فهرست مطالب

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و یکم شماره 7 (پیاپی 55، مهر 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/07/16
  • تعداد عناوین: 20
|
  • زهرا نجفی*، احمد گلچین، پریسا علمداری، محمدصادق عسکری صفحات 1605-1622

    پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی کامپوزیت های مختلف کیتوسان درکاهش تحرک کادمیوم در خاک و همچنین بررسی تاثیر آن ها بر گیاه کاهو انجام گرفت. برای این منظور یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی، به صورت گلدانی و در شرایط گلخانه به اجرا در آمد. فاکتورهای مورد بررسی عبارت بودند از سطوح کادمیوم خاک (صفر، 8، 25 و 75 میلی گرم بر کیلوگرم) و نوع جاذب (کیتوسان، بیوچار، زیولیت و نانو مگنتیت خالص و کامپوزیت های کیتوسان-بیوچار، کیتوسان-زیولیت، کیتوسان-مگنتیت و تیمار بدون جاذب) که هر یک از جاذب ها در سطح نیم درصد وزنی به کار رفتند. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کادمیوم کل خاک، میانگین ارتفاع بوته، وزن خشک بخش هوایی و ریشه و غلظت عناصر فسفر، پتاسیم، آهن و روی بخش هوایی گیاه کاهو کاهش و غلظت کادمیوم آن افزایش یافت. همچنین نتایج نشان داد که افزودن جاذب ها به خاک با جذب بخشی از کادمیوم محلول خاک باعث کاهش اثرات سمی کادمیوم شدند به طوری که با کاربرد 5/0 درصد وزنی از کامپوزیت کیتوسان-مگنتیت به عنوان کاراترین جاذب غلظت کادمیوم بخش هوایی 22/24 میلی گرم بر کیلوگرم نسبت به شاهد کاهش و به دنبال آن میانگین ارتفاع بوته و وزن خشک بخش هوایی 57/29 و 60/43 درصد و غلظت فسفر، پتاسیم، آهن و روی بخش هوایی به ترتیب 22/72، 78/98، 77/267 و 10/128 درصد نسبت به شاهد افزایش یافت.

    کلیدواژگان: آلودگی خاک، سمیت کادمیوم، کامپوزیت های کیتوسان، کاهو
  • مصیب وفایی*، احمد گلچین، فاطمه مرادی، افروز شریعت زاده صفحات 1623-1635
    قارچ های میکوریزی ازجمله ریزجاندارنی هستند که در تامین فسفر، روی، مس و آب برای گیاه نقش دارند و هورمون های رشد نیز با گسترش ریشه زایی باعث جذب بیشتر مواد غذایی و در نتیجه رشد گیاه می شوند. به منظور بررسی تاثیر هورمون های رشد گیاهی و قارچ های میکوریزی بر عملکرد گیاه سیب زمینی رقم آگریا یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در شرایط گلخانه به اجرا درآمد. فاکتورهای مورد بررسی شامل نوع هورمون رشد مصرفی در چهار سطح (شاهد، جیبرلیک اسید، ایندول استیک اسید و نفتالین استیک اسید) و نوع قارچ میکوریزا مصرفی در چهار سطح (شاهد، فونلیفورمیس موسه آ، رایزوفاگوس اینترارادیسز و مخلوط دو قارچ) بودند که هر فاکتور در سه تکرار اعمال گردید. هورمون های رشد گیاهی با غلظت 25 میلی گرم در لیتر محلول پاشی شدند و میزان مصرف محیط حاوی قارچ میکوریزا 10 گرم در هر جعبه کاشت بود. نتایج نشان دادند که بیش ترین مقدار شاخص کلروفیل برگ و طول غده از تیمار قارچ فونلیفورمیس موسه آ هم زمان با مصرف هورمون رشد نفتالین استیک اسید به دست آمد که به ترتیب برابر با 20/1 و 45/5 سانتی متر بود. بالاترین درصد ماده خشک، قطر ساقه و وزن تر غده از تیمار حاوی مخلوط دو قارچ فونلیفورمیس موسه آ، رایزوفاگوس اینترارادیسز و بدون مصرف هورمون رشد به دست آمد که به ترتیب برابر با 69/19 درصد، 93/12 میلی متر و 78/98 گرم بود. بیش ترین مقدار قطر غده از مصرف هورمون رشد جیبرلیک اسید و بدون قارچ میکوریزا به دست آمد که 46/12 سانتی متر بود. بالاترین دانسیته غده از تیمار حاوی قارچ فونلیفورمیس موسه آ همراه با مصرف هورمون رشد جیبرلیک اسید به دست آمد که برابر 50/1 گرم بر سانتی متر مکعب بود. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که مصرف هورمون رشد جیبرلیک اسید و مخلوط دو قارچ فونلیفورمیس موسه آ و رایزوفاگوس اینترارادیسز باعث بیش ترین مقدار عملکرد سیب زمینی رقم آگریا شد.
    کلیدواژگان: آگریا، وزن تر غده، جیبرلیک اسید، ایندول استیک اسید، فونلیفورمیس موسه آ
  • میلاد محمدی، علیرضا وطن خواه* صفحات 1637-1651
    اندازه گیری دقیق جریان یکی از عوامل اساسی در جهت برنامه ریزی برای کاهش مصرف آب کشاورزی، ایجاد عدالت توزیع و مدیریت تحویل در سامانه های تحویل آب در شبکه های آبیاری می باشد. امروزه تجهیزات نوین اندازه گیری دبی توانسته اند صحت تحویل آب را افزایش دهند، اما علاوه بر هزینه سرمایهگذاری و بهره برداری، نیاز به نیروی کاربر ماهر، گسترش استفاده از آنها را محدود کرده است. سازه مورد استفاده در این تحقیق شکل جدیدی از فلوم های اندازه گیری جریان می باشد که در طول کانال نصب شده و دارای دیواره های استوانه ای و مخروطی شکل هستند و تاج آن ها نیز بر کف کانال منطبق است لذا در این سازه، ایجاد مقطع کنترل در مسیر جریان فقط از طریق تنگ شدگی عرضی صورت می گیرد. این نوع از سازه همچنین دارای شکل ساده ای بوده و به سادگی در شبکه های آبیاری قابل اجرا بوده و مشکل رسوب گذاری نیز نخواهند داشت. میزان افت انرژی در این سازه و پس زدگی حاصل از آن در بالادست کم بوده و این سازه با ایجاد جریان بحرانی در مقطع تنگ شدگی، جریان را کنترل نموده و قادر به اندازه گیری بده جریان خواهد بود. در این تحقیق با مطالعه نظری و آزمایشگاهی خصوصیات جریان عبوری از سازه های استوانه ای و مخروطی شکل در شرایط جریان آزاد، معادلاتی برای تخمین بده جریان در یک کانال مستطیلی توسعه داده شده است.
    کلیدواژگان: معادله دبی-اشل، انقباض های مستطیلی و ذوزنقه ای، اثرات پس زدگی، اندازه گیری جریان
  • مجتبی شیرازی، عطااله خادم الرسول*، سید محمد صفی الدین اردبیلی صفحات 1653-1666

    ارزیابی عوامل موثر بر کنترل فرسایش خاک در قالب شیوه های مدیریتی از اهمیت شایانی برخوردار است. در این پژوهش تاثیرات شیوه های مدیریتی غیر سازه ای شامل قرق و اصلاح پوشش گیاهی توسط مدل WEPP در حوزه آبخیز امامزاده عبدالله باغملک واقع در شمال شرقی استان خوزستان، شبیه سازی شد. بهینه سازی متغیرهای فیزیکی و هیدرولیکی موثر بر فرسایش شامل بافت خاک و اجزاء معادله ون گنوختن توسط روش های سطح پاسخ (RSM)، جنگل تصادفی (RF)، ماشین بردار پشتیبان (SVM) و شبکه ی عصبی مصنوعی (ANN) صورت پذیرفت. همچنین مقدار فرسایش خاک قبل از اعمال شیوه های مدیریتی به عنوان پاسخ اول (R1) و مقدار فرسایش خاک پس از اعمال شیوه های مدیریتی تحت عنوان پاسخ دوم (R2) تعریف شد. نتایج بهینه سازی توسط نرم افزار Orange شامل روش های جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که روش جنگل تصادفی  با MSE، RMSE و R2 به ترتیب برابر 991/0، 995/0 و 963/0 برای پاسخ اول و برای پاسخ دوم به ترتیب برابر 095/0، 307/0 و 974/0، به عنوان مناسب ترین روش است. همچنین بهینه سازی به روش سطح پاسخ با نتایج آماری MSE، RMSE و R2 برای پاسخ اول به ترتیب 7/28، 37/5 و 999/0 و برای پاسخ دوم به ترتیب برابر 16/4، 03/2 و 998/0، مناسب ترین روش محسوب می شود. در مجموع استفاده از روش های بهینه سازی، ابزاری مناسب برای ارزیابی شیوه های مدیریتی و در نهایت انتخاب بهترین آن ها در مناطق بحرانی می باشد. متناسب بودن شیوه های مدیریتی بر پایه ی شرایط بهینه، منجر به کاهش هدررفت منابع آب و خاک می شود.

