فهرست مطالب

آبیاری و زهکشی ایران - سال چهاردهم شماره 5 (آذر و دی 1399)

مجله آبیاری و زهکشی ایران
سال چهاردهم شماره 5 (آذر و دی 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/11/27
  • تعداد عناوین: 30
|
  • حسین دهقانی سانیج*، سمیرا اخوان، هادی رمضانی اعتدالی، الهه کنعانی، محمد مهدی نخجوانی مقدم صفحات 1499-1513

    هدف از این پژوهش شبیه سازی تاثیر سامانه های آبیاری میکرو تحت شرایط مالچ بر میزان تبخیر-تعرق، تبخیر از سطح خاک و تعرق گیاهی ذرت علوفه ای با استفاده از مدل AquaCrop است. در این مطالعه کارایی AquaCrop با استفاده از داده های برداشت شده برای ذرت علوفه ای تحت سامانه های آبیاری (لوله-های رسی تراوای عمودی (PCI)، قطره ای سطحی (DI) و قطره ای زیر سطحی (SDI)) در شرایط مالچ در تابستان سال 1393 در منطقه نیمه خشک کرج، استان البرز مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به دامنه تغییرات آماره NRMSE در مرحله واسنجی و صحت سنجی (%74/7 و %7/10) دقت این مدل در شبیه سازی بیوماس ذرت علوفه ای قابل قبول بود و به ترتیب در محدوده عالی و خوب قرار داشت که نشان از کارآیی مناسب مدل در شبیه سازی بیوماس ذرت علوفه ای می باشد. مدل برای شبیه سازی تبخیر - تعرق ذرت از کارآیی متوسطی برخوردار بود. کارآیی مدل در شبیه سازی تبخیر- تعرق ذرت در تیمار PCI-M1 بهتر از سایر تیمار ها بود، به طوری که کمترین مقدار nRMSE و بیشترین مقدار R2 را به خود اختصاص داد. در برآورد تبخیر از سطح خاک هیچ گونه همبستگی خوبی بین مقادیر مشاهده ای و شبیه سازی شده وجود نداشت و مقدار nRMSE بالا در این تیمار ها (96/2 و 23/3 درصد) نشان دهنده عدم کارایی مناسب مدل در برآورد تبخیر از سطح خاک می باشد. مثبت بودن شاخص MBE در هر دو تیمار DI-M1 و SDI-M1 نشان دهنده بیش برآوردی مدل در شبیه سازی تبخیر از سطح خاک است و مقادیر تبخیر از سطح خاک را نزدیک به مقادیر مشاهده ای برآورد نمی کند. ارزیابی های آماری بین مقادیر مشاهده ای و شبیه سازی تعرق گیاهی همبستگی متوسطی بین مقادیر مشاهده ای با شبیه سازی شده را نشان داد. در پیش بینی پوشش گیاهی مقدار شاخص NRMSE، در همه تیمار ها بیشتر از 30 درصد محاسبه شد که نشان دهنده ی عملکرد ضعیف مدل می باشد. در این تیمار ها حداکثر مقدار پوشش گیاهی شبیه سازی شده به کمک مدل AquaCrop بیشتر از مقادیر مشاهده ای پوشش گیاهی است.

    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، لوله های رسی تراوا، پوشش گیاهی، AquaCrop، جدا سازی تبخیر-تعرق
  • مرتضی رجبی، نوید جلال کمالی*، مهدی نقی زاده صفحات 1514-1526

    استان کرمان در شرایط کنونی دچار مشکل مدیریت منابع آب بوده و ذخایر آب شیرین در این استان در حال محدود شدن است. آب بسیاری از چاه های این استان شور و بی کیفیت شده اند. لذا بهره برداری از منابع آب شور مدیریت ویژه ای را می طلبد تا بتوان به تولید قابل قبول در محصولات کشاورزی دست یافت. در این تحقیق تاثیر آبیاری با آب شور و سدیمی بر خاک و درخت پسته، با استفاده از تیمار های تا در شهرستان کرمان بررسی شد. شش تیمار آب شور در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار به اجرا درآمد. آب آبیاری برای همه تیمار ها به طور یکسان توزیع گردید. نتایج نشان داد کاربرد گچ در تیمار های و موجب خروج بیشتر یون مضر سدیم در مقایسه با تیمار های ، ، و که در آن ها فقط آبشویی خاک با آب آبیاری صورت گرفت شده است. اثر گچ به طور میانگین سبب کاهش فاکتور های هدایت الکتریکی،SARو ESP خاک به ترتیب به مقدار 39.35، 47.4و 41.3 درصد نسبت به قبل از شروع آزمایش شده است. و به علاوه استفاده از گچ سبب افزایش عملکرد محصول تولیدی به ترتیب 11.9و 15.6 درصد برای تیمار های و و بهبود صفات کیفی ازجمله، افزایش وزن هزار دانه، کاهش درصد پوکی و کاهش درصد پسته دهان بسته شده است

    کلیدواژگان: آب شویی، آبیاری با آب شور، پسته، کیفیت آب آبیاری، گچ
  • سید معین الدین رضوانی*، قاسم زارعی، حمیدرضا سالمی صفحات 1527-1537

    با توجه به بحران آب در کشور کاربرد کشت گلخانه ای جهت استفاده بهینه از منابع آب در حال گسترش است. هدف این تحقیق، بررسی اثر سطوح آب آبیاری بر عملکرد و برخی خصوصیات کمی و کارایی مصرف آب در کشت خیار (رقم نگین) گلخانه ای بود. به این منظور، آزمایشی در قالب بلوک کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. تیمار آبیاری شامل تیمار 100 درصد نیاز آبی بر اساس رسیدن مکش تانسیومتر به 40 بار بود. دو تیمار دیگر آبی 20 درصد کمتر و بیشتر از نیاز آبی 100 نیز اعمال شد. نتایج نشان داد نتایج نشان داد اثر تیمارهای آبیاری بر عملکرد، تعداد میوه در بوته، تعداد میوه های بدفرم، وزن متوسط یک خیار و کارایی مصرف آب تفاوت معنی داری نداشت هرچند عملکرد، تعداد میوه در بوته و متوسط وزن یک خیار با افزایش حجم آب آبیاری افزایش و تعداد میوه های بد فرم وکارایی مصرف آب کاهش یافت. تجزیه مرکب نشان داد عملکرد، کارایی مصرف آب و تعداد میوه در بوته در کشت تابستانه به طور معنی داری از کشت زمستانه بالاتر بود. بطوری که بالاترین عملکرد و کارایی مصرف آب به ترتیب در تیمار 120 و80 درصد تابستانه به مقدار 14/21 کیلوگرم در مترمربع و 0/49 کیلوگرم در مترمکعب بدست آمد. وزن متوسط یک میوه در کشت زمستانه بالاتر بود. هرچند تعداد میوه ها بدفرم در هر دو کشت از نظر آماری تفاوتی نداشت ولی درصد تعداد میوه های بدفرم به تعداد کل میوه ها در کشت زمستانه و تابستانه به ترتیب 2/33 و 6/17 درصد بود. حجم آب مصرفی در تیمار 80، 100 و 120 درصد نیاز آبی در کشت زمستانه به ترتیب 271/0، 335/0 و 408/0 و در کشت تابستانه 360/0، 439/0 و 524/0 مترمکعب بر مترمربع بدست آمد. بر اساس نتایج آزمایشات در کشت زمستانه و تابستانه، اثر سطح آبیاری بر عملکرد خیار گلخانه ای معنی دار نبود. بنابراین به جای آبیاری کامل می توان از 80 درصد نیاز آبی استفاده نمود.

    کلیدواژگان: آبیاری، خیار، گلخانه، کارایی مصرف آب
  • بهاره شاهدی، حسین بانژاد*، مرتضی گلدانی، مصطفی قلی زاده صفحات 1538-1549

    آب مغناطیسی با افزایش تحریک بذر برای جوانه زنی و افزایش سرعت و قدرت رشد گیاه باعث افزایش تولید خالص گیاه می شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر آب مغناطیسی بر بهره وری آب و جوانه زنی و عملکرد گیاه اسفناج (Spinacia oleracea) تحت شرایط کم-آبیاری در دو شرایط آزمایشگاهی و گلخانه ای به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. در آزمایش اول تیمارها شامل سه سطح آب مغناطیسی (آب معمولی به عنوان تیمار شاهد، آب مغناطیسی با شدت 3/0 تسلا، آب مغناطیسی با شدت 6/0 تسلا) و 7 پتانسیل رطوبتی (پتانسیل 0 ، 1/0 - ، 3/0 -، 1- ، 3 -، 6 - و 9 - بار) و در آزمایش دوم چهار سطح کم آبیاری شامل آبیاری 100 درصد، آبیاری 80 درصد، آبیاری 60 درصد و آبیاری 40 درصد بود. نتایج نشان می دهد که استفاده از تیمار خشکی باعث کاهش صفات جوانه زنی گیاه شامل شاخص بنیه بذر، درصد و سرعت جوانه زنی، وزن تر و خشک ساقه چه و ریشه چه، طول ساقه چه و ریشه چه شد. استفاده از آب مغناطیسی باعث افزایش عملکرد گیاه اسفناج و کاهش اثرات منفی ناشی از کم آبیاری شد. به طور کلی نتایج حاکی از افزایش 25 و 31 درصدی صفات وزن تر و خشک اندام هوایی، افزایش 41 درصدی سطح برگ، افزایش 36 و 20 درصدی وزن تر و خشک ریشه، افزایش 24 درصدی حجم ریشه، افزایش 11 درصدی محتوی نسبی آب برگ، کاهش 33 درصدی پرولین، افزایش شاخص بهره وری آب بود. استفاده از کم-آبیاری نیز باعث بهبود صفات وزن تر و خشک اندام هوایی و شاخص بهره وری آب شد.

    کلیدواژگان: اسفناج، بهره وری آب، پلی اتیلن گلایکول، کم آبیاری، میدان مغناطیسی
  • سجاد شهابی*، فریبا آذرپیرا، علی برزکار صفحات 1550-1561

    از آنجا که بخش بسیار بزرگی از آب در دسترس به واسطه تبخیر-تعرق تلف می شود، برآورد دقیق آن در دوره های زمانی کوتاه مدت و بلندمدت حایز اهمیت می باشد. در این مقاله قابلیت رویکرد مدل درخت M5 و جنگل تصادفی (RF) به عنوان رویکردهای هوش مصنوعی و همچنین در ترکیب با فرآیند پیش پردازشگر موجک، جهت برآورد تبخیر-تعرق پتانسیل روزانه و هفتگی در ایستگاه سینوپتیک بابلسر بررسی گردید. با توجه به ساختار سری زمانی داده های ورودی، دو تابع موجک مادر کویفلت و دوبشی مرتبه ششم در سطوح تجزیه 3 تا 8 انتخاب شدند. به منظور ارزیابی مدل های ارایه شده از چهار شاخص ضریب همبستگی (R)، شاخص توافق (Ia)، ضریب ناش-ساتکلیف (NSE) و جذر متوسط مربعات خطا (RMSE) استفاده شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که با وجود این که کلیه مدل های منفرد، کارایی مطلوبی در مدلسازی تبخیر-تعرق دارند، استفاده از فرآیند پیش پردازش موجک، در تمامی موارد موجب ارتقای عملکرد مدل های منفرد شده و همچنین باعث می شود تا سناریوهای ورودی ساده تر هم نتایج مطلوب تری ارایه کنند. به عنوان مثال در سناریوی ورودی سوم (سرعت باد، دمای حداکثر، رطوبت نسبی و نقطه شبنم) استفاده از موجک دوبشی مرتبه ششم در سطح تجزیه 5 موجب شد تا ضریب همبستگی مدل روزانه از 0.908 به 0.928 ارتقا یافته و همزمان RMSE از 0.833 به 0.722 میلی متر در روز کاهش یابد. به طور مشابه استفاده از موجک مادر کویفلت مرتبه چهارم در سطح تجزیه 5 موجب شد تا در مدل هفتگی ضریب همبستگی از 0.948 به 0.961 افزایش یافته و میزان RMSE از 4.55 به 4 میلی متر در هفته کاهش یابد. از این رو این تحقیق، کارایی رضایتبخش هر دو رویکرد منفرد و ترکیبی در برآورد تبخیر-تعرق دوره های زمانی روزانه و هفتگی را نشان داد، با این وجود کاربرد رویکردهای ترکیبی موجب شد تا استفاده از پارامترهای هواشناسی ساده تر و در دسترس تر هم نتایج رضایتبخشی را ارایه کند.

