا صرفه جویی در مصرف آب مشخص گردید. بیشترین مقدار جذب آب در عمق 40 سانتیمتر انجام شده است که این مقدار 74 درصد کل جذب می باشد با کنترل این پروفیل از خاک می توان سامانه آبیاری هوشمند را مدیریت نمود.
    کلیدواژگان: الگوی خیس شدگی، رطوبت خاک، مدل های جذب ریشه، مدیریت آبیاری
  • محمدحسین کاظمی*، جلال شیری، ابوالفضل مجنونی هریس، امیر حسین ناظمی صفحات 147-158
    تبخیر - تعرق به عنوان یکی از مولفه های اصلی چرخه هیدرولوژیک دارای اهمیت فراوانی در مدیریت منابع آب و برنامه ریزی آبیاری می باشد. امروزه به دلیل نبود داده های لایسیمتری در بیشتر ایستگاه های هواشناسی، از مقادیر تبخیر - تعرق مرجع حاصل از مدل استاندارد فایو - پنمن - مونتیث استفاده می شود. مدل یاد شده برای محاسبه تبخیر - تعرق گیاه مرجع چمن () به کار برده می شود. از سوی دیگر، مدل پنمن-کیمبرلی نیز به طور گسترده ای برای محاسبه تبخیر-تعرق گیاه مرجع یونجه ()  مورد استفاده قرار گرفته است. در مطالعه حاضر، داده های هواشناسی شش ایستگاه هواشناسی در استان سیستان و بلوچستان در یک دوره آماری ده ساله برای محاسبه  و  به کار برده شده و سپس نسبت  به  برای هر شش ایستگاه در دوره مطالعاتی محاسبه شد. مدل پنمن-کیمبرلی در ایستگاه میرجاوه بدترین نتیجه را در مقایسه با ایستگاه های دیگر داشته است. مقادیر ضریب نش-ساتکلف برای این ایستگاه کمترین مقدار(07/0) بوده و مقادیر شاخص پراکندگی و جذر میانگین مربعات خطا برای این ایستگاه به ترتب 43/0 و 48/2 می باشد که بیشترین مقدار در بین ایستگاه های مورد مطالعه است. در ادامه، سهم هر یک از مولفه های توازن انرژی و آیرودینامیکی در میزان کل تبخیر-تعرق مرجع با استفاده از مدل پنمن-کیمبرلی تعیین شد که نتایج حاصل حاکی از نقش مهم هر دو مولفه در فرآیند تبخیر-تعرق ایستگاه های موردمطالعه بود. بر این اساس، کاربرد مدل های مبتنی بر تابش خورشیدی نظیرمدل پریستلی-تیلور در این ایستگاه ها می باید با احتیاط صورت پذیرد.
    کلیدواژگان: تبخیر - تعرق مرجع، تغییرات فصلی، مولفه آیرودینامیکی، مولفه توازن انرژی
|
  • S Zadehparizi, A Tajabadi Pour *, E Esfandiarpoor Borujeni Pages 1-14

    Proper plant nutrition is one of the most important factors in improvement of crop quality and quantity. Potassium is one of the essential macronutrients for plant growth. Understanding the different forms of potassium is important in evaluation the situation of this element in soil fertility and plant nutrition. Incorrect understanding of the potassium dynamics in soil off leads to improper management of soil fertility. Soil potassium exists in four forms: soluble, exchangeable, non-exchangeable and structural that their availability for plant are different. Soluble and exchangeable forms are widely used for determination of the potassium availability for plants. In addition to the exchangeable potassium, non-exchangeable potassium plays an important role in plant nutrition. This study was done to evaluate the different chemical forms of potassium and effect of pistachio seedlings planting on changes of their forms in some calcareous soils of Rafsanjan. For determination of the chemical forms of their forms potassium in 20 calcareous soils samples of Rafsanjan before and after planting, 1 M NH4OAc, boiling 1 M HNO3 anddistilled water were sample used. Results indicated that there was no significant difference between the soluble potassium before and after the planting. However, amount of exchangeable potassium increased from 239 mg kg-1 soilbefore planting to 270 mg kg-1 soilafter planting and non-exchangeable potassium decreased from 683 mg kg-1 soilbefore planting to 570 mg kg-1 soilafter planting. Multiple regression equations indicated that the different forms of potassium in soils were correlated with the physical and chemical properties of the soil such as clay content.