    کلیدواژگان: فرسایش خاک، روش سطح پاسخ، ماشین بردار، جنگل تصادفی، سناریوهای مدیریتی
  • سمیه حسین پور، مجید حجازی مهریزی*، حسن هاشمی پور رفسنجانی، محمدهادی فرپور صفحات 1667-1679

    یکی از بهترین روش ها برای مدیریت ضایعات زغال سنگ در راستای جلوگیری از انباشت آن ها در طبیعت و کاهش آلودگی های محیط زیست، کاربرد آن ها به عنوان جاذب آلاینده ها است. این پژوهش با هدف بررسی قابلیت و رفتار جذبی ضایعات زغال سنگ به سه شکل پودری خام (cp)، نانو ذرات (cnp) و نانو ذرات اصلاح شده با کلرید آهن (mcnp) در جذب فسفر از محلول آبی انجام شد. مشخصه یابی جاذب ها با استفاده از آنالیزهای دستگاهی نظیر XRD، SEM-EDS، و FTIR صورت پذیرفت. مطالعات جذب سطحی فسفر به روش تعادلی در سیستم بسته انجام و تاثیر عواملی نظیر pH، غلظت اولیه فسفر و زمان تماس بررسی شد. نتایج نشان داد که فرآیند جذب فسفر، یک فرآیند وابسته به pH بوده و بیشترین جذب فسفر برای هر سه جاذب در محدوده pH=2-6 اتفاق افتاد. بیشترین درصد حذف فسفر در محدوده غلظت اولیه صفر تا 50 میلی گرم بر لیتر مشاهده شد. کارایی حذف فسفر توسط جاذب های مورد مطالعه با گذشت زمان، افزایش و پس از 2 ساعت به تعادل رسید. درصد حذف فسفر توسط cp، cnp و mcnp به ترتیب 3/3، 18 و 8/78 درصد محاسبه شد. مدل های سینتیکی شبه رده اول و شبه رده دوم و مدل هم دمای لانگمویر داده های جذب سطحی فسفر توسط جاذب های مورد مطالعه را به خوبی توصیف کردند. حداکثر ظرفیت جذب فسفر برای cp، cnp و mcnp به ترتیب برابر با 37/0، 97/3 و 39/30 میلی گرم بر گرم محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که ضایعات زغال سنگ اصلاح شده، قابلیت استفاده به عنوان یک جاذب مقرون به صرفه و دوست دار محیط زیست را دارا هستند.

    کلیدواژگان: حذف فسفر، ضایعات زغال سنگ، سینتیک، هم دما
  • رسول دانش فراز*، مهدی ماجدی اصل، شعبان رزمی صفحات 1681-1690

    هدف از تحقیق حاضر بررسی استهلاک انرژی صفحات مشبک دوگانه افقی نصب شده بر لبه شیب شکن قایم بوده و نتایج آن با نتایج حوضچه های آرامش استاندارد نوع یک، دو، سه و چهار مورد مقایسه قرار گرفت. تعداد 140 آزمایش مختلف بر روی صفحات مشبک دوگانه افقی نصب شده بر لبه شیب شکن قایم در فواصل نسبی بین صفحات 25/0، 33/0 و 5/0، تخلخل 40 و 50 درصدی صفحات و دو ارتفاع شیب شکن 20 و 25 سانتی متری انجام شد. نتایج نشان داد که فاصله نسبی و تخلخل صفحات مشبک افقی دوگانه تاثیر چندانی بر انرژی باقی مانده نسبی نرمال جریان و عمق نسبی پایین دست نداشته ولی با این حال با افزایش فاصله نسبی و درصد تخلخل صفحات، طول حوضچه آرامش شیب شکن کاهش می یابد. در مقایسه با حوضچه های آرامش نیز، به کارگیری صفحات مشبک افقی دوگانه سبب کاهش طول حوضچه آرامش شیب شکن شده و انرژی نسبی باقی مانده و عمق نسبی پایین دست به ترتیب بیش از 35 و 49 درصد کاهش یافت.

    کلیدواژگان: انرژی باقی مانده نرمال، صفحات مشبک افقی دوبل، حوضچه آرامش، شیب شکن قائم، طول شیب شکن
  • غلامحسین لکزاییان پور، محمد مهدی چاری*، سید محمود طباطبایی، پیمان افراسیاب صفحات 1691-1700

    اندازه گیری منحنی رطوبتی در آزمایشگاه زمان بر و پرهزینه می باشد. به این دلیل پژوهش گران روش هایی را برای کاهش اندازه گیری ها ارایه کرده اند. یکی از این روش ها، مقیاس سازی است. هدف از این تحقیق مقیاس سازی منحنی رطوبتی به دست آمده با استفاده از مدل بروکس-کوری برای تمامی کلاس های بافتی خاک است. در این روش به یک منحنی مرجع و مقدار رطوبت در یک مکش خاص مورد نیاز است. فاکتور مقیاس در این روش برابر با مقدار لگاریتم رطوبت در یک مکش خاص در خاک مرجع به مقدار لگاریتم رطوبت در همان مکش در خاک مورد نظر است. فاکتور مقیاس به دست آمده با این روش با فاکتور مقیاس به دست آمده از روش بهینه سازی آماری مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق از داده های 11 کلاس مختلف بافت خاک ارایه شده توسط رالز و همکاران استفاده شده است. نتایج نشان داد که فاکتور مقیاس به دست آمده بر اساس رطوبت  ،  و  نزدیک به فاکتور مقیاس بهینه است. مقدار میانگین مجموع مربعات خطا روش پیشنهادی برابر با 047/0 و روش بهینه سازی برابر با 045/0 بود. مقدار میانگین خطای متوسط هندسی برای روش پیشنهادی و بهینه سازی به ترتیب برابر با 024/1 و  047/1 بود. نتایج نشان داد که انتخاب منحنی مرجع اختیاری بوده و هریک از خاک ها را می توان به عنوان منحنی مرجع انتخاب کرد. در حالت خارج کردن از مقیاس، نیز منحنی رطوبتی به دست آمده با روش ارایه شده در این تحقیق با دقت مناسبی بر منحنی رطوبتی به دست آمده از مدل بروکس-کوری برازش یافت.

    کلیدواژگان: منحنی رطوبتی، مقیاس سازی، بروکس-کوری، بافت خاک
  • حمیدرضا رحمانی، زهرا خان محمدی* صفحات 1701-1709

    آلودگی خاک ها در اثر فرونشست فلزات سنگین حاصل از صنعت سیمان می تواند اثرات زیان باری بر سلامت خاک، گیاهان و انسان داشته باشد. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثرات کارخانه سیمان سپاهان بر آلودگی فلزات سنگین در خاک های منطقه دیزیچه استان اصفهان انجام شد. به منظور انجام این پژوهش تعداد 52 نمونه خاک از زمین های با کاربری های کشاورزی، باغات و فضای سبز از منطقه مورد مطالعه برداشت شد. غلظت کل فلزات سنگین ، روی (Zn)، منگنز (Mn)، آهن (Fe)، کادمیم (Cd)، سرب (Pb)، نیکل (Ni)، کروم (Cr) و کبالت (Co) در نمونه ها اندازه گیری شد. به منظور تعیین آلودگی خاک به فلزات سنگین از فاکتور آلودگی (CF) استفاده شد. نقشه پراکنش فاکتور آلودگی در منطقه با روش وزن دهی عکس فاصله (IDW) رسم گردید. نتایج نشان داد که غلظت فلزات سنگین مورد مطالعه در منطقه، کم تراز حد مجاز ارایه شده توسط سازمان محیط زیست کشور بود، در حالی که مقادیر فاکتور آلودگی نشان دهنده وجود درجه ای از آلودگی هر کدام از فلزات سنگین در منطقه مطالعاتی بود. همچنین بیشترین مقادیر فاکتور آلودگی محاسبه شده برای فلزات سنگین به استثنای Cd در طبقه آلودگی متوسط (3> CF ≥ 1) قرار گرفت. بیشترین مقدار میانگین فاکتور آلودگی در منطقه، برای فلز سنگین کادمیم Cd در کاربری فضای سبز (88/5) و با کلاس آلودگی زیاد به دست آمد. بررسی پراکنش مکانی فاکتور آلودگی فلزات سنگین بیان گر زیاد بودن مقادیر فاکتور آلودگی فلزات سنگین به ویژه Pb و Cd در اطراف کارخانه سیمان (کاربری فضای سبز) بود.

    کلیدواژگان: فلزات سنگین، فاکتور آلودگی، کارخانه سیمان، منطقه دیزیچه اصفهان
  • ابوذر بذرافشان، مهدی شرفا، محمدحسین محمدی*، علی اصغر ذوالفقاری صفحات 1711-1723

    این تحقیق به منظور بررسی تاثیر تنش های شوری و خشکی بر میزان کاهش جذب آب توسط گیاه ذرت انجام شد. به منظور اعمال این تنش ها، گلدان ها به دو قسمت تنش شوری و خشکی تقسیم شدند. آزمایش های گلخانه ای در دو فصل بهار و پاییز در گلخانه به صورت طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در سال 1396 انجام شدند. گلدان ها به دو قسمت شامل تنش های شوری و خشکی تقسیم شدند. جذب آب گیاه به صورت روزانه در قسمت شوری گلدان تحت پتانسیل ماتریک 100 سانتی متر در سطوح شوری مختلف آب آبیاری (0، 7/1، 36/3، 33/6 و 35/8 دسی زیمنس بر متر) اندازه گیری شد. پتانسیل اسمزی در گلدان ها بعد از شروع اعمال تیمار ثابت نگه داشته شد. پتانسیل های ماتریک و اسمزی بر اساس جذب آب برابر ریشه ها در قسمت شوری و خشکی گلدان ها کمی سازی شدند. در بهار، نسبت پتانسیل ماتریک به اسمزی در تیمارهای خشکی D1، D2، D3، D4 و تیمارهای شوری S1، S2،S3، S4 متناظر برابر با 28/0، 5/0، 47/0 و 46/0بود. در پاییز، این نسبت ها در تیمارهای خشکی D1، D2، D3، D4 و تیمارهای شوری S1، S2،S3، S4 متناظر به ترتیب 25/0، 32/0، 32/0 و 33/0 بودند. کاهش جذب آب با یک واحد کاهش پتانسیل ماتریک بیشتر از یک واحد کاهش پتانسیل اسمزی بود. پتانسیل اسمزی اثر بیشتری بر کاهش جرم ریشه تحت شرایط مصرف آب برابر داشت. این نتایج نشان داد فرضیه جمع پذیر یا ضرب پذیر بودن پتانسیل های ماتریک و اسمزی صحیح نمی باشد. نتایج این مطالعه جهت مدیریت دقیق آب آبیاری تحت تنش های شوری و خشکی می تواند استفاده شود.