    کلیدواژگان: تبخیر-تعرق، جنگل تصادفی، مدل درخت M5، موجک
  • احسان موحدنژاد، علیرضا شکوهی، هادی رمضانی اعتدالی* صفحات 1562-1570

    ردپای آب کشاورزی بیش از 90 درصد از منابع آب شیرین کشور را شامل می شود که یک سوم آن برای تغذیه، رشد و نمو حیوانات مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق متوسط ردپای آب مجازی در تولید طیور در سه استان تهران، البرز و قزوین با بکارگیری روش مکانن و هوکسترا محاسبه گردید. میزان ردپای آب مجازی برای تولید گوشت مرغ در استان های تهران، البرز و قزوین به ترتیب برابر با 8/5، 81/5 و 06/6 مترمکعب در کیلوگرم و برای تولید تخم مرغ به ترتیب برابر با 26/4، 66/4 و 22/4 مترمکعب در کیلوگرم بود. این در حالی است که متوسط آب مورد نیاز برای تولید هر کیلو گوشت مرغ و تخم مرغ در سطح دنیا به ترتیب 3/4، 34/3 مترمکعب گزارش شده است. این موضوع نشان می دهد ردپای آب مجازی در تولیدات طیور در ایران نسبت به متوسط جهانی بیشتر است. با توجه به پایین بودن ردپای آب مجازی در تولید گوشت مرغ نسبت به ردپای آب مجازی برای گوشت گاو، توصیه می شود برای حفظ همزمان منابع آب و امنیت غذایی کشور، تولیدگوشت مرغ در مقایسه با گوشت گاو در اولویت قرار گیرد. همچنین براساس نتایج حاصله و تفاوت محسوس میان ردپای آب تولیدات طیور در دو سیستم چرایی و صنعتی، پیشنهاد می شود از سیستم کاملا صنعتی برای پرورش طیور در کشور استفاده شود.

    کلیدواژگان: ردپای آب، تخم مرغ، گوشت مرغ
  • علی شهیدی*، فاطمه فراتی، عباس خاشعی سیوکی صفحات 1571-1582
    فاضلاب های شهری متداول ترین منابع قابل احیاء برای جبران کمبود آب در مناطق خشک محسوب می شوند. با توجه به کمبود شدید منابع آب در کشور ایران، به کار گیری و بهره برداری از فاضلاب های شهری و تصفیه آن در بخش کشاورزی و آبیاری، روشی موثر در برطرف نمودن نیاز آبی گیاهان می باشد. بنابراین آبیاری گیاهان علوفه ای با فاضلاب مقرون به صرفه است. قالب طرح آزمایشی کرت های خردشده به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در تصفیه خانه فاضلاب شهر بیرجند اجراء شد. با چهار سطح آب آبیاری (WW، I-W، I.W،I) که به ترتیب شامل (آب چاه 100%، تناوب، مخلوط آب چاه 50% + فاضلاب 50%، فاضلاب 100%)، به عنوان فاکتوهای اصلی و همچنین، مقدار آب آبیاری با سه سطح (I500، I75 ، I100درصد) نیاز آبی به عنوان فاکتورهای فرعی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که فاضلاب تصفیه شده همراه با تنش آبی 75% تاثیر معنی دار بر افزایش عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، تعداد سنبله در متر مربع و پروتئین دانه نشان داده است. فاضلاب تصفیه شده با نیاز آبی 100% نسبت به دیگر تیمارهای آبیاری بالاترین عملکرد دانه با میانگین 4446/5 تن در هکتار به دست آورده است. تاثیر توام آب چاه و تنش کم آبی 50 درصد باعث کاهش معنی دار صفات اندازه گیری گیاه تریتیکاله شده اند، ولی آب چاه موجب افزایش وزن هزار دانه گیاه شده است.
    کلیدواژگان: تریتیکاله، سازگاری با کم آبی، فاضلاب تصفیه شده، کشاورزی، مدیریت آبیاری
  • اکرم سیفی* صفحات 1583-1601
    امروزه انتخاب سامانه های آبیاری مناسب در مزارع برای افزایش بهره وری آب یک ضرورت است. انتخاب سامانه های آبیاری در مناطق مختلف امری پیچیده و تحت تاثیر عوامل و سطوح مختلف تصمیم گیری می باشد. در تحقیق حاضر، با ترکیب روش های تصمیم گیری چندمعیاره آنتروپی، تحلیل روابط خاکستری و تاپسیس (EGC-TOPSIS)، روش انتخاب یکپارچه ای برای انتخاب سامانه آبیاری بارانی مناسب بر اساس شاخص های ارزیابی عملکرد آنها ارایه و نتایج آن با روش آنتروپی-تاپسیس (E-TOPSIS) مقایسه شد. همچنین از مدل ترکیبی تحلیل مولفه های اصلی-رگرسیون خطی چندگانه (MLR-PCA) برای ارایه روابط پیش بینی شاخص تصمیم نهایی در روش پیشنهادی EGC-TOPSIS و شاخص نزدیکی فاصله در روش E-TOPSIS بهره گرفته شد. بدین منظور 20 سامانه آبیاری بارانی کلاسیک ثابت آبپاش متحرک و لوله چرخدار دشت دهگلان کردستان ارزیابی شد. ارزیابی به روش آبپاش منفرد و با استفاده از شاخص های ضریب یکنواختی کریستیان سن، یکنواختی توزیع، راندمان پتانسیل کاربرد ربع پایین، راندمان کاربرد ربع پایین، تلفات نفوذ عمقی و تلفات پاششی انجام شد. نتایج تیوری آنتروپی نشان داد که یکنواختی توزیع با وزن 194/0 موثرترین معیار در رتبه بندی سامانه های آبیاری مورد مطالعه است. میانگین شاخص تصمیم نهایی و میانگین رتبه های سامانه های آبیاری لوله چرخدار به ترتیب برابر با 52/0 و 1/9 محاسبه شد که حاکی از برتری این سامانه ها نسبت به کلاسیک ثابت آبپاش متحرک در منطقه مورد مطالعه بود. این نتیجه با روش تحلیل خوشه ای نیز مورد تایید قرار گرفت. نتایج رتبه بندی دو روش ترکیبی EGC-TOPSISو E-TOPSIS به طور معناداری با R2=0.79 به یکدیگر همبسته بودند. همچنین، مدل ترکیبی MLR-PCA با سه مولفه اصلی، به طور مطلوبی با R2=0.95 قادر به پیش بینی مقادیر شاخص تصمیم نهایی بود. به طور کلی مدل EGC-TOPSIS با منطق ریاضی قوی می تواند نتایج مفید، جامع و کاربردی را ایجاد کند و در ارزیابی و رتبه بندی سامانه های آبیاری مناطق مشابه مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: پتانسیل یابی، تحلیل مولفه های اصلی، امکان سنجی، سامانه آبیاری نوین، شاخص های عملکرد
  • الهام رستم زاده*، محمد مهدی احمدی، مجید رحیم پور صفحات 1602-1612

    تجمع واریزه های همراه جریان در آبراهه ها در پشت سازه ها و پایه پل ها منجر به کاهش ظرفیت عبور جریان، برهم خوردن رابطه دبی -اشل نقاط کنترل و تاثیر منفی بر عملکرد و بهره برداری سازه های آبی می شود. استفاده از سازه رک یک روش معمول در کنترل واریزه ها است. در این تحقیق افزایش کارایی سازه رک با بازطراحی این سازه و همچنین میزان پس زدگی آب در پشت این سازه به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. در این آزمایشات از چهار نوع هندسه ی رک، سه دسته واریزه ی چوبی در شرایط جریان فوق بحرانی، بحرانی و زیر بحرانی بررسی شد. براساس نتایج به دست آمده، نوع واریزه و شرایط جریان در راندمان رک بی تاثیر بوده و بهترین عملکرد رک را رک W شکل با راندمان 95% داشته است. در صورتی که هندسه ی رک و شرایط جریان در پس زدگی آب در بالادست تاثیر داشته، به طوری که رک v شکل کمترین میزان پس زدگی با مقدار 14/0 درصد را ایجاد کرده است. بجز هندسه ی سازه عدد فرود جریان بر روی پس زدگی آب تاثیر داشته است.

    کلیدواژگان: جریان واریزه ای، سازه های آبی، سیلاب، مهندسی رودخانه
  • محمد ثقفی زنجانی*، سعید عباسی صفحات 1613-1627

    فرسایش کرانه ی رودخانه ها از مهم ترین دغدغه های مهندسین علم هیدرولیک است. استفاده از آبشکن ها، از جمله روش هایی است که به کنترل و کاهش فرسایش کمک می کند. در این مطالعه به منظور یافتن موقعیت بهینه استقرار آبشکن در کرانه ی رودخانه، شرایط جانمایی مختلف آن به صورت عددی بررسی شد. برای مدل سازی از نرم افزار FLOW-3D بهره گرفته شد. نتایج عددی و آزمایشگاهی باهم مقایسه شده و این مقایسه نشان داد که نتایج عددی از تطابق نسبی خوبی با نتایج آزمایشگاهی برخوردار است. در این مطالعه میزان حفاظت از کرانه مورد بررسی قرار گرفت. مدلسازی ها با شش موقعیت قرار گیری مختلف آبشکن انجام شد. نتایج نشان داد که با تغییر موقعیت آبشکن به سمت پایین دست، آبشکن در محل استقرار d/L=1.834 (آبشکن مستقر در فاصله 66 سانتی متری بعد از شروع تکیه گاه) سطح بیشتری از کرانه را در برابر فرسایش محافظت نموده است. آبشکن در این موقعیت مقدار سطح فرسایش کرانه را در مقطع عرضی تا 21.65 درصد و در مقطع طولی تا 17.12 درصد کاهش داده است.