    Keywords: Chemical extractants, Chemical forms cultivation, Pistachio, Planting, Potassium
  • B Khoshru *, MR Sarikhani Pages 15-29
    In this study, three domestic biofertilizer samples including Azotobarvar, Potabarvar, Ruein, and a sample of Indian biofertilizer called Phosco were studied in terms of microbial population count and plant growth promoting characteristics. The results of plate counting revealed that Potabarvar had no alive bacterial population, but the number of viable cells of Azotobarvar, Ruein and Phosco were 3.5 × 108, 5.2 × 108 and 6.9 × 103 CFU g-1, respectively. Moreover, two isolates (Az1 and Az2), three isolates (R1, R2 and R3) and three isolates (P1, P2 and P3) were isolated in Azotobarvar, Ruein and Phosco, respectively. The in-vitro results of plant growth promoting characteristics showed that in the solid LG medium R1 and Az2 and in the liquid LG medium, P1, R1 and Az2 and had the highest nitrogen fixation, respectively. In phosphate solubilizing from tricalcium phosphate, Az1 and Az2, in potassium releasing ability, Az1 and P1 isolates from biotite and Az1 and P2 from muscovite and in production of auxin P1 in the presence of tryptophan had the highest performance, respectively. The isolates P1, P3, R1 and R3 had antifungal activity against Fusarium solani. Summarizing the results of microbial population counts as well as plant growth promoting characteristics showed that the both Ruein and Azotobarvar biofertilizers were in desirable condition and Phosco biofertilizer, despite having some growth-promoting properties, lacked a sufficient microbial population and the Potabarvar biofertilizer lacked the microbial population.
    Keywords: Auxin production, Biofertilizer, Molecular nitrogen fixation, Phosphate solubilization, Release of potassium
  • A Vaezi *, F Hoseini Pages 31-44

    Slope steepness is one of the very important factors in soil erosion which has been defined as slope steepness factor (S) in soil erosion models such as the Universal Soil Loss Equation (USLE) and its versions. Sufficient information is not available on the accuracy of the erosion models in estimating the S-factor in semi-arid rainfed lands. Therefore, in this study, six rainfed lands with 8, 11, 15, 18, 20 and 24% slopes were selected in a semi-arid region of Zanjan and soil loss was measured at 1.5 m × 2.5 m plots under natural rainfalls during a-year period from early October 2015 to end of September 2016. Based on the obtained results, eight rainfalls among 82 rainfall events caused soil loss at the plots during the study period. The S-factor was measured using the ratio of soil loss from the plots to the soil loss from a land with 9% slope and estimated using the USLE, RUSLE, USLE-MM and AUSLE models. A strong relationship was found between soil loss and slope steepness of rainfed land (R2= 0.92). Soil loss increased strongly with increasing the slope steepness and the S-factor values estimated using the USLE and USLE-MM were about 4% and 15% higher than the measured value, respectively. The AUSLE and RUSLE showed about 13% and 10% lower estimations than the measured ones, respectively. This study revealed that the USLE is more sutible model than the other models to estimate the S-factor in the semi-arid rainfed lands.

    Keywords: Natural rainfall, Slope gradient, Standard plot, Erosion plot, Soil loss
  • M Javadi Alinejad, SM Seyedian *, H Rouhani, AB Fatabadi Pages 45-59
    Over the last years, artificial intelligence models have been widely and successfully applied in many fields. In the present study, the efficiency of adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), SVM (Support Vector Machine) and Least Squares Support Vector Machines (LS-SVM) have been investigated to estimate the sediment concentration in four gauging stations, namely Jangaldeh, Nodeh, Arazkoosh, and Gazaghly along the Gorganrood River in Golestan province, Iran. The models were defined based on the five different combinations of the river flow and precipitation using time lags from 0 to 2 previous days. The results showed that the LS-SVM model with simplex search procedure had a better performance than the grid search method. Meanwhile, the results obtained from ANFIS model which estimated sediment concentration in Jangaldeh, Nodeh, Arazkoose and Ghazaghli stations with MEF Error of 5.3, 13.4, 4.8 and 2.8 percent, respectively, suggested a higher performance than other models. Overall, at all stations except Gazaghly, considering the antecedent flow with two-day time lag as the input data of the model increased the error magnitudes. Furthermore, the rainfall of the same day and one-day time lag could only enhance the efficiency of the model at Arazkooseh station.
    Keywords: Artificial intelligence, Gorganroud River, Ratig curve, Sediment transport
  • M Majedi Asl *, S Valizadeh, F Ashkan, E Hasanpour Pages 61-74

    Considering the importance of scouring in the design of bridges, nowadays, to increase the accuracy of scour depth estimation, artificial neural networks are used. In this research, a model for estimating scour depth around the bridge pier group was used by a new method called support vector machine. In this method, the statistical parameters of RMSE, R2, DC, were used to evaluate the performance of the models. The results showed that using compounds of the sedimentary and hydraulic parameters in the support vector data model provided better results in estimation of scour depth. For example, in tripod mode, the assessment criteria values for the scenario 1 (hydraulic parameters), were R2 = 0.9914, DC = 0.9758 and RMSE= 0.0576, and for scenario two (hydraulic and sediment parameters), were to R2 = 0.9924, DC = 0.9803 and RMSE = 0.0529, which indicated better performance of the support vector machine in the second scenario. Finally, non-linear equations were presented for calculating the scour depth around the inclined Single and group piers.