    کلیدواژگان: پتانسیل اسمزی، پتانسیل ماتریک، جذب آب، سیستم ریشه، ذرت
  • محمود عرب خدری*، زهرا گرامی، صمد شادفر، رضا بیات، یحیی پرویزی، سعید نبی پی لشکریان صفحات 1725-1736
    با اندازه گیری هدررفت خاک در چهار نمونه خاک با کاربری دیم در آزمایشگاه شبیه ساز باران و فرسایش پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، و با تکیه بر مفهوم نسبت ها، کارآیی چهار معادله برآورد شاخص فرسایش پذیری K-USLE، K-Vaezi، K-EPIC و K-Dg ارزیابی شد. برای هر نمونه خاک، آزمایش هایی با شدت های 33، 64 و 110 mm/h در شیب 12% و شدت 64 mm/h در شیب های 6%، 12% و 25% به مدت 30 دقیقه در دو تکرار اجرا و میزان هدررفت خاک اندازه گیری شد. علاوه بر این، حجم شیار های ایجاد شده در انتهای هر آزمایش با خط کش اندازه گیری گردید. با تقسیم تلفات خاک به حاصل ضرب عوامل RLSCP رابطه جهانی هدررفت خاک در هر تیمار، فرسایش پذیری مشاهده ای (K-Obs.) به دست آمد که پراکندگی زیادی را نشان داد. با توجه به شکل گیری کامل فرسایش شیاری در تیمار شدت 110 mm/h در شیب 12%، این تیمار به عنوان معرف انتخاب و مقادیر K برآوردی با آن مقایسه شد. نتایج، حاکی از کم برآوردی K-Vaezi (و در یک مورد، مقدار منفی) و بیش برآوردی سه شاخص دیگر است. کم ترین اختلاف مربوط به K-Dg با 3-5 برابر بیش برآوردی است. در مرحله بعد، برای هر تیمار، نسبت K-Obs. خاک ها به صورت دوبه دو محاسبه و با نسبت های متناظر هر یک از Kهای برآوردی با آماره t مقایسه شد. نتایج تحلیل نسبت ها نشان داد که دو شاخص  K-Dgو K-EPIC در سطح احتمال 5% هماهنگی بهتری با K-Obs. دارند. در نهایت، استفاده از K-Dg با اعمال ضریب اصلاحی کاهنده برای خاک های مشابه توصیه می شود.
    کلیدواژگان: خاک دیم، شیب، شدت باران، و فرسایش شیاری
  • یوسف حسن زاده، نازیلا کاردان*، علی تمیزی صفحات 1737-1753
    یکی از عوامل کاهش هزینه ساخت پل ها، استفاده از پایه های مجاور می باشد. در پایه های مجاور تاثیر جریان های متلاطم پیرامون پایه ها بر یکدیگر، فاصله پایه ها و میزان آبشستگی حایز اهمیت می باشند. در این پژوهش با تحقیق در مورد نحوه قرارگیری پایه های مجاور با دو مقطع هندسی و با فواصل متفاوت و بررسی تاثیر آن بر مقدار آبشستگی موضعی پایه ها و الگوی فرسایش بستر، سعی در ارایه ترکیب مناسب و کارآمد از پایه های مجاور در راستای کاهش میزان آبشستگی شده است. مدل سازی عددی توسط نرم افزار Flow3D انجام شده است. مدل های طراحی شده در دو مقطع هندسی دایره ای و مرکب و در دو حالت چیدمان پایه های مجاور عمود بر جهت جریان و موازی جهت جریان در شش فاصله متغیر برای هر حالت می باشد که در کل تعداد 26 مدل شبیه سازی شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. با بررسی تغییرات در فاصله بین پایه ها در دو حالت مشخص شد که با کاهش فاصله، به دلیل ایجاد مانع وسیع تر در برابر جریان و ایجاد جت آب در میان پایه ها، آبشستگی به طور چشمگیری افزایش می یابد. با افزایش فاصله، این عمق کاهش یافته و در فاصله S=4D و بیشتر پایه های مجاور، تاثیری بر میزان و الگوی آبشستگی نداشته و مناسب ترین فاصله S=2.75Dبه دست آمد. در حالت پایه های موازی جریان، مشخص شد که فاصله تاثیری بر میزان آبشستگی پایه بالادست نداشته و فقط بخش میانی با افزایش فاصله دچار تغییرات کمی می شود که با کاهش فاصله این تاثیر کم و با افزایش فاصله مشهود می باشد. در پایه مرکب، تمام موارد ذکرشده صادق بوده ولی میزان آبشستگی ها با کاهش همراه است.
    کلیدواژگان: آبشستگی، پایه پل، پایه های مجاور، شبیه سازی عددی، نرم افزار FLOW3D
  • علیرضا واعظی، رسول میرخانی*، حامد رضایی، لیلا اسماعیل نژاد صفحات 1755-1768

    آگاهی از توزیع مکانی کیفیت خاک از مهم ترین موضوعات در شناسایی، برنامه ریزی، مدیریت و بهره برداری بهینه از منابع خاک در هر منطقه است. در این مطالعه ویژگی های خاک سطحی (30-0 سانتی متر) در 95 مزرعه در منطقه نظرآباد استان البرز اندازه گیری و با استفاده از روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA)T داده های موثر بر کیفیت خاک انتخاب شدند و شاخص کیفیت تجمعی وزنی (SQIw) و ساده (SQIa) و شاخص کیفیت نمورو (NQI) با استفاده از کل ویژگی ها و حداقل ویژگی ها تعیین شدند. تغییرات مکانی شاخص های کیفی خاک با استفاده از فن زمین آمار تحلیل و توزیع مکانی آن ها با استفاده از روش کریجینگ معمولی تعیین شد. بر اساس نتایج، شاخص SQIWحاصل از حداقل ویژگی ها دقت بیشتری بر اساس آماره های R2 برابر با 92/0، میانگین خطای مطلق (MAE) برابر با 09/0 و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) 01/0 داشت. بهترین مدل زمین آماری برازش یافته بر داده های شاخص SQIWو SQIa حاصل از حداقل داده ها مدل نمایی (95/0=2R) بود و برای شاخص NQI حاصل از حداقل داده ها مدل نیم تغییرنمای کروی بهترین برازش (90/0=2R) را داشت. همچنین دامنه تاثیر شاخص های SQIa، SQIW و NQI به ترتیب 8، 10 و 5/11 کیلومتر بود. کیفیت خاک کشتزارها به شدت وابسته به توزیع اندازه ذرات اولیه به ویژه شن و رس با ضریب وابستگی 90/0 و 85/0 بود. این ویژگی در منطقه از شرق به غرب روند کاهشی داشت. این پژوهش نشان داد که روش زمین آمار برای بررسی تغییرات مکانی شاخص های کیفیت خاک کاربرد دارد و نقشه های توزیع مکانی این شاخص ها می تواند برای طراحی راهبردهای پایدار مدیریت خاک در کشتزارها به کار گرفته شود.

    کلیدواژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، توزیع اندازه ذرات، توزیع مکانی، شاخص کیفیت نمورو، شاخص کیفیت تجمعی
  • زهرا اسدی*، محمدحسین محمدی، مهدی شرفا، محسن فرح بخش صفحات 1769-1782

    هدف از این پژوهش، ارایه یک ضریب وزنی جهت لحاظ کردن محدودیت شوری در جذب آب توسط گیاه (ωsi) برای مفهوم گنجایش جمعی آب خاک (IWC) می باشد. این آزمایش در شرایط گلخانه و شامل کشت گیاه ذرت در دو نوع خاک، سه سطح شوری (5/1، 4 و 8 دسی زیمنس بر متر) و سه تکرار می باشد. پس از استقرار کامل گیاهان، همه گلدان ها با شوری مشخص به طور پیوسته آبیاری شدند. مقادیر تعرق، از اختلاف مقادیر آبیاری، وزن گلدان ها و مقادیر آب زهکشی شده در زمان های مختلف به دست آمد. تعرق تجمعی در هر زمان محاسبه و در برابر شوری آب زهکشی در همان زمان ترسیم شد. سپس با استفاده از مشتق عددی منحنی های تعرق تجمعی، منحنی شدت تعرق به دست آمد. با برازش یک مدل لگاریتمی و نسبی سازی آن ها، تاثیر محدودیت شوری بر تعرق محاسبه و به عنوان یک ضریب وزنی جدید شوری پیشنهاد شد. نتایج حاصل از ωsi به دست آمده نشان داد که جذب آب نسبی با افزایش شوری به صورت لگاریتمی کاهش می یابد و حدود تحمل به شوری گیاه ذرت در خاک های با خصوصیات مختلف، متفاوت است و نمی توان یک مقدار ثابت را به عنوان حد تحمل به شوری گزارش نمود.