    کلیدواژگان: آبشکن، حفاظت کرانه، موقعیت استقرار آبشکن، Flow-3D
  • فاطمه کاراندیش* صفحات 1628-1638
    ایران، از جمله نواحی واقع شده در نواحی خشک و نیمه خشک جهان است که از کمبود آب آبی رنج می برد. به این ترتیب، توسعه ی پایدار ایران، مستلزم تصحیح الگوی مصرف منابع آب آبی بوده و از سویی دیگر، هرگونه برنامه ریزی در زمینه ی مدیریت مصرف منابع آب، نیازمند شناخت صحیح وضعیت کم آبی در نواحی مختلف کشور می باشد. در این پژوهش، برای نخستین بار، وضعیت کم آبی بر اساس شاخص کمبود آب آبی (BWS) تحت دقت های زمانی مختلف، شامل مقیاس های سالانه و ماهانه، و دقت های مکانی مختلف، شامل مقیاس های کشوری، نواحی اقلیمی و استانی بررسی شد. بدین منظور، بر اساس ارزیابی جامع ردپای آب، ابتدا مجموع آب آبی مصرفی در مقیاس روزانه در استان های مختلف کشور و در حدفاصل سال های 2015-2005 بدست آمد و سپس، با تقسیم آن بر موجودیت آب آبی، مقدار شاخص BWS محاسبه شد. مقادیر BWS<1، نشان دهنده ی فقدان کم آبی، و مقادیر 1≤BWS<1.5، 1.5≤BWS<2، و BWS>2، به ترتیب نشان دهنده ی کم آبی اندک، متوسط، و شدید می باشد. هرگونه مکان یا زمانی با BWS>1، نقطه ی بحرانی نامیده می شود. بر اساس تحلیل های سالانه برای کل کشور، 46 درصد از مجموع آب آبی مصرفی در بخش کشاورزی ناپایدار بوده و در ازای تعدی به نیازهای محیط زیستی مصرف شده است؛ در این حالت، شاخص BWS برابر با 9/1 بوده و کل کشور در شرایط کمبود آب متوسط قرار دارد. با این وجود، بر اساس تحلیل سالانه در مقیاس های مکانی ریزتر، ناحیه ی اقلیمی مرطوب و 7 استان کشور فاقد کم آبی هستند. در تحلیل های ماهانه نیز، تحت تمامی مقیاس های مکانی، نقاط غیربحرانی وجود خواهد داشت. بر اساس یافته های این پژوهش، تغییر دقت بررسی های BWS، علاوه بر تغییر تعداد نقاط بحرانی بین یک تا 37 مورد، وضعیت کیفی کم آبی در این نقاط را نیز تغییر خواهد داد. به این ترتیب، شناسایی صحیح نقاط بحرانی واقعی، که در آن ها نیازهای محیط زیستی به دلیل مصارف ناپایدار آب آبی تامین نشده است، نیازمند تحلیل در ریزترین مقیاس زمانی و مکانی ممکن خواهد بود.
    کلیدواژگان: ایران، ردپای آب آبی ناپایدار، طبقه بندی وضعیت کم آبی، موجودیت آب آبی، نیازهای محیط زیستی
  • نادر کوهی چله کران*، حسین دهقانی سانیج، هرمزد نقوی، الهه کنعانی صفحات 1639-1649
    انتخاب رقم مناسب ذرت و نیز ارایه روش آبیاری کارآمد در راستای افزایش بهره وری آب و تولید در واحد سطح برای استفاده بهینه از منابع آبی در بخش کشاورزی از اهمیت بالایی برخوردار است. پژوهش حاضر به منظور بررسی تغییرات عملکرد، کارایی مصرف آب و میزان کاهش آب آبیاری دو رقم ذرت دیر رس (KSC 704) و زود رس طاها (KSC 410) تحت مدیریت آبیاری با روش های آبیاری قطره ای نواری و شیاری طی دو سال زراعی 95-1394 در استان کرمان اجرا گردید. طرح آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. نتایج نشان داد که ارقام ذرت بر عملکرد و اجزای آن در سطح یک درصد معنی داری بود و بیشترین میزان عملکرد دانه ذرت (13385 کیلو گرم در هکتار) در رقم KSC 704 مشاهده شد. روش آبیاری قطره ای نواری بالاترین میزان عملکرد دانه ذرت (13376 کیلو گرم در هکتار) را نسبت به روش شیاری به خود اختصاص داد. در روش آبیاری قطره ای نواری و بین دو رقم ذرت، رقم KSC 704 در حدود 11 درصد افزایش عملکرد نسبت به رقم KSC 410 داشت. اثرات متقابل روش های آبیاری و ارقام ذرت نیز نشان داد که بیشترین عملکرد برای ذرت رقم KSC 704 در روش آبیاری قطره ای نواری با عملکردی در حدود 5/14128 کیلو گرم در هکتار بود. کمترین میزان آب آبیاری در رقم KSC 410 برابر با 6765 متر مکعب در هکتار در روش آبیاری قطره ای نواری مشاهده شد. روش آبیاری قطره ای نواری موجب کاهش 5/33 و 25/36 درصدی آب آبیاری در دو تیمار ذرت رقم KSC 704 و رقم KSC 410 در مقایسه با روش آبیاری شیاری گردید. همچنین میزان بهره وری آب در دو سامانه آبیاری قطره ای نواری و شیاری برابر با 84/1 و 98/0 کیلو گرم بر متر مکعب و نیز در ارقام ذرت KSC 704 و KSC 410 برابر با 41/1 و 42/1 کیلو گرم بر متر مکعب بدست آمد. کشاورزان برای افزایش بهره وری آب و کاهش آب آبیاری می توانند از روش آبیاری قطره ای نواری با توجه به سود بخشی این روش آبیاری بهره مند شوند.
    کلیدواژگان: آب کاربردی، تحلیل اقتصادی، کاهش آب آبیاری، یکنواختی پخش آب
  • محمدباقر رهنما*، ندا سهرابی پور، غلامعباس بارانی صفحات 1650-1663
    شبیه سازی عددی نوسانات سطح آب های زیرزمینی ابزاری کارآمد جهت مدیریت منابع آب است. در این پژوهش تغییرات سطح ایستایی آبخوان شهداد در استان کرمان با استفاده از نرم افزار GMS و مدل MODFLOW شبیه سازی و موردبررسی قرار گرفت و تغییرات سطح ایستابی آبخوان بیانگر افت سطح ایستابی در قسمت شمال، شرق، جنوب و قسمتی از نواحی مرکزی آبخوان است. برای واسنجی مدل از داده های اندازه گیری شده ماهانه تراز آب در سال های 1392 تا 1393 و برای صحت سنجی از آمار ماهانه سال آبی 1393-1395 استفاده شد. تخمین پارامترهای آبخوان شامل هدایت هیدرولیکی، ضریب ذخیره و میزان تغذیه با روش مدل سازی معکوس و استفاده از کد PEST انجام پذیرفت. مقدار ضریب تبیین در مرحله صحت سنجی، برای مدل 95/0 به دست آمد که بیانگر انطباق قابل قبول داده های مشاهداتی و محاسباتی در دوره صحت سنجی و قابلیت مدل در پیش بینی تغییرات سطح ایستابی آبخوان است. با انجام آنالیز حساسیت، مشخص شد مدل نسبت به پارامتر دبی خروجی از چاه های بهره برداری بیش از تغذیه سطحی و ضریب هدایت هیدرولیکی حساسیت دارد و جهت کاهش افت سطح ایستابی لازم است میزان برداشت ماهانه از چاه های بهره برداری 30 درصد کاهش یابد.
    کلیدواژگان: آبخوان، دشت شهداد، شبیه سازی، نرم افزار GMS
  • سمیه امامی*، جواد پارسا، حجت امامی صفحات 1664-1676
    استفاده از سرریزهای کنگره ای یکی از راه های موثر و اقتصادی جهت افزایش راندمان سرریز از طریق افزایش طول موثر تاج آن است، بدین صورت که در یک عرض معین و ارتفاع هیدرولیکی مشخص در مقایسه با سایر سرریزها، دبی بیش تری را عبور می -دهد. در این پژوهش، روش ترکیبی الگوریتم وال و سیستم استنتاج عصبی-فازی برای برآورد ضریب دبی بهینه سرریزهای کنگره-ای با پلان منحنی معرفی شده است. در روش پیشنهادی کارایی و سرعت همگرایی الگوریتم وال مورد سنجش قرار گرفته است. برای صحت سنجی روش پیشنهادی از داده های آزمایشگاهی استفاده شد. عملکرد روش پیشنهادی با چهار آماره، شامل ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدرمطلق خطا (MAE) و معیار کارایی (NSE)، ارزیابی گردید. نتایج حاکی از تطابق مناسب بین مقادیر مشاهداتی و برآورد شده می باشد. نتایج حاصل از روش WOA-ANFIS با ورودی های نسبت بار آبی بالادست سرریز به ارتفاع سرریز(H/w) و زاویه قوس سرریز(θ) ، نشان داد که ضریب دبی سرریزهای کنگره ای با پلان منحنی (Cd=0.786) در مقایسه با سرریزهای کنگره ای با پلان مثلثی (Cd=0.682)، 10% افزایش می یابد. هم چنین تحلیل های آماری انجام شده بر روی نتایج به دست آمده نشان داد که روش WOA-ANFIS با کسب مقادیر RMSE=0.021, R2=0.981، MAE=0.010 و NSE=0.976 از کارایی بالایی در برآورد ضریب دبی این نوع سرریز برخوردار است.
    کلیدواژگان: سرریز کنگره ای، پلان منحنی، ضریب دبی، الگوریتم وال، سیستم استنتاج عصبی-فازی
  • حسین ربانی ها، عبدالمجید لیاقت*، مسعود سلطانی صفحات 1677-1685

    اختلاط آب شور و شیرین در آبخوان‏های نزدیک ساحل دریاها و حاشیه شوره‏زارها باعث محدودیت استفاده از منابع آب‏زیرزمینی باکیفیت می‏گردد. از طرف دیگر افزایش غلظت آبخوان آب شور در نتیجه تبخیر از سطح خاک و کاهش هد فشاری در آبخوان شیرین در نتیجه برداشت بی‏رویه از آبخوان، باعث پیشروی جبهه اختلاط، به سمت آبخوان آب شیرین خواهد شد. در این تحقیق با ساخت مدل فیزیکی، ناحیه اختلاط و نحوه توزیع نمک در دو قسمت اشباع و غیراشباع محیط متخلخل مورد بررسی قرار گرفته است. چهار سناریو ی مختلف هیدرولیکی شامل سطح ایستابی برابر آب شور و شیرین، سطح آب شیرین بالاتر از آب شور و دو سطح ایستابی شور بالاتر (10 و 15 سانتی متر) از آب شیرین در آبخوان مورد بررسی قرار گرفت. غلظت آب شور dS/m 20 و غلظت آب شیرین dS/m 98/0 بود. ابعاد مدل فیزیکی برابر با 1×1×4 متر بود. نتایج نشان داد شکل سطح ایستابی، عامل مهمی در نحوه توزیع و پراکنش شوری در هر دو ناحیه اشباع و غیراشباع می باشد. با کاهش سطح آب در مخزن آب شیرین به میزان 10 و 15 سانتی متر مرز بین ناحیه کم شور و شور در زیر سطح ایستابی به ترتیب 55 و 96 سانتی متر پیشروی و با افزایش سطح آب در مخزن آب شیرین به میزان 5 سانتی متر، همان ناحیه 28 سانتی متر پسروی داشته است.

    کلیدواژگان: آبخوان کم عمق، جبهه اختلاط، گرادیان هیدرولیکی، محیط متخلخل، مدل فیزیکی
  • فاطمه عسکری بزایه*، اصغر طهماسبی، راضیه نورمحمدی، سید نورالدین رضوی زاده صفحات 1686-1696
    کمبود منابع آب و پیامدهای زیست محیطی و اقتصادی اجتماعی آن یکی از مهمترین چالش های توسعه پایدار به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. فناوریهای مختلفی برای مقابله با کم آبی و افزایش بهره وری آبیاری معرفی شده اند. با این وجود بخش اعظمی از آب مصرفی در بخش کشاورزی با روش های سنتی آبیاری به هدر می رود. هدف تحقیق حاضر بررسی نقش عوامل موثر بر تمایل کشاورزان به استفاده از کشت گلخانه ای، آبیاری قطره ای و بارانی در دهستان جوادآباد شهرستان ورامین در سال 1395 می باشد. بدین منظور داده های مورد نیاز با استفاده از ابزار پرسشنامه از 173 خانوار روستایی در 7 روستای منطقه به روش نمونه گیری تصادفی طبقه ای جمع آوری شد. میزان تمایل کشاورزان به هر کدام از روش های نوین آبیاری با استفاده از آزمون ویلکاکسون اندازگیری شد و عوامل موثر بر آنها با استفاده از رگرسیون چند متغیره به روش گام به گام تحلیل گردید. یافته های تحقیق نشان داد تمایل کشاورزان منطقه به آبیاری بارانی از نظر آمار معنی دار نیست. همچنین حدود 55 درصد از واریانس گرایش آنها به کشت گلخانه ای با استفاده از متغیرهای حمایت مالی و تسهیلات دولت، مقدار کمبود آب کشاورزی، کیفیت آب آبیاری و کیفیت خاک زمین های زراعی و انتظار سود اقتصادی از کاربرد فناوری آبیاری قابل تبیین است. همچنین 63 درصد از واریانس تمایل زارعین به بکارگیری آبیاری قطره ای به متغیرهای میزان تحصیلات، میزان شناخت از هزینه آبیاری قطره ای، عضویت در تعاونی، سطح زیر کشت و میزان کمبود آب آبیاری قابل پیش بینی می باشد.
    کلیدواژگان: تمایل کشاورزان، فناوری های نوین آبیاری، ورامین
  • شمسی رضایی، حمید زارع ابیانه*، حسن ساری خانی، مهدی جوزی صفحات 1697-1707
    به منظور بررسی تاثیر بستر کشت بر عملکرد، بهره وری آب و برخی ویژگی های رشد گیاه توت فرنگی، آزمایشی در گلخانه به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور بستر کشت و سطوح آبیاری انجام شد. تیمارهای آبیاری در سه سطح شامل آبیاری کامل (FI)، کم آبیاری به میزان 80 (DI80) و 60 درصد نیاز آبی (DI60) و چهار بستر کشت شامل خاک (Soil)، کوکوپیت:پرلیت با نسبت های حجمی 70:30 (C30 P70)، 60:40 (C40 P60) و 50:50 درصد (C50 P50) بود. نتایج نشان داد بیشترین مقادیر عملکرد میوه و بهره وری آب در بین تیمارهای بستر کشت به ترتیب به مقدار 99/8 کیلوگرم بر متر مربع و 53/41 کیلوگرم بر مترمکعب به بستر C50 P50 اختصاص یافت و در بین تیمارهای آبیاری به ترتیب 53/9 کیلوگرم بر متر مربع و 88/35 کیلوگرم بر مترمکعب به تیمار FI تعلق داشت. بیشترین مقادیر عملکرد و بهره وری آب در شرایط اثرات متقابل عوامل مورد بررسی به ترتیب به مقدار 41/11 کیلوگرم بر متر مربع در ترکیب بستر C50 P50 با آبیاری کامل و 78/44 کیلوگرم بر مترمکعب در ترکیب بستر C50 P50 با سطح 80 درصد نیاز آبی حاصل شد. براساس نتایج حاصل این پژوهش در صورت اعمال کم آبیاری، بستر C50 P50 با اعمال کم آبیاری 80 درصد نیاز آبی قابل پیشنهاد است.
    کلیدواژگان: توت فرنگی رقم سابرینا، شاخص های رشد، کشت بدون خاک، کم آبیاری
  • وحیده صفایی، یاور پور محمد، کامران داوری* صفحات 1708-1721
    جمعیت رو به رشد جهان به‏خصوص در کشورهای درحال توسعه از یک سو و نیاز به تامین غذا برای این جمعیت از سوی دیگر، برداشت بی‏رویه از منابع را به دنبال داشته است. پیرو اهداف سازمان ملل متحد در راستای نیل به توسعه پایدار، پژوهشگران رویکردهای میان رشته ای متنوعی را برای دستیابی به نوعی تعادل پویا در تولید و مصرف منابع ارایه داده اند. مهم ترین آن ها رویکرد هم بست آب، انرژی و غذا است. مدیریت هم بست آب، غذا و انرژی باهدف تامین امنیت، مستلزم رویکردهای یکپارچه برای تجزیه و تحلیل است تا قادر به برنامه ریزی صحیح و مقرون به صرفه باشد. کشور ایران با اقلیم خشک و نیمه خشک و منابع محدود آب، اکنون بیش از قبل نیازمند حفظ امنیت آب، غذا و انرژی است. با توجه به اهمیت این موضوع در این پژوهش به یکی از بحرانی ترین دشت های ایران یعنی محدوده مطالعاتی مشهد، پرداخته می شود. این محدوده مطالعاتی باوجود کلان شهر مشهد که دارای جمعیت (ثابت و متغیر) قابل توجه‏ای است، مورد توجه بسیاری از مدیران و سیاست گذاران در بخش آب و انرژی قرار دارد. در این پژوهش از نرم‏افزارهای WEAP برای مدیریت منابع آب و غذا و نرم‏افزار LEAP برای مدیریت بخش انرژی استفاده شد. به منظور ارزیابی رویکرد هم‏بست، دو سناریو مطرح گردید؛ سناریو اول وضعیت منابع و مصارف را بدون در نظر گرفتن رویکرد هم بست و سناریو دوم همان شرایط را با در نظر گرفتن رویکرد هم بست نشان می دهد. پس از بررسی و مقایسه نتایج حاصل از هر دو سناریو مشخص شد که با مدیریت بهم پیوسته منابع آب و انرژی وضعیت حوزه آبریز مشهد بسیار بحرانی تر است از زمانی است که رویکرد هم بست در نظر گرفته نشده باشد.
    کلیدواژگان: امنیت آب، انرژی و غذا، مدیریت یکپارچه منابع آب
  • فیروز محمدی*، یوسف حسن زاده، کیومرث روشنگر صفحات 1722-1736