    Keywords: Artificial neural network, Bridge Pier Group, Scour depth, Support Vector Machine, Hydraulics Parameters
  • A Dehghan, A Azizian *, N Yarami, M Tazeh, MA Amirbeygi Pages 75-91
    This research was an attempt to investigate the quality and quantity of groundwater resources in Yazd-Ardakan plain as the biggest watershed in Yazd Province and its relationships with the geological formations. For this purpose, qualitative data of the wells in the plain for the decades of 80 and 90 (according to the Iranian calender for the pre- and post-water transfer from Zayandehroud River to Yazd) were studied. Furthermore, the geological formations map of the region was prepared based on the geological maps and Google-Earth images. Then, the type and facies of water for each well was determined using Aq.QA 1.1 software. The suitability of water usage for agriculture and drinking purposes was also evaluated. Results showed that the chloride type of the groundwater was dominant in the southern and central parts of the watershed and also in 90s rather than 80s. Results of the qualitative zoning showed that the amount of EC was increased as 3 dSm-1 from 80s to 90s. Quantitative zoning of the groundwater showed that the elevation of the water surface decreased toward northern part of the watershed. The water depth in the wells was also decreased on the average of 10 m from 80s to 90s. Results also showed that the wells were dug often on the alluvium formations. Correlation analysis between water quality and frequency percentages of geologic formations revealed that the highest correlation (r=0.99) was observed between calcareous geologic (Ktl) unit and EC of the groundwater; whereas, there was the least correlation between Acidic volcanic rocks (Pc-cr) geologic unit and EC of the groundwater (r=0.07).
    Keywords: Geological formations, Groundwater resources, Water quality, quantity, Water type, facies, Zoning
  • T Mohammadzadeh, AR Vaezihir, B Khayyat Rostami Pages 93-106

    Finding of new water resources is a strategic necessity for Ardabil City as the capital of a province. Because the Ardabil aquifer is faced with problems of negative water budget and drinking water supplied from Yamchi dam which provides 60% of Ardabil's drinking water has a low quality. Also, colonization of half of the province population in Ardabil city and population growth horizon are other key reasons to prepare new water resource for the city. Saein area was chosen for exploration of groundwater new resources for suppling of drinking water for Ardabil city, because of relative high annual precipitation, fractured rock distribution with suitable water quality and proximity to the water treatment site located adjacent to the dam and water convey line from Yamchi dam,. Volcanic units with pure fracture porosity have formed fractured rock aquifers with high quality groundwater. In order to determine the groundwater resources of the study area and preparing the potential zoning map, nine rasteric map developed according to nine main parameters including lithology, fracture density, height as precipitation and as basin area, moisture, slope, stream density, slope direction and vegetation coverage index. The rasteric layers have been overlaied using two methods, ordered weighted averaging (OWA) and weighted overlay methods. The resultant potential map was prepared with five order of zoning, very high, high, moderate, low and very low potential. Calibration of two resulting map with springs location showed that the OWA method is more consistant with the field findings. Olivine basalt, pyroxene bearing andesite and trachits have been covered the areas with high groundwater potential. Factures and faults have the second role in the rainfall percolation and forming of aquifers.

    Keywords: AHP, Groundwater potential, Hard rocks, OWA, Saein basin
  • M Heydari *, S Shabanlou Pages 107-119

    Side weirs are installed on the side wall of main channels. By reaching the flow to the side weir, the exceeded flow falls from the side weir crest and is directs to the side channel. The flow within the channels with side weirs is considered as spatially varied flow. In this study, the three-dimensional flow in a rectangular channel with side weir was simulated by the FLOW-3D software. For simulating the turbulence of the flow, the standard and RNG turbulence models were used. According to the modeling results, the accuracy of the RNG turbulence model was higher than that of the standard model. Furthermore, the Volume of Fluid (VOF) model was used for estimating the variations of the flow free surface. In the study, the velocity was predicted with an acceptable accuracy. Also, the MARE values for the longitudinal, transverse and vertical components were estimated 0.480, 0.468 and 3.519 percent, respectively. Then, the effects of sharp and broad crested weirs on the characteristics of the flow field in the main channel along the side weir for three different models with width of 0.01, 0.05 and 0.15 m were investigated. According to the numerical modeling results, by increasing the width of the side weir crest the shear stress value in the vicinity of the side weir crest increase significantly.