    کلیدواژگان: جذب آب، تنش شوری، آب قابل استفاده، ذرت
  • محمد حاجی محمدی، امیر حمیدی* صفحات 1783-1795
    نشت مواد آلی هیدروکربنی به داخل خاک معمولا سبب افت ظرفیت باربری و عملکرد آن می شود. یکی از راهکارهای موثر و مناسب جهت بهبود پارامترهای ژیوتکنیکی خاک های رسی آلوده به این مواد، بهسازی با مواد سیمانی می باشد. در این پژوهش، مطالعات آزمایشگاهی برای بررسی اثر سیمان پرتلند با مقادیر (3، 6 و 9 درصد وزنی) و آهک با مقادیر (10، 20 و 30 درصد وزنی) در بهسازی خاک رس کایولینیت آلوده به ماده آلی آنتراسن با مقادیر (06/0 ، 09/0 و 12/0 درصد وزنی)، انجام شده است. به این منظور، نمونه های خاک تمیز، خاک آلوده، ترکیب خاک و سیمان، ترکیب خاک و آهک، خاک آلوده بهسازی شده با سیمان و خاک آلوده بهسازی شده با آهک در زمان عمل آوری 7 روزه تهیه گردید. سپس آزمایش مقاومت تک محوری بر روی کلیه نمونه ها انجام گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که مقاومت خاک رس کایولینیت آلوده به آنتراسن نسبت به رس تمیز کاهش می یابد و این کاهش مقاومت با افزایش درصد آلاینده به میزان 12/0 درصد، در حدود 46 درصد است. افزودن سیمان و آهک به خاک تمیز و خاک آلوده موجب افزایش مقاومت آن ها شده و افزایش 3 درصد سیمان یا 10 درصد آهک به خاک آلوده به 12/0 درصد آنتراسن، موجب افزایش حدودا 4 برابری مقاومت می شود. بنابراین طبق نتایج، بهسازی رس با 3 درصد وزنی سیمان تقریبا معادل 10 درصد وزنی آهک است. سیمان و آهک قابلیت بهسازی خاک آلوده به آنتراسن را دارند اما تاثیر سیمان در بهسازی نمونه های آلوده به آنتراسن، به دلیل رفتار شبه دانه ای و فولوکوله شدن خاک در اثر کاهش لایه مضاعف آب توسط آنتراسن، بیشتر از آهک می باشد.
    کلیدواژگان: رس کائولینیت، ماده آلی آنتراسن، بهسازی، مقاومت تک محوری
  • نیلوفر یاراحمدی، ابراهیم امیری تکلدانی*، احمد ماکویی صفحات 1797-1810

    با توجه به نقش اساسی بخش کشاورزی در تامین امنیت غذایی، افزایش روزافزون تغییرات آب و هوایی به دلیل تغییر اقلیم جهانی و وابستگی میزان عملکرد محصولات کشاورزی به شرایط اقلیمی، بررسی رابطه بلندمدت شرایط اقلیمی و عملکرد محصولات کشاورزی در راستای هماهنگ سازی عملیات زراعی با روند تغییرات اقلیمی، ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق، برای رتبه بندی منطبق ترین محصولات کشاورزی با شرایط اقلیمی دشت سومار در استان کرمانشاه، یک الگوریتم غربال گر با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی منطقه ارایه شده است. بدین منظور ابتدا با استفاده از شاخص شانون-وینر، حساسیت بوم نظام زراعی مدنظر نسبت به تغییرات اقلیمی سنجیده شد. سپس، با استفاده از روش رگرسیون خطی چندگانه و با کاربرد نرم افزار SPSS، مدل های رگرسیونی بین داده های اقلیمی و عملکرد محصولات تشکیل شد و پس از بررسی شروط استفاده از رگرسیون خطی در مورد تمام مدل ها، صحت مدل های ساخته شده، مورد تایید قرار گرفت. در ادامه، وزن پارامترهای اقلیمی موثر با استفاده از روش مقایسات زوجی، محاسبه شد که بر طبق نظر خبرگان، پارامتر دمای حداقل ماهانه با وزن 169/0 موثرترین و پارامتر متوسط سرعت باد ماهانه با وزن 032/0 کم اثرترین پارامترهای اقلیمی شناخته شدند. در نهایت رتبه بندی منطبق ترین محصولات با شرایط اقلیمی دشت سومار در استان کرمانشاه، با استفاده از روش تاپسیس و محاسبه میزان شاخص شباهت که نشان دهنده امتیاز هر محصول است، به دست آمد. مطابق نتایج حاصله، محصولات لوبیا، جو، کلزا با شاخص های شباهت 601/0، 573/0 و 564/0 بیش ترین تطابق و تنباکو، گوجه فرنگی و ذرت علوفه ای با شاخص های شباهت 376/0، 513/0 و 518/0 کم ترین تطابق را با شرایط اقلیمی محدوده طرح دارند.

    کلیدواژگان: تنوع زیستی کشاورزی، رتبه بندی محصولات زراعی، روش تاپسیس، غربالگری گیاهان، مدل رگرسیونی
  • حسن حقیقت نیا*، ابوالقاسم الحانی صفحات 1811-1821
    به منظور ارزیابی شاخص های تحمل به شوری و انتخاب ژنوتیپ ایده آل در چند رقم و لاین جدید گلرنگ، آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی داراب به اجرا درآمد. فاکتور اول با دو سطح شوری آب آبیاری به ترتیب شامل 98/0 (شاهد) و 8/7 دسی زیمنس بر متر و فاکتور دوم با هشت ژنوتیپ گلرنگ شامل ارقام گلدشت، پرنیان، گل مهر، محلی اصفهان، پدیده و سه لاین امیدبخش Mec14، Mec235 و Mec248 بود. برای ارزیابی تحمل به شوری ژنوتیپ ها از شاخص هایی شامل حساسیت به تنش (SSI)، میانگین هارمونیک (HM)، شاخص تحمل (TOL)، شاخص تحمل به تنش (STI)، میانگین هندسی بهره وری (GMP)، شاخص بهره وری متوسط (MP)، شاخص عملکرد (YI)، شاخص پایداری عملکرد (YSI) و در نهایت از تکنیک شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل (SIIG) استفاده گردید. بر اساس نتایج، شاخص های MP، GMP، HM، YI و  STI بیش ترین همبستگی را با عملکرد دانه در شرایط شاهد و شوری داشتند، بنابراین مناسب ترین شاخص ها جهت تعیین میزان تحمل به شوری شناخته شدند. بر اساس این شاخص ها لاین Mec248 به عنوان برترین ژنوتیپ در این آزمایش معرفی گردید. از سوی دیگر بر اساس شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل (SIIG) ژنوتیپ پرنیان با بیش ترین مقدار (683/0) به عنوان متحمل ترین ژنوتیپ به تنش شوری معرفی شد. بنابراین در نهایت این ژنوتیپ برای کاشت در مناطق جنوبی مشابه که مشکل شوری دارند توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: انتخاب ایده آل، تنش شوری، ژنوتیپ، عملکرد، گلرنگ
  • کیمیا امیرمرادی، علیرضا شکوهی لنگرودی* صفحات 1823-1839

    سیلاب یکی از مهم ترین انواع بلایای طبیعی است که منجر به وقوع تخریب های جدی به ویژه در ایران می شود. علی رغم وجود تلفات زیاد جانی ناشی از سیلاب به ویژه در سال های اخیر، روش متقن و یکپارچه ای برای برآورد تلفات ناشی از سیلاب تاکنون ارایه نشده است. مطالعات محدود و پراکنده ای که تاکنون صورت گرفته نیز علی رغم ارزش ذاتی خود برای رسیدن به این اهداف، کافی به نظر نمی ر سند. مدل منطقه ای ارایه شده در این مقاله برای برآورد تعداد تلفات از مشخصات هیدرولیکی سیلاب و مشخصات هندسی رودخانه ها استفاده نموده و اثر زمان در دسترس برای تخلیه افراد در معرض خطر را مد نظر قرار می دهد. بر اساس الگوریتم ارایه شده، به شبیه سازی هیدرولوژیکی و هیدرولیکی برای تخمین سیلابهای حدی و سپس تعیین دو پارامتر هیدرولیکی سرعت و عمق جریان به صورت رستری به ترتیب به کمک مدل های HEC-HMS و HEC-RAS اقدام شد. برای به دست آوردن رابطه ای جهت تخمین میزان تلفات ناشی از سیلاب به بررسی رابطه میان میزان تلفات و پارامترهای هیدرولیکی سیلاب پرداخته شد. بر اساس نتایج به دست آمده، یک مدل منطقه ای نمایی بر اساس ترکیبی از دو عامل عمق و سرعت جریان توسعه داده شد. با استفاده از دو پارامتر ژیوموفولوژیکی و مرتبط با هیدرولیک جریان حوضه یعنی طول و شیب آبراهه اصلی، امکان اعمال فرصت تخلیه و فرار از محدوده سیلاب به مدل منطقه ای توسعه داده شده، اضافه گردید. در انتها با مقایسه نتایج مدل توسعه یافته با شواهد تاریخی و همچنین با نتایج برخی مدل های جهانی و منطقه ای، کارایی مدل در برآورد تلفات انسانی ناشی از سیل قابل قبول ارزیابی شد.