    سرریزها از جمله سازه های هیدرولیکی و بسیار حیاتی از جوانب مختلف همچون اقتصادی، زیست محیطی، ایمنی و امنیتی می باشند که علاوه بر عبوردهی و اندازه گیری جریان، سازه ای کنترل کننده در مواقع سیلابی هستند. هدف اصلی تحقیق، تخمین ضریب دبی به روش هوشمند ماشین بردار پشتیبان با کاربرد داده های آزمایشگاهی و همچنین تحلیل عملکرد هیدرولیکی سرریزها می باشد. در این مطالعه، متغیرهای هندسی سرریزها به ارتفاع های 10، 5/12 و 15 سانتی متر، طول قوس های متفاوت به مقادیر 82/40، 45 و 10/48 سانتی متر می باشد. برای تحلیل عملکرد از آنالیز ابعادی به روش پی باکینگهام استفاده گردید، سپس با روش هوشمند با در نظر گرفتن مدل های متفاوت به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف در تعیین ضریب دبی پرداخته شد. با افزایش طول قوس ها، راندمان دبی کاهش می یابد، با اینکه با افزایش یافتن طول قوس سرریزها طول تاج افزایش می یابد، راندمان آبگذری سرریز روند کاهشی می گیرد. نتایج حاصل نشان داد که روش هوشمند قادر به تخمین ضریب دبی سرریزهای کنگره ای U شکل می باشد. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که با حذف پارامتر Ht/P میزان خطای مدل برای سری داده های آموزش تا 14 درصد و برای سری داده های آزمون تا 20 درصد افزایش می یابد و این پارامتر موثرترین متغیر در تخمین ضریب دبی در سرریزهای کنگره ای U شکل است.

    کلیدواژگان: تحلیل حساسیت، سرریزهای کنگره ای، ضریب دبی، طول قوس، ماشین بردار پشتیبان
  • معصومه شادان، جواد بهمنش*، سینا بشارت، نسرین آزاد صفحات 1737-1749
    نیتروژن یکی از مهمترین عناصر غذایی در دستیابی به عملکرد مطلوب در محصولات زراعی می باشد. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر زیولیت کلینوپتیلولایت در جذب و نگهداری یون نیترات، شاخص های رشد و پارامترهای رشدی محصول خیار گلخانه ای شامل تعداد، وزن، طول و قطر خیار اجرا گردید. این تحقیق در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه و در قالب طرح کاملا تصادفی با تیمار زیولیت در چهار سطح صفر، 5، 10 و 15 گرم در هر کیلوگرم خاک لوم شنی در سه تکرار با آبیاری قطره ای انجام گرفت. نتایج تجزیه واریانس داده ها، تاثیر مثبت کارایی زیولیت را در کاهش آبشویی نیترات در سطح احتمال یک درصد نشان داد. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بین تیمار شاهد و تیمار 15 گرم زیولیت در هر کیلوگرم خاک، از نظر آماری تفاوت معناداری حاصل شد. نتایج نشان داد اثر کاربرد زیولیت بر تعداد میوه، سطح برگ، قطر بوته و عملکرد محصول در سطح احتمال یک درصد و بر وزن میوه، قطر میوه، طول میوه و ارتفاع بوته در سطح احتمال پنج درصد، معنی دار بود ولی تاثیر معنی داری بر تعداد برگ نداشته است. با افزایش مقدار زیولیت، میزان عملکرد محصول با افزایش 6/2 برابری همراه بوده است.
    کلیدواژگان: آبشویی، آلودگی آب های زیرزمینی، زئولیت، خیار گلخانه ای، کود نیتروژن
  • حمیدرضا سالمی*، سید ابوالقاسم حقایقی مقدم، هادی افشار، جمال احمدآلی، ابوالفضل ناصری صفحات 1750-1761
    در این تحقیق اثرات تنش رطوبتی بر عملکرد ریشه، شکر و قند چغندرقند مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش به مدت سه سال در کرج، مشهد، اصفهان و میاندوآب به اجرا در آمد. در این آزمایش پس از استقرار گیاه، در هر یک از مراحل چهارگانه رویشی اجازه داده شد تا رطوبت قابل دسترس خاک تا سطح 70 و 90 درصد کاهش یابد و سپس آبیاری انجام شد. در مجاورت 8 تیمار ذکر شده، تیمار شاهد (در طول دوره رشد بعد از تخلیه 45-50 درصد رطوبت قابل دسترس خاک، رطوبت خاک مجددا تا سطح ظرفیت زراعی افزایش داده شد) نیز گنجانده شد. نتایج نشان داد تیمار شاهد، تخلیه 70 درصد و 90 درصد رطوبت قابل دسترس خاک به ترتیب 13067، 12607 و 12060 مترمکعب آب دریافت کرده اند. تخلیه 70 درصد رطوبت قابل استفاده خاک در هیچ یک از مراحل رشد تاثیر معنیداری در کاهش وزن ریشه و افزایش و یا کاهش درصد قند نداشت. تخلیه 90 درصد رطوبت قابل استفاده خاک موجب کاهش معنیدار وزن ریشه شد. بیشترین کاهش وزن ریشه در اثر تخلیه 90 درصد رطوبت قابل استفاده خاک در مرحله سوم رشد گیاه مشاهده شد. تیمار تخلیه 90 درصد رطوبت قابل استفاده خاک در مرحله چهارم رشد موجب کاهش معنیدار درصد قند نسبت به تیمار شاهد شد که دلیل آن فراهم شدن شرایط رطوبتی مناسب و مصرف قند ذخیره شده برای بازسازی اندام هوایی می باشد. اعمال گزینه تخلیه 90 درصد رطوبت خاک در هریک از مراحل مختلف رشد اساسا به دلیل کاهش عملکرد ریشه، موجب کاهش عملکرد شکر و عملکرد شکر سفید میشود لذا کم آبیاری در اوایل فصل رشد می تواند موجب صرفه جویی در مصرف آب گردد.
    کلیدواژگان: آبیاری، تخلیه رطوبتی خاک، چغندرقند، مرحله رشد
  • رضا بهراملو*، نادر عباسی، قاسم اسدیان صفحات 1762-1771
    در این پژوهش با هدف دستیابی به پوشش بتنی سازگار و بادوام در مناطق سردسیر 9 مخلوط بتنی با 3 سطح عیار سیمان، 3 نسبت مختلف آب به سیمان و 3 مقدار افزودنی حباب هواساز، تهیه نموده و آزمایش های مختلف در آزمایشگاه بر روی بتن تازه و سخت شده انجام گردید تا مخلوط بتنی بادوام مشخص گردد. عیارهای سیمان شامل 325، 350 و 375 کیلوگرم در مترمکعب بتن، و نسبت های آب به سیمان 4/0، 45/0 و 5/0 و همچنین مقادیر هوازا شامل صفر درصد (شاهد بدون هوازا)، 01/0 و 03/0 درصد وزن سیمان تعیین گردید. بعد از تهیه مخلوط ها آزمایش روی بتن تازه شامل تعیین اسلامپ، درصد هوای کل، چگالی و روی بتن سخت شده آزمایشهایجذب آب، مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و چرخه های یخ زدن-آب شدن تا 300 چرخه انجام شد. بر اساس نتایج آزمایش هااز بین 9 طرح اختلاط 3 طرح در مقابل یخبندان بادوام و با شرایط مناطق سردسیر سازگار بودند. این مخلوط ها به ترتیب :1- مخلوطی با نسبت آب به سیمان 4/0، عیار سیمان 350 کیلوگرم بر مترمکعب و بدون هوازا ، 2- با نسبت آب به سیمان 45/0 و عیار سیمان 350 کیلوگرم بر مترمکعب با افزودنی هوازا به اندازه 03/0درصد وزن سیمان و 3- نسبت آب به سیمان 45/0 و عیار سیمان 325 کیلوگرم بر مترمکعب بدون هوازا می باشند. همچنین با استفاده از 1 تا 2 کیلوگرم در مترمکعب روان کننده می توان نسبت آب به سیمان را به 4/0رساند و بدون استفاده از هواساز پوشش بتنی بادوامی داشت.
    کلیدواژگان: اقلیم سرد، چرخه یخبندان-ذوب بتن، روان کننده، دوام، هوازا
  • فریبا علی نظری، بختیار کریمی* صفحات 1772-1788
    الگوی خیس شدگی خاک نقش مهمی در طراحی سامانه های آبیاری قطره ای دارد. الگوی خیس شدگی به عوامل مختلفی نظیر بافت خاک، ساختمان خاک، دبی قطره چکان، هدایت هیدرولیکی، حجم آب کاربردی و شیب زمین بستگی دارد. در این پژوهش، برای اندازه گیری جبهه پیشروی رطوبت در خاک دو مدل فیزیکی به شکل مکعب مستطیل ساخته شد. از مدل کوچکتر برای انجام آزمایش ها با دبی کمتر و از مدل بزرگتر برای آزمایش ها با دبی بیشتر استفاده شد. آزمایش ها برای چهار شیب مختلف (0، 10، 20 و 30 درصد)، سه نوع خاک با بافت های مختلف (سبک، متوسط، سنگین)، با سه دبی قطره چکان (2، 4 و 6 لیتر در ساعت) به انجام رسید. هدف از انجام این پژوهش شبیه سازی مساحت جبهه ی رطوبتی در سامانه آبیاری قطره ای در اراضی شیب دار بود. به منظور شبیه سازی مساحت جبهه ی رطوبتی از مدل شبکه ی عصبی مصنوعی استفاده شد. نتایج مقایسه بین مقادیر اندازه گیری و شبیه سازی شده نشان دادند که مدل شبکه ی عصبی مصنوعی در برآورد مساحت جبهه ی رطوبتی دارای عملکرد قابل قبولی می باشد. مقادیر ضریب تبین (R^2) در مرحله ی آموزش بین 994/0 تا 997/0، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) بین 84/18 تا 70/42 سانتی متر مربع و میانگین خطای مطلق (MAE) بین 28/12 تا 96/31 سانتی متر مربع قرار داشتند. این مقادیر در مرحله ی تست به ترتیب بین 993/0 تا 997/0، 87/26 تا 02/47 سانتی متر مربع و 14/20 تا 45/31 سانتی متر مربع بودند.
    کلیدواژگان: الگوی خیس شده، پیاز رطوبتی، جبهه رطوبتی، شبکه عصبی مصنوعی
  • مریم نوابیان*، مهرناز حیدریان، مجید وظیفه دوست صفحات 1789-1802

    با توجه به کمبود منابع آب، افزایش بهره وری آب در کشت گیاه استراتژیک و پرمصرف برنج اهمیت به سزایی دارد. تاریخ نشاء کاری و برنامه آبیاری از عوامل مهم در افزایش بهر ه وری آب مورد استفاده در کشت برنج محسوب می شوند. هدف از این پژوهش بررسی اثر تاریخ نشاء کاری بر برنامه ریزی آبیاری و عملکرد برنج و ارایه یک راهکار قابل قبول برای تعیین تاریخ نشاء کاری مناسب با توجه به شرایط آب و هوایی و خصوصیات مزرعه است. برای این منظور مدل SWAP در محدوده دشت آستانه-کوچصفهان با داده های سه مزرعه برنج رقم هاشمی واسنجی و در دو مزرعه دیگر اعتبارسنجی شد. شاخص های ضریب تبیین بیش تر از 98/0 و RMSE-N کم تر از 10 درصد نشان داد مدل از دقت قابل قبولی برای شبیه سازی برخوردار است. مدیریت مناسب آبیاری تناوبی در تاریخ های نشاء کاری 1، 5، 10، 15، 20 و 25 اردیبهشت ماه با استفاده از مدل به دست آمد. نتایج نشان داد تاریخ نشاء کاری اول اردیبهشت در سال مورد بررسی (1390) به دلیل بهره وری آب بر حسب آب آبیاری مناسب ترین تاریخ نشاء کاری بود. در این تاریخ نشاء کاری تخلیه مجاز رطوبتی 9 درصد و دوره تناوب آبیاری 7 روزه پشنهاد شد. همچنین در این دشت بیشترین و کم ترین درصد تخلیه مجاز رطوبتی در خاک رسی و رسی لومی شنی به ترتیب 15 و 2 درصد به دست آمد.