    Keywords: Flow pattern, Numerical simulation, Rectangular Channel, Sharp-crested, broad-crested side weir
  • M Tajari, AA Dehghani *, M Meftahhalaghi Pages 121-132
    Duckbill weir is one of the water level control structures in irrigation networks which has been attracted by many engineers. Since sediments are transported in irrigation networks, they are accumulated at upstream of the duckbill weirs and cause some operational problems. In this study, side slots and submerged vanes were used in addition of frontal slot to prevent sediment accumulation in upstream of weir. The experiments were conducted in a rectangular flume with 12 m length and 0.6 m width. The vanes had different heights and were arranged in two column with four rows which were perpendicular to side wall direction. The results showed that the submerged vanes induced the secondary flow which was so effective for sediment flushing through the side slots especially for higher value of  (H was head over side wall and p was the height of weir). Submerged vanes having the identical heights of the weir not only increased the sediment flushing to downstream, but also increased the discharge ratio up to 7 percent. The results showed that duckbill weir efficiency (which was defined as the ratio of sediment trap to flow capacity of weir minus one) was increased to 65 percent by use of the submerged vanes indicating that the maximum flushing and flow conveyance were occurred in a given upstream head. For preventing the sediment accumulation in upstream of the duckbill weir, use the side slots together with submerged vanes for a values of H/p= 0.1-0.5 is proposed.
    Keywords: Duckbill weir, Efficiency, side opening, Submerged vanes, sediment flushing
  • A Bahojb Khoshnoudi, S Besharat *, K Zeinalzadeh Pages 133-146
    Current research with the purpose of applying the governing equations related to hydraulics of flow in plant root zone and use of modern technology in field measurements for measuring soil water content and soil suction of the plant root zone for continuous monitoring of relevant factors and smart management of irrigation system in order to optimized use of water consumption has been done. This research was carried out in Saeed Abad Gardens in Tabriz in two consecutive years, 1977 and 1998. Using a 20-channel data logger, the root zone was instrumented with soil moisture sensors and the soil moisture instantaneous data were transmitted to the server via the Internet, allowing online data viewing and data storage provided. In this study, by equipping the treatment under study to research drip irrigation system with ability of changing hydraulic parameters including controlling the discharge rate of different treatments and by continuously data logging, the actual soil wetting pattern and shape at different times obtained and the accuracy of the theories and experimental relationships were validated. Maximum absorption was at 20 cm depth and daily intake was calculated to be 30-50 liters. In this study, HYDRUS-2D software was used to simulate different scenarios. The most important issue in this software is to calibrate the governing equations coefficients. In this study, models related to root motion and absorption parameters were calibrated and validated based on accurate field measurements (RE = 2.87 and NRMSE = 2.14 %). Based on the results, water movement and plant consumption were calculated and presented. Accordingly, the results of matching the wetting pattern with the root zone of the plant were used to manage the system and ultimately save water consumption. The highest amount of water uptake was at 40 cm depth, which is 74% of the total water uptake. By controlling this soil profile, an intelligent irrigation system can be managed.
    Keywords: Irrigation management, Root water uptake, Water content, Wetting pattern
  • MH Kazemi *, J Shiri, A Majnooni Heris, AH Nazemi Pages 147-158
    Evapotranspiration (ET), a major component of the hydrologic cycle, is important in water resources management and irrigation scheduling. Nowadays, due to the lack of the lysimetric data in weather stations, the ET values calculated by the standard FAO Penman-Monteith model ( ) are used as benchmark values of grass reference crop. Also, the Penman-Kimberly model is widely applied for computing the alfalfa-reference crop ET ( ). In the present study, the meteorological data from 6 weather stations located in the Sistan-Va-Baluchestan Province covering a period of 10 years were used to calculate the and values. Then, the to  ratios were computed for all six stations during the studied period. The Penman-Kimberly model at Mirjavah station had the worst result compared to other stations. The NS coefficient values for this station are the lowest (0.07) and the SI and RMSE values for this station are 0.43 and 2.48, respectively, which is the highest value among the study stations. Finally, the contributions of the energy balance and aerodynamic components on the final ET values were determined using the Penman-Kimberly model, which showed the important influence of both components on the ET process. Consequently, the use of radiation-based models e.g. Priestly-Taylor model in these stations should be carried out by special care.
    Keywords: Aerodynamic component, Energy balance component, Seasonal variations, Reference evapotranspiration