    کلیدواژگان: تلفات انسانی سیل، ریسک، نرخ مرگ و میر، مدل منطقه ای، فرصت تخلیه
  • فیروزه نورمندی پور، محمدامیر دلاور*، راتان لل، استفان جوزف، کریستین سایورت صفحات 1841-1855

    پژوهش حاضر به بررسی تاثیر بیوماس کلش برنج (RH) و بیوچار حاصل از آن (RHBC) بر برخی ویژگی های شیمیایی و فعالیت های آنزیمی دخیل در چرخه کربن و فسفر در یک خاک شنی آهکی (U) بعد از دو (M2)، چهار (M4)، هشت (M8) و دوازده (M12) ماه انکوباسیون می پردازد. برای این منظور آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار و دو تیمار (RH و RHBC) انجام شد. اصلاح کننده های آلی با مقادیر وزنی %25/1=L1، %5/2=L2 و %5=L3 به خاک افزوده شدند. نتایج نشان داد مقادیر کربن آلی خاک (SOC) به صورت معنی دار (001/0> p) تحت تاثیر نوع اصلاح کننده، میزان کاربرد آن و مدت زمان انکوباسیون قرار گرفت. بیشترین و کمترین مقدار SOC به ترتیب در تیمارهای RHBCL3M2 و RHL1M12 با 3/96 و 2/73 درصد افزایش نسبت به تیمار شاهد اندازه گیری شد. تغییرات SOC و نیتروژن کل (TN) با گذشت زمان انکوباسیون مشابه یکدیگر و کاهشی بود. بیشترین مقدار فعالیت آنزیم بتاگلوکوزیداز مربوط به تیمار RHL3M12 (μgPNP.gr-1h-1 6/1) و کمترین آن مربوط به تیمار RHBCL1M2 (μgPNP.gr-1h-1 6/0) بود. تیمارهای RHBCL3M8 و RHL1M2 به ترتیب بیشترین (mgGlu.g-13h-1 6/590) و کمترین (mg Glu.g-13h-1 6/109) فعالیت آنزیم اینورتاز را نشان دادند؛ به طوری که بیشترین فعالیت این آنزیم در ماه هشتم انکوباسیون مشاهده شد. تیمار RHL3M12 دارای بیشترین فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی و اسیدی بود که به ترتیب 1/78 و 7/81 درصد افزایش در مقایسه با تیمار شاهد داشت. به طورکلی، افزودن بیوچار با کیفیت مناسب به خاک به دلیل کربن بسیار بالای آن نسبت به بیوماس می تواند منبع بسیار مناسبی برای جبران کمبود کربن آلی خاک و در نتیجه بهبود خصوصیات شیمیایی و بیوشیمیایی باشد. بر اساس نتایج به دست آمده، اثرات کلش برنج و بیوچار حاصل از آن در افزایش میزان SOC و هم چنین فعالیت های آنزیمی خاک، این اصلاح کننده های آلی برای بهبود کیفیت خاک های شنی پیشنهاد می شوند.

    کلیدواژگان: اینورتاز، بتاگلوکوزیداز، فسفاتاز، کلش برنج، کیفیت خاک
  • علی عارفی نیا، خالد احمدآلی*، مساعد نصیری مریان صفحات 1857-1868
    پدیده تغییر اقلیم، با افزایش تقاضای آب به خصوص در بخش کشاورزی، مدیریت منابع آبی را به شدت با چالش مواجه کرده است. گندم جزء محصولات اصلی و استراتژیک در سراسر جهان و علی الخصوص کشور ایران است. در این تحقیق به شبیه سازی اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی گندم زمستانه رقم کوهدشت در دشت گرگان با استفاده از داده های تاریخی 1985 تا 2005 پرداخته شد. پارامترهای مورد نیاز جهت محاسبه نیاز آبی گیاه تحت شرایط تغییر اقلیم با استفاده از مدل SDSM و داده های مدل CanESM2 تحت سه سناریوی انتشار RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 در چهار بازه زمانی (2039-2020)، (2059-2040)، (2079-2060) و (2099-2080) ریزمقیاس شدند. مدل هارگریوز-سامانی که متغیرهای ورودی کمتری نسبت به مدل فایو-پنمن-مونتیث دارد، جهت ریزمقیاس نمایی نیاز آبی استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که بیشترین و کمترین مقدار نیاز آبی سالانه گندم زمستانه تحت RCP2.6 برابر 403 و 286 میلی متر به ترتیب مربوط به بازه های (2059-2040) و (2039-2020) است. همچنین این مقادیر در RCP4.5 برابر 361 و 336 میلی متر به ترتیب مربوط به بازه های (2039-2020) و (2059-2040) و در RCP8.5 برابر 336 و 199 میلی متر به ترتیب در بازه های (2039-2020) و (2079-2060) پیش بینی شد. طول دوره رشد در هر سه سناریوی مورد بررسی کاهش می یابد و روند کاهشی آن، در RCP8.5 شدیدتر از RCP4.5 است. به طور کلی بر اساس نتایج این تحقیق انتظار می رود که تغییرات اقلیمی با کاهش میزان تجمعی نیاز آبی گندم زمستانه باعث کاهش میزان مصرف آب در بخش کشاورزی در دشت گرگان شود.
    کلیدواژگان: مدل CanESM2، ریزمقیاس نمایی، رابطه هارگریوز-سامانی، بارش موثر
  • محمدرضا والی، فرزین نصیری صالح، حسین اسدی* صفحات 1869-1880

    فرسایش خاک تشدیدی به عنوان مهم ترین عامل تخریب منابع خاک و آب محسوب می شود. به طور معمول، فرآیند فرسایش خاک شامل جدا شدن و انتقال ذرات خاک توسط قطرات بارندگی، جریان کم عمق سطحی و یا برهمکنش این دو عامل است. بر این اساس، آگاهی از آستانه حرکت ذرات رسوب و تغییرات غلظت رسوب نسبت به زمان در فرسایش ناشی از جریان می تواند باعث شناخت دقیق فرآیندهای حاکم بر فرسایش خاک و انتقال رسوب و برهمکنش احتمالی آن ها و همچنین زمینه ای برای افزایش دقت مدل های فرسایش خاک باشد. در تحقیق حاضر، آستانه حرکت ذرات و تغییرات زمانی غلظت رسوب در نمونه ای ماسه ای در شرایط آزمایشگاهی در سه شیب 1/3، 9/5، 9/8 درصد و با سه دبی در واحد عرض 78/4، 12/7 و 05/9 (×10-5 m2 s-1) در فلومی به ابعاد 40/2 متر طول و40/0 متر عرض بررسی شد. نتایج نشان داد، منحنی شیلدز برای تعیین آستانه حرکت برای این تحقیق مناسب نبود. قدرت جریان آستانه حرکت ذرات، 035/0 وات بر مترمربع تعیین شد. همچنین با افزایش شیب و به تبع آن افزایش قدرت جریان تا 05/0 وات بر مترمربع، شدت فرسایش افزایش یافت و فرسایش خاک از حالت ورقه ای به شیاری تبدیل شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که عامل اصلی تلفات خاک و تولید رسوب در دامنه ها، تشکیل و توسعه فرسایش شیاری است. بنابراین یکی از راه هایی که می تواند به طور موثر میزان فرسایش خاک را کنترل کند، جلوگیری از تشکیل شیار با روش هایی همچون کشت نواری، تراس بندی و بانکت بندی است.

    کلیدواژگان: جریان ماندگار، تنش برشی، دانه بندی رسوب، پارامتر شیلدز
|
  • Zahra Najafi *, Ahmad Golchin, Parisa Alamdari, MohammadSadegh Askari Pages 1605-1622

    This study aimed to investigate the efficiency of different chitosan composites on lettuce plant and mobility reduction of cadmium in the soil. For this purpose, a pot factorial experiment was conducted in greenhouse conditions using a completely randomized design.The proposed factors were soil cadmium levels (0, 8, 25 and 75 mg/kg) and types of adsorbent (chitosan, biochar, zeolite, nanomagnetite and composites of chitosan-biochar, chitosan- zeolite,chitosan- magnetite and control). Each adsorbent was applied to the soil at the rate of 0.5% W/W. The results showed that the shoot height, the shoot and root dry weight and the concentrations of phosphorus, potassium, iron and zinc in the shoot of lettuce decreased but the cadmium concentration of leaf increased as the concentration of soil total cadmium increased. The results also showed increasing the amount of adsorbents to the soil decreased the toxic effects of cadmium by adsorpting the part of soluble cadmium. As, by application of 0.5% W/W of chitosan-magnetite composite, the concentration of cadmium in the shoot of lettuce decreased about 24.22 mg/kg as compared to the control treatment. But the shoot height and the shoot dry weight increased by 29.57 and 43.6% respectively, and the concentration of phosphorus, potassium, iron and zinc increased by 72.22, 98.78, 267.77 and 128.10% respectively, as compared to the control treatment.