    کلیدواژگان: آبیاری تناوبی، تخلیه مجاز رطوبتی، تاریخ نشاء کاری، دوره تناوب
  • ندا ستار فیض آبادی، علی عباسپور، وجیهه درستکار*، روزبه موذن زاده، محمدهادی موحدنژاد صفحات 1803-1814
    نفوذ آب به خاک یکی از مهمترین فرآیندهای هیدرولوژیک است. هدف از این تحقیق، بررسی امکان تخمین پارامتر های مدل های فیلیپ و هورتون و سرعت نفوذ نهایی آب در خاک با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان (SVM) بود. به این منظور نفوذپذیری خاک در 100 نقطه فضای سبز شهرستان ابرکوه (استان یزد) به روش استوانه ی مضاعف تعیین گردید. در نزدیکی نقاط اندازه گیری نفوذ آب به خاک، در عمق 30-0 سانتی متری سطح خاک نمونه برداری و ویژگی های خاک از جمله چگالی ظاهری، فراوانی نسبی ذرات، ماده آلی، نسبت جذب سدیم، تخلخل، میانگین هندسی قطر ذرات و انحراف معیار هندسی اندازه گیری شد. شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) با 4 طراحی با 3، 5، 7 و 9 ورودی و ماشین بردار پشتیبان با 9 ورودی برای برآورد سرعت نهایی نفوذ و پارامترهای مدل های نفوذ به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که در برآورد پارامترهای مدل های فیلیپ و هورتون، شبکه های طراحی شده با 9 پارامتر ورودی بیش ترین ضریب تبیین، کم ترین خطا و بیش ترین کارایی را نسبت به سایر شبکه های طراحی شده داشتند. همچنین مقایسه قدرت شبیه سازی شبکه عصبی برای پارامترهای دو مدل هورتون و فیلیپ نشان داد که بیش ترین کارایی در شبیه-سازی پارامترهای نفوذ مربوط به پارامتر سرعت نهایی در مدل هورتون با ضریب تبیین 84/0 و معماری 1-5-9 بوده است. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که حساسیت بهترین مدل MLP و SVM در شبیه سازی سرعت نفوذ نهایی به دو پارامتر نسبت جذب سدیم و ماده آلی بیشتر از 7 فاکتور دیگر بوده است. همچنین مدل SVM با دقت بسیار زیاد توانایی تخمین و پیش بینی مقادیر نفوذپذیری نهایی خاک ها ر ا بر اساس پارامترهای زود یافت خاک دارد و کارایی این شبکه بیش تر از شبکه MLP در تخمین سرعت نفوذ نهایی آب به خاک بود.
    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، شبکه پرسپترون چندلایه، مدل فیلیپ، مدل هورتون
  • علی قدمی فیروزآبادی*، مهدی اکبری، مسعود فرزام نیا صفحات 1815-1827

    تعیین حجم آب مصرفی و بهره وری مصرف آب محصولات مختلف کشور می تواند کمک شایانی به تصمیم گیری مسیولین مرتبط با بخش آب و کشاورزی کشور بنماید. لذا، این پژوهش به منظور اندازه گیری مستقیم و مزرعه ای آب مصرفی و عملکرد محصول لوبیا در 25 مزرعه شهرستان های، ازنا، الیگودرز و سلسله استان لرستان انجام شد. حجم آب مصرفی مزارع لوبیا در سیستم های مختلف آبیاری با منابع آبی مختلف و بدون دخالت در برنامه آبیاری آنها در طول فصل زراعی اندازه گیری شد. میزان حجم آب مصرفی در مزارع انتخابی از 8669 تا 19312 متر مکعب در هکتار متغیر بود. میانگین حجم آب مصرفی و بهره وری مصرف آب در سیستم های آبیاری بارانی و سطحی به ترتیب 9735، 16161 متر مکعب در هکتار و 33/0 و 16/0 کیلوگرم بر متر مکعب تعیین شد. بنابراین می توان گفت که سیستم آبیاری بارانی نسبت به سیستم آبیاری سطحی با کاهش 8/39 درصدی در مصرف آب باعث افزایش 106 درصدی در بهره وری مصرف آب لوبیا شده است. میانگین راندمان کاربرد آب در دو سیستم آبیاری بارانی و سطحی به ترتیب 5/73 و 3/40 درصد تعیین شد. نتایج مقایسه میانگین حجم آب مصرفی، بهره وری مصرف آب و راندمان آبیاری با آزمون تی(t-test) حاکی از تفاوت معنی دار بین دو سیستم آبیاری بارانی و سطحی بود. مقایسه نیاز آبی با استفاده از آزمون تی نشان داد که میانگین نیاز آبی محاسباتی با میانگین سند ملی آب به ترتیب به میزان 6720 و 6994 متر مکعب در هکتار تفاوت معنی داری با هم دارند. بررسی ضرایب پیرسون نشان داد که بین حجم آب مصرفی با راندمان کاربرد آبیاری و بهره وری آب همبستگی منفی وجود دارد ولی بین راندمان آبیاری و عملکرد محصول با بهره وری آب همبستگی مثبت وجود داشت.

    کلیدواژگان: آب مصرفی، نیاز آبی، راندمان کاربرد
  • هادی شکیبازاهد، مجید پرچمی جلال*، محمدامین قادری صفحات 1828-1841
    در کشورهای در حال توسعه با ارزش پولی پایین، شرکت های مشاوره برای کسب سود بیشتر به دنبال شرکت کردن در پروژه های بین المللی می باشند. اما شرکت در مناقصات بین المللی نیازمند صرف منابع زیادی (زمان، هزینه و منابع انسانی) برای خرید اسناد مناقصه، ارزیابی شرایط پروژه و آماده کردن پیشنهاد مناقصه است. از این رو پیش بینی نتیجه مناقصات بین المللی می تواند باعث جلوگیری از مصرف منابع برای شرکت در مناقصات نامناسب شود. هدف از این پژوهش شناسایی معیارهای موثر در نتیجه مناقصات بین المللی برگزار شده برای انتخاب مشاوران صنعت آب و مقایسه الگوریتم های داده کاوی در پیش بینی نتیجه این مناقصات است. معیارهای شناسایی شده شامل نوع امور تخصصی، نحوه ارسال پیشنهاد مناقصه، چگونگی آشنایی با مناقصه، نوع مناقصه، تامین کننده مالی، داشتن همکار در کشور مبدا و نوع پروژه می باشند و الگوریتم های مقایسه شده به ترتیب دقت شامل ماشین بردار پشتیبانی، Chaid، ID3، درخت تصمیم، بیز ساده و نزدیک ترین همسایه هستند. از میان الگوریتم های مذکور، الگوریتم ماشین بردار پشتیبانی با دقت 89.31 درصد دارای بیشترین دقت می باشد. بنابراین پیشنهاد می شود که از این الگوریتم به عنوان پردازشگر در سیستم های پشتیبان تصمیم مناقصات استفاده شود تا موجب بهبود تصمیم به شرکت/عدم شرکت مشاوران در مناقصات بین المللی صنعت آب شود.
    کلیدواژگان: مناقصات صنعت آب، الگوریتم های دسته بندی، داده کاوی، مشاوران، تصمیم سازی
  • ستار جلیلیان*، امیر سلطانی محمدی، سعید برومند نسب صفحات 1842-1852
    استفاده از دمای پوشش سبز برای برنامه ریزی آبیاری گیاهان یکی از روش هایی است که مورد توجه محققین قرار گرفته است. برای این منظور شاخص های متعددی ارایه شده است که از بین آن ها می توان به شاخص تنش آبی گیاه به روش ایدسو اشاره کرد. به منظور برنامه-ریزی آبیاری ذرت تابستانه در شرایط اقلیمی اهواز با استفاده از دمای پوشش سبز، چهار نوع رژیم آبیاری شامل I0، I1، I2، I3 به ترتیب 120، 100، 80، 60 درصد نیاز آبی گیاه در قالب یک طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام گرفت. بر اساس نتایج، معادله خط مبنای بالا و پایین برای گیاه ذرت، برای تیمار I1 (100 درصد نیاز آبی) برای مرحله توسعه برابر 89/2 و (Tc-Ta)l.l =1.984-0.0946VPD، برای مرحله میانی برابر 4/3 و (Tc-Ta)l.l =3.217-0.1669VPD و برای مرحله نهایی رشد برابر 2/1 و (Tc-Ta)l.l =1.147-0.160VPD درجه سانتی گراد بدست آمد. شاخص تنش آبی کل دوره رشد برای تیمارهای 120، 100، 80 و 60 به ترتیب برابر 17/0، 22/0، 35/0 و 52/0 محاسبه شد. رابطه شاخص تنش آبی گیاه و میزان رطوبت خاک برای تیمارهای مختلف آبیاری از همبستگی بالایی برخوردار بود و معادله شاخص تنش آبی با رطوبت خاک برای تیمار I1 برای روز بعد و قبل از آبیاری به ترتیب برابر CWSI=1.8296-0.0586ɵv و CWSI=1.038-0.0281ɵv به دست آمد. نتایج تحقیق نشان داد که که با کاهش آب مصرفی، شاخص تنش آبی گیاه افزایش می یابد و با افزایش تنش آبی همبستگی بین شاخص CWSI و عمق آب موجود در خاک کاهش یافته به طوری که بیشترین R2 (97/0) در تیمار I0 و کمترین R2 (88/0) در تیمار I2 و I3 بود. به طوری که نتایج این تحقیق تایید می کند شاخص تنش آبی گیاه ابزار مناسبی جهت برنامه-ریزی آبیاری و مدیریت بهینه آن در مزرعه می باشد.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی آبیاری، شاخص تنش آبی، ذرت، دماسنج مادون قرمز، اهواز
  • لاله دیوبند هفشجانی*، عبدعلی ناصری صفحات 1853-1865
    تصفیه آب های آلوده با استفاده از بقایای کشاورزی یکی از راهکارهای مهم بهبود آلودگی محیط زیست است و علاوه بر آن، مدیریت موثر زباله های جامد آلی را به دنبال خواهد داشت. هدف از انجام این تحقیق حذف فسفات از زه آب های کشاورزی به روش جذب سطحی و بهینه سازی پارامتر های موثر بر جذب می باشد. پس از تهیه هیدروچار فعال شده باگاس نیشکر، خصوصیات مختلف آن به عنوان یک جاذب جدید با استفاده از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، فلویورسانس اشعه ایکس، آنالیز عنصری تعیین گردید. سپس بهینه سازی پارامتر های موثر بر جذب با بررسی اثر پارامتر های اسیدیته محلول، مقدار جاذب، دمای محلول، وجود یون های رقیب و زمان تماس بر فرایند جذب فسفات انجام گردید. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده با مدل های مختلف سینتیک (لاگرگرن، هو و همکاران و اورامی) و ایزوترم (فروندلیچ، لانگمویر و ردلیچ- پترسون) شبیه سازی شدند. نتایج نشان داد که اسیدیته بهینه جذب فسفات توسط جاذب مورد مطالعه برابر 6، مقدار بهینه جاذب برابر 1 گرم بر لیتر، زمان تماس بهینه برابر 180 دقیقه می باشد. افزایش دما موجب افزایش میزان حذف فسفات گردید و از میان آنیون های رقیب، سولفات بیشترین تاثیر و کربنات کمترین تاثیر را بر حذف فسفات داشتند. حداکثر میزان جذب فسفات در شرایط بهینه توسط هیدروچار فعال شده باگاس نیشکر (69/54 میلی گرم بر گرم) بود. از بین مدل های سینتیک و ایزوترم، مدل سینتیک هو و همکاران و ایزوترم لانگمویر قادر به شبیه سازی بهتری از داده های آزمایشگاهی بودند.
    کلیدواژگان: جذب، سینتیک، ایزوترم، ترمودینامیک
  • سید هادی ابطحی، محمدتقی احمدی، مهدی محمودیان، مرتضی شکری* صفحات 1866-1880

    امروزه کاربرد علوم و فناوری های پیشرفته، در مدیریت بهینه مخاطرات کیفی تحمیلی بر منابع زیست محیطی، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به سمیت پساب های کشاورزی، صنعتی و خانگی برای محیط زیست، بررسی مبسوط و جداگانه موضوع تصفیه زهاب های سمی و به طور کلی آب های آلوده، جهت تکمیل روند توسعه غیرمخرب، امری ضروری به نظر می رسد. در این راستا و به منظور بازیافت ترکیبات حاوی فلزات سنگین و آلوده کننده همچون مس، در زه اب های محتوی کودها و سموم مضر، تولید نانوالیاف (نانوذرات پلیمری) در قالب روش الکتروریسی (تحت چهار تیمار غلظت محلول الکتروریسی، ولتاژ اعمالی، فاصله جمع کننده با سوزن تزریق و آهنگ تزریق)، با استفاده از دستگاه الکتروریسی و ترکیب منتخب پلیمری پلی متیل متاکریلات و حلال دی متیل فرمامید با رویکرد استفاده از مواد اولیه ارزان قیمت، جهت تصفیه آلودگی های مخاطره آمیز انتخاب شدند. هم چنین فناوری تولید نانوذرات در قالب روش انفجار سیم (تحت چهار تیمار غلظت محلول نانوذرات، قطر سیم های کربن استفاده شده، جریان و نیروی آرک) مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت، با استخراج نتایج در هر فاز، به تحلیل و بررسی آن ها پرداخته شد و نتایج نشان داد که ترکیب تیمار پلیمر پلی متیل متاکریلات و حلال دی متیل فرمامید در شرایط غلظت در حلال برابرwt% 25، ولتاژ اعمال شده kV 30، فاصله بین نوک سوزن و صفحه جمع کننده cm 15 و آهنگ تغذیه ml/h 2 بهترین عملکرد را داشته است. بدین ترتیب، با تهیه نانوالیاف و نیز استفاده از مواد آزمایشگاهی نسبتا ارزان، در مقایسه با روش های پرهزینه تصفیه آب، نتایج قابل توجهی در روندارزیابی وتحلیل حذف فلز سمی مس (%50<) در کلیه نمونه های منتخب مشاهده گردید، که حکایت از تاثیرگذاری مثبت و بالای نانوذرات ونانوالیاف ها داشته است.

    کلیدواژگان: الکتروریسی، انفجار سیم، تصفیه آب، حفاظت محیط زیست، نانوذرات-نانوالیاف، یون مس
|
  • Hossein Dehghanisanij *, Samira Akhavan, Hadi Ramezani Etedali, Elahe Kanani, Mohammad Mehdi Nakhjavanimoghaddam Pages 1499-1513

    The aim of this study was to simulate the effect of micro irrigation systems under mulch conditions on evapotranspiration, soil surface evaporation and plant transpiration of forage maize using AquaCrop model. In this study, the AquaCrop model’s performance was tested using data for silage maize (Zea mays L.) under surface drip, subsurface drip and permeability clay pipe irrigation systems with mulch conditions in the semiarid environment of Karaj, Alborz during 2014. According to the NRMSE index, in the calibration and validation stage (7.74% and 10.7%), the accuracy of this model to simulating forage maize biomass was acceptable, and AquaCrop simulated well the biomass yield (B-yield) of silage maize. The model had moderate efficiency for simulating corn evapotranspiration.The performance of the model in maze evapotranspiration simulation was better in PCI-M1 treatment than other treatments. So that, it had the lowest value of nRMSE and the highest value of R2. There was no good correlation between the observed and simulated values in estimating soil surface evaporation and high nRMSE values in these treatments (2.96 and 3.23%) indicate the inefficiency of the AquaCrop model in estimating soil surface evaporation. The positive MBE index in both DI-M1 and SDI-M1 treatments indicates that the model overestimates the soil surface evaporation and does not estimate close to the observed values. Statistical evaluations between observational values and plant transpiration simulation showed a moderate correlation between observed and simulated values. The value of NRMSE index for canopy cover was calculated to be more than 30% in all treatments, which indicates the poor performance of the model. In these treatments, the maximum amount of canopy cover simulated using the AquaCrop model is more than the observed values.

    Keywords: AquaCrop, Canopy cover, Drip Irrigation, Partitioning evapotranspiration, Permeability clay pipe irrigation
  • Morteza Rajabi, Navid Jalalkamali *, Mehdi Naghizade Pages 1514-1526

    Kerman province is currently suffering problems in water resources management and its freshwater storages are restricting continuously. A large number of wells are now salinized and lost their suitable quality in this province. Thus, a particular management is needed to use brackish water resources so as to achieve an acceptable level of agricultural production. In this study, the effect of irrigation by sodium and brackish water on soil and pistachio trees in Kerman county was investigated using I1 to I6 treatments. Six brackish water treatments in complete randomized blocks in three repetition were studied. Irrigated water was distributed uniformly in all treatments. The results showed that the use of gypsum in the treatments I3 and I6 leaded on better removal of harmful sodium ions than in the treatments I1, I2, I4 and I5 where soil was solely leached by irrigation water. Adding gypsum reduced the average of electrical conductivity, SAR and ESP of the soil by 39.35%, 47.4% and 41.3% respectively in comparison to before test conditions. Besides, using gypsum was resulted in improvement of yield performance by 11.9% and 15.6% for treatments I3 and I6 respectively and improvement of quality indicators such as increment of 1000 kernel weight, reduction in both blank pistachios percentage and non-split shells.

    Keywords: Gypsum, irrigation water quality, Irrigation with brackish water, Leaching, gypsum
  • Seyedmoeineddin Rezvani *, Ghasem Zarei, Hamid Reza Salemi Pages 1527-1537

    Because of the water crisis in the country, the use of greenhouse cultivation for optimal use of water resources is expanding. The main purpose of this research project was to determine the appropriate amount of irrigation water for growing cucumber (Negin cultivar) greenhouse. For this purpose, an experiment was performed in a randomized complete block design with three replications. Irrigation treatment included treatment of 100% of water requirement based on reaching the suction of tensiometer to 40 bars. The other two water treatments were 20% less and more than the 100% of water requirement. The results showed that the effect of irrigation treatments on yield, number of fruits per plant, number of deformed fruits, the average weight of a cucumber, and water use efficiency were not significantly different, although yield, the number of fruits per plant and the average weight of a cucumber increased. The volume of irrigation water increased, and the number of deformed fruits and water use efficiency decreased. The combined analysis showed that yield, water use efficiency, and the number of fruits per plant in summer cultivation were significantly higher than winter cultivation. So that the highest yield and water use efficiency were obtained in the treatment of 120 and 80% in the summer of 21.14 kg / m2 and 0.49 kg / m3, respectively. The average weight of fruit was higher in winter cultivation. Although the number of deformed fruits in both crops was not statistically different, the percentage of deformed fruits to the total number of fruits in winter and summer cultivation was 33.2% and 17.6%, respectively. The volume of water used in the treatment of 80, 100, and 120% of water requirement in winter cultivation was 0.271, 0.335, and 0.408, respectively, and in summer cultivation was 0.360, 0.439, and 0.524 m3 / m2. Based on the results of experiments in winter and summer cultivation, the effect of irrigation level on greenhouse cucumber yield was not significant. Therefore, instead of full irrigation, 80% of the water requirement can be used.

    Keywords: Cucumber, Greenhouse, irrigation, WUE
  • Bahareh Shahedi, Banejad Hossein *, Morteza Goldani, Mostafa Gholizadeh Pages 1538-1549

    Magnetic water increases net plant production by increasing seed stimulation for germination and increasing plant growth rate and strength. This study aimed to investigate the effect of magnetic water on water productivity, germination and yield of (Spinacia oleracea) under deficit irrigation in both laboratory and greenhouse as a factorial experiment in a completely randomized design at Ferdowsi University of Mashhad. In the first experiment, the treatments included three levels of magnetic water (normal water as a control treatment, magnetic water with an intensity of 0.3 Tesla, magnetic water with an intensity of 0.6 Tesla) and 7 moisture potentials (potential 0, -0.1, -0.3, -1, -3, -6 and -9 bar) and in the second experiment, four levels of deficit irrigation were included: 100% irrigation, 80% irrigation, 60% irrigation and 40% irrigation. The results show that the use of drought treatment reduced plant germination traits including seed vigor index, germination and speed percentage, wet and dry weight of stems and roots, length of stems and roots. The use of magnetic water increased the yield of spinach and reduced the negative effects of deficit irrigation. Overall, the results showed a 25 and 31% increase in shoot fresh and dry weight, 41% increase in leaf area, 36% and 20% increase in fresh and dry root weight, 24% increase in root volume, 11% increase in relative leaf water content, decrease Proline was a 33% increase in water productivity index. The use of low irrigation also improved the fresh and dry weight traits of shoots and water productivity index.

    Keywords: Deficit irrigation, Magnetic field, polyethylene glycol, Spinach, Water productivity
  • Sajad Shahabi *, Fariba Azarpira, Ali Barzkar Pages 1550-1561

    Since a considerable part of the available water is wasted due to evapotranspiration, a precise estimation of it in short-term and long-term periods is of great importance. In this paper, the capability of the M5 model tree and random forest (RF), as the artificial intelligence approaches, and in combination with the wavelet preprocessing, investigated to estimate the potential daily and weekly evapotranspiration in the synoptic station of Babolsar. Given the time series structure of the input data, the two functions of Coiflet mother wavelet and Daubechies 6 wavelet in the decomposition levels of 3 to 8 were chosen. The four indices of correlation coefficient (R), index of agreement (Ia), Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient (NSE) and root mean square error (RMSE) used to evaluate the presented models. The obtained results indicated that although all individual models have desirable efficiency in modeling the evapotranspiration, the use of wavelet preprocessing enhances the performance of individual models in all cases while allows the simpler input scenarios to provide more desirable results. For instance, in the third input scenario (wind speed, maximum temperature, relative humidity, and dew point), the use of Daubechies 6 wavelet in the decomposition level of 5 increased the correlation coefficient of the daily model from 0.908 to 0.928 while reduced the RMSE from 0.833 mm/day to 0.722 mm/day. Similarly, the use of Coiflet-4 mother wavelet in the decomposition level of 5 raised the correlation coefficient of the weekly model from 0.948 to 0.961 while lowered the RMSE from 4.55 mm/week to 4 mm/week. Therefore, in the present study, the efficiency of both individual and hybrid approaches in estimating the evapotranspiration of daily and weekly periods is satisfactory. However, if the hybrid approaches employed, even the use of simpler and more accessible meteorological parameters will provide satisfactory results.

    Keywords: evapotranspiration, M5 model tree, Random forest, Wavelet
  • Ehsan Movahednejad, Alireza Shokoohi, Hadi Ramezani Etedali * Pages 1562-1570
    Introduction

    While agricultural water footprint consist more than 90 percent of Iran’s fresh water resources, about one third of it is used for animal and chicken husbandary. In the last two decades, the global trade in liquor has expanded significantly and, with it, has expanded the issue of food security from a range of countries to an international arena. The cheaper and cheaper production of commodities in areas prone to green water and the production of more expensive products for the export of blue and green water are among the characteristics that the hybrid trade has. Meat and dairy products consume more water than vegetable products because of the amount of nutrition, drinking, and water services needed by animals. Lack of attention to the amount of water consumed in water products such as meat and dairy products has increased the production of such water products over time, as world animal production has doubled from 1980 to 2004. Many Studies have studied agricultural crops water footprint in international, national and regional levels. Despite the high water footprint in the livestock and poultry sector, there are fewer studies. In the poultry sector these studies are much smaller than in livestock and their scale is limited to national and international scales and less attention has been paid to the regional and provincial sectors. The aim of this study was to investigate the water footprint and water footprint in poultry sector in three provinces of Tehran, Alborz and Qazvin.

    Materials and Methods 

    In this study using the Mekonnen and Hokkstra method, the virtual water footprint in poultry products, in Tehran, Alborz and Qazvin provinces, was estimated. In order to calculate the virtual water footprint of poultry products, it is necessary to calculate the virtual water footprint of the live animal in the first stage of the study, and then distribute this water to the products obtained. Each living animal has three components of virtual water footprints: the amount of water needed for growth and consumption of food, service and cleaning, drinking and preparing animal feed. In this study, 98 questionnaires completed by experts were used to obtain the necessary information, such as nutrition and water volume of livestock consumed in three provinces. Considering the fact that the data obtained from the questionnaire from different individuals are not normal and also outliers are found, instead of using mean and standard deviation, the mean and absolute value of deviation from the mean were used respectively.