    Keywords: soil pollution, Cadmium toxicity, Chitosan composites, Lettuce
  • Mosayeb Vafaee *, Ahmad Golchin, Fatemeh Moradi, Afrooz Shariatzade Pages 1623-1635
    Among the microorganisms, mycorrhizal fungi are involved in providing phosphorus, zinc, copper and water to the plant. Also, growth hormones by increasing rhyzogenesis and thus the nutrient uptake of rootstocks enhances plant growth. In order to investigate the effects of plant growth hormones and mycorrhizal fungi on the yield of potato plant, Agria cultivar, a factorial experiment with a randomized complete block design was performed under greenhouse conditions. The proposed factors were four types of growth hormone (control, gibberellic acid, indole acetic acid and naphthalene acetic acid) and four types of mycorrhizal fungi which are used for inoculation of the potato plant (control, Funneliformis Mosseae, Rhizophagus intraradices and a mixture of Funneliformis Mosseae + Rhizophagus intraradices). Each factor was consisted of three replications. Plant growth hormones were sprayed with a concentration of 25 mg/l and 10 g of the medium containing mycorrhizal fungi was applied to each planting box. The results showed that the highest amount of the leaf chlorophyll index and potato tuber length were obtained from the treatment containing Funneliformis Mosseae fungus with the simultaneous use of naphthalene acetic acid growth hormone, which were 1.20 and 5.45 cm, respectively. The highest percentage of dry matter, stem diameter and fresh weight of the potato tuber were obtained from the treatment containing a mixture of Funneliformis Mosseae and Rhizophagus intraradices fungi and without application of growth hormone, which were 19.69%, 12.93 mm and 98.87 g, respectively. The maximum diameter of potato tuber was obtained by using the gibberellic acid growth hormone without mycorrhizal fungi application, which was 12.46 cm. The highest density of potato tuber was obtained from the treatment containing Funneliformis mosseae fungus and gibberellic acid growth hormone, which was 1.50 g/cm3. In general, the results of this study showed that the application of gibberellic acid growth hormone and a mixture of Rhizophagus Rhizophagus intraradices and Funneliformis Mosseae fungi as inoculant created the highest potato yield.
    Keywords: Agria, Funneliformis Mosseae, gibberellic acid, indole acetic acid, Tuber Wet Weight
  • Milad Mohammadi, Alireza Vatankhah * Pages 1637-1651
    Accurate water measurement is one of the key factors for reduction of agricultural water consumption, distribution integrity and delivery management in irrigation networks. In recent years, there has been a significant advance in flow measurement devices, but the usage of these devices is limited due to the high cost, special maintenance conditions and the need for skill expertise. Water structure used in this study is a new form of flow measurement flume that installed along the channel and has cylindrical and conical shape walls. The crest matches the channel's floor thus in this measuring structure, the control section happens only by transversal constriction. The new flumes are simple in shape and easily applicable in irrigation networks and they have not sedimentation problem. The amount of energy loss and consequently the upstream backwater in this structure is low. This structure controls the flow by creating critical flow in constriction section and will be able to measure flow discharge. In this study, the flow characteristics through the cylindrical and conical flumes have been studied theoretically and experimentally, and several equations have been developed for flow discharge estimation in rectangular open channels.
    Keywords: Stage–discharge relationship, Rectangular, trapezoidal constriction, Backwater effects, Flow Measurement
  • Mojtaba Shirazi, Ataallah Khademalrasoul *, Seyyed Mohammad Safieddin Ardebili Pages 1653-1666

    Evaluation of soil erosion control factors is important regarding the application of management practices. In this study, the effects of non-structural management practices including revision of crop cover (RC) and exclosure (EX) were simulated using WEPP model in ​​Emamzadeh Abdullah watershed of Baghmalek, located in the northeast of Khuzestan Province. Optimization of physical and hydraulic parameters affecting erosion including soil texture and components of the Van Genuchten equation was performed using response surface methodology (RSM), random forest (RF), support vector machine (SVM) and artificial neural network (ANN). Also, the soil erosion rate before and after management practices was defined as the first response (R1) and the second response (R2), respectively. Optimization results by Orange software including random forest methods, support vector machine and artificial neural network showed that the random forest method with MSE, RMSE and R2 equal to 0.991, 0.995 and 0.963 respectively, for the first response and equal to 0.095, 0.307 and 0.974 respectively, for the second response is the most proper method. Also, optimization by response surface method is the most appropriate method with MSE, RMSE and R2 equal to 28.7, 5.37 and 0.999 respectively, for the first response and equal to 4.16, 2.03 and 0.998 respectively, for the second response. Generally, using optimization techniques is a convenient method for evaluating management practices and finally selecting the best one for critical areas. Appropriate management practices based on optimal conditions leading to water and soil loss reduction.

    Keywords: Soil erosion, response surface methodology, Support Vector Machines, Random forest, Management Scenarios
  • SOMAYEH HOSSEINPOOR, Majid Hejazi Mehrizi *, HASSAN HASHEMIPOOR RAFSANJANI, MOHAMMAD HADI FARPOOR Pages 1667-1679

    One of the best methods for managing coal wastes to prevent their accumulation in nature and reduce environmental pollution is their application as the sorbents of pollutants. The objective of this study was to investigate the capability and behavior of the coal wastes in three forms of pristine powder (cp), nanoparticles (cnp) and FeCl3 modified nanoparticles (mcnp) for phosphorous (P) sorption from aqueous solution. Characterization of the sorbents was carried out using XRD, SEM-EDS and FTIR analyses. Equilibrium sorption experiments were done in batch systems and the effects of pH, initial P concentration and contact time were studied. The results showed that the P sorption process was pH dependent and the maximum P sorption occurred at 2-6 pH ranges. The maximum P removal efficiency of the sorbents obtained in the range of 0-50 mg/L of initial P concentration and it was increased with time and reached equilibrium after 2 hours. The P removal efficiencies of the sorbents were determined to be 3.3, 18 and 78.8 % for cp, cnp and mcnp, respectively. The pseudo-first and pseudo-second order kinetic models and Langmuir isotherm described the P sorption data well. The maximum P sorption capacities were calculated to be 0.37, 3.97 and 30.39 mg/g for cp, cnp and mcnp, respectively. Results revealed that the modified coal wastes have the potential to use as cost-effective and environmental-friendly sorbents.

    Keywords: Phosphorous Removal, Coal wastes, kinetics, Isotherms
  • Rasoul Daneshfaraz *, Mahdi Majedi Asl, Shaban Razmi Pages 1681-1690

    The aim of this study was to evaluate and compare the double horizontal screens with four types of stilling basin (I, II, III and IV) at vertical drop downstream in terms of energy dissipation. A total of 140 different experiments were performed on a vertical drop equipped with double horizontal screens (with 40 and 50% porosity) at relative spaces of 0.25, 0.33 and 0.5 between the screens, and two drop height of 20 and 25 cm. The results showed that the relative spacing and porosity of the double horizontal screen do not have a significant effect on the residual energy and the relative depth of downstream, however, the length of drop stilling basin is decreased with increasing the relative spacing and porosity of screen. In compared to the stilling basins, the use of double horizontal screens reduced the length of drop stilling basin and the residual energy and relative depth of downstream is reduced by more than 35 and 49%, respectively.

    Keywords: normalized residual energy, double horizontal screens, stilling basin, vertical drop, drop length
  • GholamHosian Lakzaianpour, MohammadMahdi Chari *, Mahmood Tabatbaei, Peyman Afrasiab Pages 1691-1700

    Measuring the soil water retention curve in the laboratory is time consuming and costly. For this purpose, researchers have developed some methods to reduce measurements. One of these methods is scaling. The objective of this study is to scaling the soil moisture retention curve using Brooks-Corey model for all textural classes. This method requires a reference curve and the moisture content in a specified suction. In this method the scaling factor is the logarithm of water content in a specified suction (e.g.) in the reference soil to the logarithm of water content in the same suction of the proposed soil. The scaling factor obtained by the proposed method was evaluated with the scaling factor obtained by the statistical optimization method. In this study, 11 different soil texture classes data provided by Rawls et al. were used. The results showed that the scaling factor obtained based on the water content of ,  and  is close to the optimum scaling factor. The mean value of the sum of squares error for the proposed and optimization methods were 0.047 and 0.045, respectively. The mean value of the geometric mean error for the proposed and optimization methods were 1.024 and 1.047, respectively. The results showed that the reference curve is optional and each soil can be used as the reference curve. In the case of De-scaling, the soil water retention curve obtained by the proposed method was fitted very well to the one obtained from Brooks-Corey model.

    Keywords: Soil Water Retention Curve, Scaling, Brooks-Corey, Soil Texture
  • HamidReza Rahmani, Zahra Khanmohamadi * Pages 1701-1709

    Soil pollution due to heavy metals subsidence from cement industry has harmful effects on soil, plant and human health. The objective of this study was to investigate the effects of Sepahan cement factory on heavy metals contamination in the soils of Dizicheh area of Isfahan province. In order to do this study, 52 soil samples were collected from different land uses including: agricultural lands, gardens and green space. Total concentration of zinc (Zn), manganese (Mn), iron (Fe), cadmium (Cd), lead (Pb), nickel (Ni), chromium (Cr) and cobalt (Co) in samples were measured. Contamination factor (CF) was used to determine soil contamination with heavy metals. The distribution map of contamination factor was plotted using inverse distance weighting (IDW) method. The results showed that the heavy metals concentration in the studied area was lower than the permissible limit provided by the Iran Department of Environment, while the amount of contamination factors indicated the degree of contamination of heavy metals in the studied area. Also, the highest contamination factor values of heavy metals except Cd were in the average contamination category (1<CF<3). The highest value of mean contamination factor in the studied region was obtained for Cd in green space land use (5.88) and with high contamination category. Spatial distribution of heavy metal’s contamination factors indicated high contamination factor’s values especially Pb and Cd around cement factory (green space land use).

    Keywords: Heavy metals, Contamination Factor, Cement Factory, Dizicheh area of Isfahan
  • Abouzar Bazrafshan, Mehdi Shorafa, MohammadHossein Mohammadi *, AliAsghar Zolfaghari Pages 1711-1723

    This study was conducted to investigate the effect of salinity and drought stress on water uptake reduction by maize. In order to exert this stresses, the pots were divided into two compartments including salinity and drought stresses. For two seasons, greenhouse experiments were conducted in a randomized design with four replicates in 2017. Water uptake by maize was measured daily in saline compartment of pots under constant matric potential of -100 cm, in different salinity levels of irrigation water (0, 1.7, 3.36, 6.33 and 8.35 dS m-1). The osmotic potential in pots was kept constant after the treatment initiation. The matric and osmotic potentials were quantified based on equal water uptake by roots in salinity and drought compartments of pots. In spring, the ratio of matric to osmotic potential was 0.28, 0.5, 0.47 and 0.46 in corresponding drought treatments (D1, D2, D3, D4)  and salinity treatments (S1, S2, S3, S4). For autumn, these ratios were 0.25, 0.32, 0.32 and 0.33 in corresponding drought treatments (D1, D2, D3, D4) and salinity treatments (S1, S2, S3, S4). Water uptake reduction by one unit decrease of matric potential was found to be more than the one caused by one unit decrease of osmotic potential. Osmotic potential had more effect than the matric potential on reducing root mass under the same water use conditions. These results indicated that the assumption of matric and osmotic potentials to be additive or multiplicative is not valid. The results of this study can be used to accurately manage irrigation water under salinity and drought stresses.

    Keywords: osmotic potential, Matric potential, water uptake, root system, maize
  • Mahmood Arabkhedri *, Zahra Gerami, Samad Shadfar, Reza Bayat, Yahya Parvizi, Saeed Nabipay Lashkarian Pages 1725-1736
    The performance of four erodibility indices' equations including K-USLE, K-Vaezi, K-EPIC and K-Dg were evaluated by measuring soil loss at four dryfarming soil samples in the Rainfall and Erosion Simulation Laboratory of Soil Conservation and Watershed Management Research Institute. For each soil sample, several experiments (33, 64 and 110 mm/h rainfall intensities, RI, at 12% slope and 64 mm/h RI at 6%, 12% and 25% slopes) were conducted for 30 min in two replicates and the soil loss were measured. In addition, the volume of rills was measured at the end of each experiment. The observed erodibility (K-Obs.) was obtained by dividing the soil loss to RLSCP factors product of USLE in each treatment which showed a high scatter. The 110 mm/h RI on 12% slope was selected as the reference treatment due to complete developed rill erosion network. Then, the estimated K value was compared to it. The results indicate an underestimation of K-Vaezi (and a negative value in one case) and an overestimation of the other three indices. The lowest difference is for K-Dg with 3-5 times overestimation. In the Next step, for each treatment, a ratio was calculated by dividing the K-Obs. of each pair soils and compared with the corresponding ratios of estimated erodibility indices using t-student statistic. The results of ratios analysis showed that the K-Dg and K-EPIC indices had better agreement with K-Obs. at 5% probability level. As a conclusion, it is recommended to use K-Dg by applying a reduction coefficient for similar soils.
    Keywords: dryfarming soil, Slope, rainfall intensity, and rill erosion
  • Yousef Hassanzadeh, Nazila Kardan *, Ali Tamizi Pages 1737-1753
    Utilizing adjacent piers is one of the cost reduction factors in bridge construction. The impact of turbulent flow around piers on each other, piers distance and the amount of scouring in the adjacent piers are of great importance. In this research, it is tried to present a convenient and efficient combination of adjacent piers in order to reduce the amount of scour by analyzing the placement of these piers in two different shapes and various distances from each other and its impact on the amount of local scouring and the bed erosion pattern. Numerical simulation is done by FLOW3D software. Designed models for two cylindrical and combined shapes of piers in two specific placements, side by side and tandem, and in 6 different distance between the two piers for each state, totally 26 simulation models were simulated and investigated. It is found that the scouring depth increases significantly by decreasing distance between piers which creates a wider obstacle against the flow and water jet between the piers. The flow depth is decreased by increasing this distance and the adjacent piers have no impact on the amount and pattern of scouring in S=4D and higher distances away from each other and the most suitable distance was obtained at S=2.75D. In the tandem cases, it was found that the piers distance does not have any impact on the amount of scouring at the upstream and just the middle part experiences quantitative changes in the bed level; this impact is low by decreasing the distance and obvious by increasing the distance. All the mentioned items are correct in the combined pier, but the amount of scouring shows reduction.
    Keywords: Scouring, Bridge Pier, Adjacent piers, Numerical simulation, FLOW3D software
  • AliReza Vaezi, Rasoul Mirkhani *, Hamed Rezaei, Leila Esmaeelnejad Pages 1755-1768

    Information about the spatial distribution of soil quality is one of the most ‎significant issues in recognition, planning, management and optimal ‎exploitation of soil resources in each area. In the this study, the characteristics of soil ‎‎surface (0-30 Cm) were measured in 95 fields in the Nazar Abad region in Alborz ‎province and the factors influencing soil quality were selected using ‎principal component analysis (PCA) method. In addition, the weighted additive soil quality index (SQIw), the additive soil quality index (SQIa) and the Nemero soil quality index (NQI) were determined using total data set (TDS) and minimum data set (MDS). Spatial variability of these soil quality indices were analyzed using geostatistics technique and their spatial distribution were determined using the Ordinary kriging method‎. Based on the results and among the soil quality indices, the SQIw obtained from the MDS, had a higher accuracy in the area with R2 of 0.89, mean absolute error (MAE) of 0.11 and normalized root mean squares error (NRMSE) of 0.1. The exponential variogram model (R2 = 0.95) indicated that the SQIw and SQIa indices using MDS had the best fitness, whereas, the spherical model (R2= 0.90) was strongly fitted to the NQI index obtained from MDS. Furthermore, the effective range of spatial variability for SQIa, SQIw and NQI indices was 8, 10 and 11.5 kilometers, respectively. Soil quality of the fields in the area was strongly related to the soil particles size distribution, especially sand and clay percentages with coefficients of 0.90 and 0.85, respectively. Soil quality value in the area decreased considerably from west to east. This study revealed that the geostatistics technique can be used for spatial analysis of soil quality indices in the area and spatial distribution maps of these indices can be effectively used to plan the sustainable soil management strategies in the fields.

    Keywords: Principal component analysis, Particle size distribution, Spatial distribution, Nemero Soil Quality Index, Additive Soil Quality Index
  • Zahra Asadi *, MohammadHosein Mohammadi, MEDI SHORAFA, Mohsen Farahbakhsh Pages 1769-1782

    The purpose of this study is to present a weighting factor for considering limitation of salinity on plant water uptake (ωsi) for the concept of Integral Water Capacity (IWC). The experiment was conducted under greenhouse conditions and included corn planting in two soil types, three salinity levels (1.5, 4, and 8 dS m-1), and three replications. After the plants were fully established, all pots were continuously irrigated with a specific salinity. The transpiration values were obtained from the weight differences of pots considering water mass balance components at different times. Cumulative transpiration was calculated at each time step and they were plotted against the drainage water salinity at the same time. Then, using the numerical derivative of the cumulative transpiration curves, the transpiration intensity curve was calculated. By fitting a logarithmic model and their relativization, the effect of salinity constraint on the transpiration was calculated and a new salinity weighting coefficient was proposed. The results of ωsi showed that the relative water uptake decreased logarithmically with increasing salinity and the salinity tolerance of corn varied in soils with different properties and a constant value cannot be reported as salinity tolerance.