    Results and Discussion 

    The values of virtual water footprint for producing Chicken was estimated as much as 5.8, 5.81 and 6.08 m3/kg, and it was estimated as much as 4.26, 4.66, 4.22 m3/kg for egg, in Tehran, Alborz and Qazvin provinces, respectively. It is noteworthy that the global average water footprint for chicken and egg productions are 4.3 and 3.34 m3/kg, respectively. Comparing these figures shows that the virtual water footprint in poultry production in Iran is higher than the global average. Given the low virtual water footprint for chicken and comparing with that of beef, it is recommended to focus on chicken products and for saving water and food security, simultaneously, the barriers to poultry should be eliminated. Considering the meaningful difference of water footprint between the two approaches of natural and industrial poultry husbandary, the last method is suggested.

    Conclusions

    By examining the components of poultry water footprint, it was concluded that the only reason the virtual water footprint in white meat production is higher than the world average is higher water consumption in Iranian agriculture and production of poultry feed materials. At the same time, the low water footprint in egg production can also be attributed to the industrialization of poultry in Iran. Considering the results of this study and the comparison with the amounts of virtual water in poultry products across the region and around the world, there are two issues to note: 1) If water conservation in agricultural crops is achieved and advanced irrigation systems are used, both the virtual water footprint in crops and in poultry production can be reduced. 2) Instead of producing poultry feed in the country which results in excessive consumption of water, if international considerations allow it to import poultry feed on a wider scale than is currently available.

    Keywords: water footprint, egg, Chiken
  • Ali Shahidi *, Fatemeh Forati, Abbas Khashei Pages 1571-1582
    Urban wastewater is the most common resource to compensate for water shortages in arid areas. Due to the severe shortage of water resources in Iran, the use and utilization of municipal wastewater and its treatment in agriculture and irrigation is an effective way to meet the water requirements of plants. Therefore, irrigation of forage plants with wastewater is affordable. The experimental design of split plots was implemented as a factorial in a randomized complete block design with three replications in Birjand city wastewater treatment plant. With four irrigation levels (WW, I-W, I.W, I) which include (100% well water, periodicity, 50% well water mixture + 50% wastewater, 100% wastewater), as the main factors, and also, the amount Irrigation water with three levels (I500, I75, I100%) water requirement was considered as sub-factors. The results showed that the treated wastewater with 75% water stress had a significant effect on increasing grain yield, biological yield, number of spikes per square meter and grain protein. Treated wastewater with 100% water requirement compared to other irrigation treatments, has the highest grain yield with an average of 5.4446 tons per hectare. The combined effect of well water and water stress of 50% has significantly reduced the measuring traits of triticale plant, but well water has increased the thousand grain weight.
    Keywords: adaptation to water deficit, Agriculture, Irrigation management, Treated Wastewater, Triticale
  • Akram Seifi * Pages 1583-1601
    Today, appropriate selection of irrigation systems in farms is necessary for increasing water use efficiency. The selection of irrigation systems in different regions is complex problem and involves different factors and levels of decision making. In the present study, by hybridizing multi-attribute decision-making (MADM) approaches of Entropy, grey relational, and TOPSIS; an integrated method of EGC-TOPSIS were applied for appropriate selection of sprinkler irrigation systems based on performance evaluation indicators of irrigation systems. Then, the results of hybrid EGC-TOPSIS method were compared with E-TOPSIS method. Also, the hybrid principal component analysis-multiple linear regression (MLR-PCA) model was used for identify the estimation equations of ultimate decision index and distance closeness index for hybrid EGC-TOPSIS and E-TOPSIS methods, respectively. For this aim, 20 sprinkler irrigation systems including movable sprinkler solid-set and wheel-move irrigation systems were evaluated in Dehgolan plain as case study. The evaluation was done by single sprinkler approach and using indicators of Christensen uniformity coefficient, distribution uniformity, water application efficiency in the lower quarter, potential efficiency of lower quarter, deep percolation losses, and wind drift and evaporation losses. The entropy results show that the distribution uniformity with weight of 0.194 is the most effective factor for ranking of studied irrigation systems. The mean ultimate decision index and mean ranks of wheel-move irrigation systems were calculated equal to 0.52 and 9.1, respectively, that show the superiority of this system than movable sprinkler solid-set system in the studied region. This result was approved by cluster analysis method. The ranking results of both hybrid EGC-TOPSIS and E-TOPSIS models were significantly correlated with R2=0.79. Also, the MLR-PCA model with three main components was appropriately able to estimate ultimate decision index by R2=0.95. Based on the results, the hybrid EGC-TOPSIS method with strong mathematical background can produce useful, comprehensive, and practical results that can be utilized for evaluating and ranking of irrigation systems in similar regions.
    Keywords: Potentiality, Principal component analysis, Feasibility analysis, Novel irrigation system, Performance Indicators
  • Elham Rostam Zadeh *, Mohmmad Mehdi Ahmadi, Majid Rahimpour Pages 1602-1612

    Accumulation of Debris in streams behind structures and bridge piers leads to the decrease of flow capacity, disruption of the discharge-scale relationship of control points and a negative impact on the performance and function of water structures. The use of rack structures is a common method of controlling debris. In this research, increasing the efficiency of the rack structure by redesigning this structure and also the amount of backwater behind this structure has been investigated. In these experiments, four types of rack geometry, three group of wood debris were investigated in the conditions of supercritical, critical and subcritical flow. Based on the results, the type of debris and flow conditions were ineffective in the efficiency of the rack and the best performance of the rack was the W-shaped rack with95% efficiency.However,the geometry of the rack and the flow conditions have affected the backwater in upstream, the v-shaped rack has created the lowest backwater with 0.14 %. except the geometry of the structure, the froude number of flow has affected the backwater.

    Keywords: debris flow, Water Structures, Floods, River Engineering
  • Mohammad Saghafi Zanjani *, Saeed Abbasi Pages 1613-1627

    Erosion of riverbank edges is one of the major concerns of the hydraulic engineers. Using spur dikes is one of the methods which help to control and reduce the erosion. In the present study, the location of the spur dikes in the riverbank was optimized numerically using the FLOW-3D numerical model. Comparison of the numerical and experimental results showed a good agreement between them. In addition, the level of riverbank protection was also studied in the present study considering six different spur dike locations. The results showed that by changing the location of the spur dike toward downstream, the spur dike in the location with a dimensionless ratio of d/L=1.834 (the spur dike located 66 cm away from the base beginning) protected a greater riverbank area against erosion. The spur dike in the mentioned location decreased the riverbank erosion in the cross-section and in the longitudinal section by 21.65% and 17.12%, respectively.

    Keywords: Spur Dike, Bank protection, Spur Dike Location, Flow-3D
  • Fatemeh Karandish * Pages 1628-1638
    Iran, is amongst the arid and semi-arid regions of the world, suffering from blue water scarcity. Hence, sustainable development in Iran requires modifying blue water consumption pattern, and on the other hand, all water resources consumption planning requires a proper knowledge about the water scarcity status in different regions of the country. In this study, for the first time, water scarcity status is assessed based on the blue water scarcity index (BWS) under different temporal resolutions, including annual and monthly scales, and different spatial resolutions, including national, climate-regions, and provincial scales. In this regard, total blue water consumption was first estimated on a daily basis for different provinces over the period 2005-2015, and then was divided by blue water availability to estimate BWS. A BWS indicate, low, moderate, and severe water scarcity, respectively. Every place or any time scale with BWS> is called a hotspot. Based on the annual assessment for the entire country 46% of total blue water consumption in the agricultural sector is unsustainable, and is consumed at the cost of violating environmental flow requirements; under such conditions, the BWS is 1.9 and the entire country is under moderate water scarcity. However, based on the annual assessments at finer spatial resolutions, the humid climatic region and 7 provinces do not experience blue water scarcity. Besides, there are non-hotspots for all considered spatial scales under monthly assessments. Based on the findings of this study, changing the resolution of the BWS assessments will change the number of hotspots in the range of 1 to 37, and will change the status of these hotspots as well. Hence, properly diagnosing the actual hotspots, in which environmental flow requirements are not satisfied due to unsustainable blue water consumption, requires assessments at the possible finest spatial and temporal scales.
    Keywords: Iran, unsustainable blue water footprint, classifying water scarcity status, blue water availability, environmental flow requirements
  • Nader Koohi Chellehkaran *, Hossein Dehghanisanij, Hormozd Naghavi, Elahe Kanani Pages 1639-1649
    Correct cultivar choice of corn and provide an efficient irrigation method to save water and increase production per unit area and the optimal use of water resources is very important. This study was carried out to investigating changes in yield and water productivity in different maize hybrids (KSC 704 and KSC 410) under irrigation management using strip drip and furrow Irrigation methods during two years of 2015-2016 in Jopar research station in Kerman province. The experiment was arranged in a split-plot design over randomized complete block design. The results showed that maize hybrids had significant effect on yield and its components at 1% level. The highest grain yield was observed in KSC 704 (13385 kg/ha) compared to KSC 410. The strip drip irrigation method had the highest grain yield (13376 kg/ha) compared to furrow irrigation method. The effect of interaction between irrigation method and maize hybrids showed that the strip drip irrigation method with maize hybrids, KSC 704 recorded higher yield (14128.5 kg/ha.), and an 11% increase in yield compared to maize KSC 410. Also, the lowest amount of irrigation water was 6765 m3/ha and was observed in KSC 410 under strip drip irrigation method. Strip drip irrigation method reduced water irrigation by 33.5% and 36.25% in KSC 704 and KSC 410 treatments, respectively. Also, the water productivity in the strip drip irrigation and farrow irrigation method was equal 1.84 and 0.98 kg/m3 under water storage condition. To increase water productivity and reduce irrigation water, farmers can benefit from drip irrigation due to the profitability of this irrigation method.
    Keywords: Applied water, Distribution Uniformity, Economic Analysis, Reduction of irrigation water
  • Mohamamadbagher Rahnama *, Neda Sohrabipour, Gholamabbas Barani Pages 1650-1663
    Numerical simulation of groundwater table variations can be an effective tool for water resources management. In this study, water table variations of Shahdad aquifer located in Kerman provience, were simulated using Groundwater Modeling System (GMS) software and MODFLOW model.Changes in the aquifer water level indicate a decrease in the aquifer in the northern, eastern, southern, and some central parts of the aquifer. The developed model was calibrated using the monthly water level measurements for the period of 2012-2013 and then validated using the monthly statistics for the water year 2015-2016. Aquifer properties including hydraulic conductivity, storage coefficient, and recharge rate were estimated by inverse modeling with PEST Code. The coefficient of determination for the validation stage was calculated as 0.95, demonstrating the good consistency of observed and predicted data and the ability of the model to predict future aquifer water table variations. A sensitivity analysis showed that the model is more sensitive to the well discharge than to surface recharge or hydraulic conductivity. Monthly reduction of discharge from wells by 30 percent can stop this phenamena.
    Keywords: aquifer, Shahdad plain, simulation, GMS software
  • Somayeh Emami *, Javad Parsa, Hojjat Emami Pages 1664-1676
    The use of labyrinth weirs is one of the most effective and economical ways to increase weir efficiency by enhancing weir crown length, so that at a specified width and hydraulic height compared to other weirs, more discharge passes. In this study, the hybrid method of the Whale optimization algorithm and the fuzzy neural- inference system to estimate the optimal discharge coefficient of labyrinth weirs with the curved plan is introduced. In the proposed method, the efficiency and convergence of the Whale algorithm have been measured. The experimental data were used to validate the proposed method. The performance of the proposed method was evaluated with four statistics, including the correlation coefficient (R2), the root means square error (RMSE), the mean absolute error (MAE) and the efficiency criterion (NSE). The results indicate a good match between the observed and estimated values. The results of the WOA-ANFIS method with (H /P) and (θ), showed that the discharge coefficient of labyrinth weirs with the curved plan (Cd=0.786) in compared to labyrinth weirs with a triangular plan (Cd=0.682), it increases by 10%. Also, statistical analyzes performed on the obtained results showed that the WOA-ANFIS method with high values of RMSE = 0.021, R2 = 0.981, MAE = 0.010 and NSE = 0.976 has high efficiency in estimating the discharge coefficient of this type of weirs.
    Keywords: Labyrinth weir, Curve plan, Discharge coefficient, Whale algorithm, Neural-fuzzy inference system
  • حسین Rabbaniha, Abdolmajid Liaghat *, Masoud Soltani Pages 1677-1685

    The phenomenon of mixing saline and fresh water in aquifers near the sea coasts and the margin of salt marshland, limits the application of high-quality groundwater resources. On the other hand, by increasing concentration of saline water in aquifer due to evaporation from the soil surface and also decreasing pressure head in freshwater aquifers as a result of groundwater over exploitation, lead the mixing front advances toward the freshwater aquifer. In this study, by making a physical model, mixing area and salt distribution in both saturated and non-saturated zone of porous media has been studied. Four different hydraulic scenarios have been performed, including equal water table of fresh and saline water, higher freshwater level and two higher saline levels (10 and 15 centimetres). The concentration of saline water and freshwater were 20 and 0.98 dS/m, respectively. The physical model size was 4×1×1 meter. The results showed that the water table shape is an important factor for distribution and scattering of salinity in both saturated and non-saturated areas. By decreasing the water level in the freshwater reservoir by 10 and 15 centimetres, the boundary between the fresh and saline zone below the water table progressed 55 and 96 cm respectively, and by increasing the water level in the freshwater reservoir by 5 cm, the same zone has had a recession to 28 cm.