    Keywords: water uptake, Salinity stress, Available water, Corn
  • Mohammad Hajimohammadi, Amir Hamidi * Pages 1783-1795
    Leakage of hydrocarbon organic fluids into the soil usually causes a reduction in its bearing capacity and performance. Cementation is one of the most effective and suitable solutions to improve the geotechnical parameters of contaminated clays. In this study, the effect of Portland cement (3, 6 and 9%) and lime (10, 20 and 30%) on improvement of kaolinite clay contaminated with anthracene (0.06, 0.09 and 0.12%) was investigated by performing an experimental study. For this purpose, the samples were prepared as mixtures of clean or anthracene-contaminated clay with different cement and lime contents for a curing time of 7 days. Then, unconfined compressive strength (UCS) tests were conducted on the samples. The results showed the strength reduction of anthracene-contaminated kaolinite clay compared to the clean soil. The reduction in the unconfined strength was about 46% with an increase in degree of contamination up to 0.12%. Adding Portland cement and lime to the clean and contaminated soil increased the compressive strength. As, the addition of 3% Portland cement or 10% lime to clay contaminated with 0.12% anthracene increased UCS up to 4 times. Thus, according to the results of soil improvement, the strength of soil-cement mixture containing 3% Portland cement is approximately equal to that of soil-lime containing 10% lime. Both the Portland cement and lime were capable of improving the strength of anthracene-contaminated soil. However, the rate of improvement by cement was more than that of lime. The main reason was due to the reduction of double layer thickness which causes flocculation of particles and tendency of clay structure to behave like granular soils.
    Keywords: kaolinite clay, Anthracene, improvement, Unconfined Compressive Strength
  • Niloufar Yarahmadi, EbrahiM Amiri Tokaldany *, Ahmad Makui Pages 1797-1810

    Because of the key role of the agricultural sector in achievement of food security, increasing climatic variations due to global change and the dependence of agricultural yields to climatic conditions, it is essential to study the long-term relationship between climatic conditions and agricultural yields in order to coordinate agricultural activities with climate change trend. In this study, a screener algorithm considering the climatic conditions of the region has been developed to rank the most suitable agricultural products with the climatic conditions of Soumar plain in Kermanshah province. For this purpose, the sensitivity of the defined agroecosystem to climatic conditions of the region was calculated using the Shannon-Wiener index. Then, using Multiple Linear Regression method and SPSS software, regression models were developed between climatic data and crop yield data. In the next step, the accuracy of the developed models was confirmed considering the conditions of using linear regression for all models. Afterward, the weight of effective climatic parameters was determined using pairwise comparison methods. According to the results, the minimum monthly temperature parameter with weight of 0.169 and the average monthly wind speed parameter with weight of 0.032 were considered the most and the least effective climatic parameters, respectively. Finally, crops ranking in the study area was completed using TOPSIS method and calculating Ci index which shows the score of each crop. According to the results, bean, barley and canola with the Ci of 0.601, 0.537 and 0.564 and tobacco, tomato and fodder corn with the Ci of 0.376, 0.513 and 0.518 show the most and the least compatibility with the climate conditions of the region, respectively.

    Keywords: Agrobiodiversity, Crop Screening, Ranking Crops, Regression model, TOPSIS method
  • HASAN HAGHIGHATNIA *, ABOLGHASEM ALHANI Pages 1811-1821
    In order to evaluate the salinity tolerance indices and to select the ideal genotype among several new cultivars and lines of safflower, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replicates in Darab Agricultural and Natural Resources Research Station. The first factor, with two salinity levels of irrigation water consisted of 0.98 (as control) and 7.8 dS.m-1, and the second factor with eight safflower genotypes included Goldasht, Parnian, Golmehr, Isfahan, Padideh and three promising lines Mec14., Mec235 and Mec248. For evaluation of salinity tolerance of cultivars and lines, some indices including stress sensitivity (SSI), harmonic mean (HM), tolerance index (TOL), stress tolerance index (STI), geometric mean productivity (GMP), index average productivity (MP), yield index (YI), yield stability index (YSI) and finally the ideal genotype selection index (SIIG) technique were used. Based on the results, MP, GMP, HM, YI and STI indices had the highest correlation with grain yield under control and salinity conditions, thus they were recognized as the most suitable indices for determining salinity tolerance. According to these indices, Mec248 line was introduced as the best genotypes in this experiment. On the other hand, based on ideal genotype selection index (SIIG), Parnian genotype with the highest value (0.683) was introduced as the most tolerant genotype to salinity stress. Therefore, this genotype is recommended for planting in similar southern areas that have salinity problems.
    Keywords: Ideal selection, genotype, Safflower, Salinity stress, yield
  • Kimia Amirmoradi, Alireza Shokoohi * Pages 1823-1839

    Floods are one of the most important natural hazards causing many serious destruction and fatalities, especially in Iran. Despite recognizing the high number of fatalities due to floods, especially in recent years, there is not an acceptable/reliable model for mortality estimation.  The few presented models, that are intrinsicly valuable, are not enough for achieving the goals. The regional model presented in this paper employs hydraulic properties of floods and geometric characteristics of rivers for mortality estimation while considering the effect of available evacuation time in flood-prone areas. Based on the presented algorithm, the product of two hydraulic parameters: depth and flow velocity, presented in a raster format, are required for mortality simulation.  An exponential function was developed based on the relationship between the depth, velocity, and the number of observed fatalities in the corresponding floods. The model, employing the length and slope of the main channel as the two geomorphologic parameters of the river directly related to the flow hydraulics, is capable of considering the available time for the people at risk to evacuate the region. Finally, the developed model’s efficacy and accuracy were confirmed by comparing the results of the model with historical records and with that of the global/regional models.

    Keywords: Flood human fatalities, risk, Mortality, Regional model, Evacuation time
  • Firouzeh Nourmandipour, MohammadAmir Delavar *, Rattan Lal, Stephen Joseph, Christian Siewert Pages 1841-1855

    The present study was conducted to investigate the effects of rice husk biomass (RH) and its biochar (RHBC) on some chemical properties and enzymatic activities involved in carbon and phosphorus cycling of a calcareous sandy soil (control, U) after two (M2), four (M4), eight (M8), and twelve (M12) months incubation. For this purpose, a factorial experiment with a randomized complete block design and four replications and two treatments (RH and RHBC) was performed. Three levels of organic amendments (L1= 1.25%, L2= 2.5% and L3= 5%) were added to the soil. The results showed that the amount of soil organic carbon (SOC) was significantly (p < 0.001) affected by the types of organic amendments, their application rate and incubation time. The highest and the lowest values of SOC were observed in RHBCL3M2 and RHL1M12 treatments with 96.3% and 73.2% increase as compared to the control treatment, respectively. The trend of changes in SOC and TN was similar and decreased with incubation time. The highest and the lowest activity of β-glucosidase were corresponded to the treatments of RHL3M12 (1.6 μgPNP.gr-1h-1) and RHBCL1M2 (0.6 μgPNP.gr-1h-1), respectively. The RHBCL3M8 and RHL1M2 treatments exhibited the highest (590.6 mg Glu.g-13h-1) and the lowest (109.6 mg Glu.g-13h-1) invertase enzyme activity, respectively. So that, the highest enzyme activity was observed in 8th month of incubation. The highest activity of alkaline and acid phosphatases activities were found in RHL3M12 treatment which were 78.1% and 81.7% higher than that in control treatment, respectively. In general, the addition of good quality biochars to the soil could be a very good source for compensation of soil organic carbon deficiency and thereby improving chemical and biochemical properties and soil health, because of its higher carbon content than its biomass. Therefore, based on the effects of rice biomass and its biochar on the increasing of SOC content as well as enzymatic activities, these organic amendments are suggested to improve the quality of sandy soils.

    Keywords: Invertase, β-glucosidase, phosphatase, Rice Husk, Soil quality
  • Ali Arefinia, Khaled Ahmadaali *, Mosaed Nasiri Maryan Pages 1857-1868
    Climate change through increased water demand, especially in agricultural sector, is the main challenge facing water resources management. Wheat is one of the staple and strategic crop throughout the world, particularly in Iran. In this study, historical observations from 1985-2005 were used to simulate the effects of climate change on the winter wheat water requirement across Gorgan plain. SDSM4.2 and CanESM2 models were used to downscale winter wheat water requirement under three concentration pathway scenarios; RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 in four periods (2020-2039, 2040-2059, 2060-2070, and 2080-2099). The Hargreaves-Samani (HS) model with less input variables in comparison with FAO-Penman-Monteith (PMF-56), was used for downscaling water requirement. The results of RCP2.6 scenario showed that the maximum and minimum annual water requirement of winter wheat are 403 and 286 mm in 2040-2059 and 2020-2039 periods, respectively. These values for RCP4.5 scenario were predicted to be 361 and 336 mm in 2020-2039 and 2040-2059 periods, respectively. For RCP8.5 scenario, they were predicted to be 336 and 199 mm in 2020-2039 and 2060-2079 periods, respectively. The growing period will be reduced in all three proposed scenarios and the reduction rate in RCP8.5 scenario is more than that in RCP4.5 scenario. According to the results, climate change is generally expected to reduce agricultural water consumption in Gorgan plain by reducing the cumulative winter wheat water requirement.
    Keywords: CanESM2, Downscaling, Hargreaves-Samani, Effective Rainfall
  • Mohamadrza Vali, Farzin Nasiri Saleh, Hossein Asadi * Pages 1869-1880

    Accelerated soil erosion is the most important degradation factor of soil and water resources. Typically, soil erosion involves the detachment and transport of soil particles by rainfall, shallow surface flow or the interaction of these two factors. Therefore, understanding the motion threshold of sediment particles and temporal variation of sediment concentration in flow-induced can provide a detailed cognition of the processes inducing soil erosion and sediment transport and their eventual interactions. It is also important for increasing the accuracy of soil erosion models. In this study, the particle motion threshold and temporal variation of sediment were studied for a sandy sample at three slopes; 3.1, 5.9, 8.9% and-dunder three flow discharges of 4.78, 7.12 and 9.05 (×10-5 m2 s-1). This study was carried out in the laboratory conditions using a flume with 240 cm long by 40 cm width. The results showed that the Shields curve is not suitable for this study to determine the motion threshold. The threshold stream power of particle motion was determined 0.035 W m-2. Also, with increasing slope and consequently increasing stream power up to 0.05 W m-2, the erosion intensity increased and soil erosion changed from sheet erosion to rill erosion. The results indicate that the formation and development of rill erosion would be the main factor for soil loss and sediment production in hillslopes. Therefore, prevention of rill formation by strip croping, terracing and terrace farming is an effective strategy for soil conservation.

    Keywords: Soil erosion, Steady flow, shear stress, Sediment size distribution, Shields parameter