    Keywords: Hydraulic Gradient, Mixing front, Physical Model, Porous media, Shallow aquifer
  • Fatemeh Askaribozayeh *, Asghar Tahmasebi, Razia Noor Mohammadi, Seyed Al-Nooruddin Razavizadeh Pages 1686-1696
    Water shortage and its socio-economic and environmental consequences are among the most important challenges of sustainable development especially in arid and semiarid areas. Various technologies have been introduced to cope with water shortages and increase irrigation efficiency. However, much of the water consumed in the agricultural sector is wasted on the traditional irrigation methods. This study aims to investigate the role of factors affecting farmers' desire to use greenhouse farming, drip irrigation and sprinkler irrigation in Javadabad district of Varamin county in the year 2016. For this purpose, the required data were collected using the questionnaire of 173 rural households in 7 villages of the region by stratified random sampling. Farmers' interest in each of the new irrigation methods was measured using the Wilcoxon test, and the factors affecting them were analyzed using Stepwise linear regression. The findings indicated that, the farmers ' tendency to sprinkler irrigation in this region is statistically insignificant. Furthermore, about 55% of the variance of their attitude to adaptation of greenhouse farming can be explained by governmental financial support and facilities, the amount of agricultural water shortage, the quality of irrigation water and soil of agricultural lands and expecting economic benefits from irrigation technology. Also, 63 % of the variation of the farmers ' willingness to use drip irrigation is predictable by the variables of the education, the degree of recognition of the cost of drip irrigation, membership in the cooperative, the area under cultivation and the rate of irrigation water shortages.
    Keywords: the farmers interest, the new irrigation technologies, Varamin
  • Shamsi Rezaei, Hamid Zare Abyaneh *, Hassan Sarikhani, Mehdi Jovzi Pages 1697-1707
    In order to investigate the effect of cultivation medium on yield, water productivity and some growth characteristics of strawberry plant, an experiment was carried out in the greenhouse as a factorial based on a completely randomized design with two factors of cultivation medium and irrigation levels. Irrigation treatments at three levels included full irrigation (FI), deficit irrigation at 80 (DI80) and 60% of water requirement (DI60) and four cultivation media including soil (Soil), cocopeat : perlite with volume ratios of 30:70 (C30 P70), 40:60 (C40 P60) and 50:50% (C50 P50). The results showed that the highest values of fruit yield and water productivity among cultivation medium treatments were allocated to C50 P50 treatment with 8.99 kg / m2 and 41.53 kg / m3, respectively, and among irrigation treatments were belonged to FI treatment with 9.53 kg / m2 and 35.88 kg / m3 respectively. The highest values of yield and water productivity in the interaction of the studied factors were 11.41 kg / m2 in C50 P50 composition with full irrigation treatments and 44.78 kg / m3 in C50 P50 composition with 80% water requirement treatments. Based on the results of this study, in case of deficit irrigation application, C50 P50 medium with deficit application of 80% water requirement can be suggested.
    Keywords: Deficit irrigation, growth characteristics, Sabrina strawberry, Soilless cultivation
  • Vahide Safaee, Yavar Pourmohamad, Kamran Davari * Pages 1708-1721
    The growing population of the world, particularly in the developing world, on the one hand, and the need to provide food for this over expanding population on the other, has had nothing but an overwhelming harvest of resources. To chase the United Nations' sustainable development goals, researchers have developed a variety of interdisciplinary approaches to achieve some kind of dynamic balance in the production and consumption of resources. The most important of those goals are Water, Energy, and Food (WEF) Nexus. WEF nexus management with the aim of water and energy security requires integrated approaches to analysis to be able to plan appropriately and cost-effectively. Iran, with its arid and semi-arid climate and limited water resources, nowadays needs more water, food and energy security than ever before. Considering the importance of the issue, one of the most critical plains of Iran, the Mashhad study area, is discussed. This study area attracts the attention of many executives and policymakers due to metropolitan Mashhad city with a significant population (fixed and variable). In this study, the WEAP software was used for water and food resources management and LEAP software for energy sector management. Two scenarios were considered to assess the WEF Nexus approach. The first scenario defined the interaction of resources and consumption without considering the WEF Nexus approach and the second scenario with the WEF Nexus approach. After reviewing and comparing both scenarios results, it is concluded that the condition of the study area is much more critical by considering the WEF Nexus approach than the Non-WEF nexus approach.
    Keywords: Water-Energy- food security, Integrated Water Resources Management, Nexus, WEAP, LEAP
  • Firouz Mohammadi *, Yousef Hassanzadeh, Kiyoumars Roushangar Pages 1722-1736

    weirs are one of the hydraulic and very vital structures from various economic, environmental, safety and security aspects. In addition to passing and flow measurement, they are the controlling structures in the floods. The main purpose of the present research was to predict the discharge coefficient to method of intelligent support vector machine using experimental data as well as analysis of the hydraulic performance of weirs. The geometric variables of the weirs were used 10, 12.5, and 15 cm in height, the length of different archs were 40.82, 45, and 48.10 cm. To analysis the performance, the dimensional analysis was used by the 𝜋 Bakingham method, then by intelligent method, considering different models, the effect of different parameters in determining the discharge coefficient were investigated. As the length of the weirs arch increases, the discharge efficiency decreases, and as the length of the weirs arch increases, the crest length increases. The results of sensitivity analysis also showed that by removing the Ht/P parameter, the model error rate increases up to 14% for training data series and up to 20% for test data series, and this parameter is the most effective variable in estimating discharge coefficient in in U-shaped labyrinth weirs.

    Keywords: Arch length, Discharge coefficient, labyrinth weirs, Sensitivity analysis, Support vector machine
  • Masoumeh Shadan, Javad Behmanesh *, Sina Besharat, Nasrin Azad Pages 1737-1749
    Nitrogen is one the most important nutrients in achieving optimal yield of crops. The objective of this study was to investigate the effect of clinoptilolite zeolite on nitrate ion adsorbstion and growth indices and cucumber parameters including, number, weight, length and diameter of the cucumber. This research was conducted at greenhouse of the Faculty of Agriculture of Urmia University and in completely randomized design experiment with four levels including 0, 5, 10 and 15 gr zeolite per kg of sandy loam soil in three replications with drip irrigation system.The results show that zeolite has positive effect of on reducing nitrate leaching at p < 0.01 level.Comparing the averages, it showed that there was a statistically significant difference between the control treatment and 15 g zeolite per kg of soil. Also, results showed that the application of zeolite on crop yield (Multiplied by fruit number in fruit weight), number of fruits, leaf area and plant diameter was significant at p < 0.01 level and also on fruit weight, fruit diameter, fruit length and plant height at p < 0.05 probability but had significant effect on leaf number. Increasing amount of zeolite cause to increase yield by 2.6 time greater than control treatment.
    Keywords: Leaching, Ground water Contamination, Zeolite, Greenhouse cucumbers, nitrogen fertilizer
  • Hamidreza Salemi *, Seyed Abolghasem Haghayeghi Moghaddam, Hadi Afshar, Jamal Ahmadaali, Abolfazl Nasseri Pages 1750-1761
    In this study the effects of soil moisture depletion in four different growth stages on some physiological factors such as LAI, R.Y. S.C and WSY were studied. The field experiments were carried out in in Karaj, Mashhad, Esfahan and Miandoab. Two soil moisture depletion (S.M.D) treatments (70 and 90% of available soil moisture content) were imposed at four growth stages. In addition, a control treatment was added to the factorial combination of two S.M.D. and four plant growth stage. Results showed that received water were not significant difference among the treatments. The control, 70 and 90% S.M.D received about 13067, 12607 and 12060 m3/h, respectively. Therefore, difference between treatments basically is because of the times which soil moisture were depleted and to some extend the amount of received water. 70 % S.M.D. at none of four growth stages had no effect on root yield. However, root yield significantly reduces when 90 % of soil moisture was depleted in 2nd and 3rd growth stages. Sugar content reduced when 90 % of soil moisture was depleted at the last plant growth stage. However, 70 % S.M.D. at any of four growth stages had no effect on sugar content. The justification of this kind of observation may be consumption of reserved sugar to produce new leaves. Results showed 90 %S.M.D at rapid growth stage and latest growth stage, caused impurity (especially Na) and molasses to be increased. So, in water stress condition, plant tent to accumulate Na and to some less K. 70% S.M.D. at none of four growth stages had no effect on the juice purity. Results showed that 90 % of S.M.D. at any plant growth stage (especially at 2nd and 3rd growth stages) dramatically reduced sugar yield and white sugar yield. It could be told that 100-120 days after seed planting is the most sensitive growth period (the third growth stage) of sugar beet to water stress. My recommendation is to preserve water it could be irrigation water in early growth stage.
    Keywords: growth stage, irrigation, Soil moisture depletion, Sugar beet
  • Reza Bahramloo *, Nader Abbasi, Ghasem Asadian Pages 1762-1771
    Concrete mix-design specifications for concrete lining of irrigation canals in different regions are often considered the same by designers. However, the destructive factors of durability and instability of this structure are not same in different environmental conditions and so separate designs must be presented in different conditions. In this study 9 types of concrete mixes including: 3 grades of cement level, 3 ratios of (W/C) ratios and 3values of AEA were prepared. To determine specifications of durable concrete for irrigation canals in cold regions, various laboratory experiments on fresh and hardened concrete was performed. Cement grades of 325, 350 and 375 kg/m3 of concrete and w/c ratios of 0.4, 0.45 and 0.5, as well as AEA values of 0% (without AEA), 0.01 and 0.03% of cement weight was used. After preparing the concrete mixtures, different experiments on fresh concrete, including determination of slump, total air percentage, density and hardened concrete, including water absorption tests, compressive strength, modulus of elasticity and freezing-thawing cycles were performed up to 300 cycles. Based on the results, among the 9 concrete mixes samples, 3 mixes were durable in frost condition and were compatible with cold regions. These mixtures are as follows: 1- A mixture with a W/C ratio of 0.4, a cement grade of 350 kg/m3 and without AEA, 2- with a W/C ratio of 0.45 and a grade of 350 kg/m3 with 0.03% by weight of cement AEA, and 3- the W/C is 0.45 and the grade of cement is 325 kg/m3 without AEA. It was also found that using 1 to 2 kg/m3 of Concrete super plasticizer, the W/C ratio can be reduced to 0.4 and the concrete lining can be durable without using of AEA.
    Keywords: AEA, Cold region, Durability, Freez-Thaw cycle, Plastyzer
  • Fariba Alinazari, Bakhtiar Karimi * Pages 1772-1788
    Soil wetted pattern plays an important role in the design of drip irrigation systems. Wetting pattern depends on various factors such as soil texture, soil structure, emitter discharge, hydraulic conductivity, applied water volume and land slope. In this research, two physical rectangular cubic models were constructed to measure the soil moisture advance front. The smaller model was used for experiments with lower discharge and the larger model was used for experiments with higher discharge. These experiments were carried out for four different slopes (0, 10, 20 and 30%), three soil types with different textures (light, medium, heavy) and three emitter discharges (2, 4, and 6 lit/hour). The purpose of this study was to simulate the wetting area in a drip irrigation system on slope land. The artificial neural network (ANN) model was used to simulate the wetted area. The results of the comparison between the measured and simulated values showed that the ANN model has an acceptable performance in estimating the moisture front area. Coefficient of determination (R 2) in training phase ranged from 0.994 to 0.997, root mean square error (RMSE) ranged between 18.84 to 42.70 cm2 and mean absolute error (MAE) ranged between 12.28 to 31.96 cm2. These values for the test phase were 0.993 to 0.997, 26.87 to 47.02 cm2 and 20.14 to 31.45 cm2, respectively.
    Keywords: Artifial Neural Network, Moistyre Bulb, Wetted Front, Wetted Pattern
  • Maryam Navabian *, Mehrnaz Heydarian, Majid Vazifeh Dost Pages 1789-1802

    Due to the lack of water resources, increasing of the water productivity index in a strategic and high water consuming cultivation like as rice is getting more important. Planting date and irrigation program are important factors in increasing the productivity of rice. This study investigates the effect of transplanting date on irrigation programe and rice yield and provides an acceptable strategy for determining the appropriate planting date with respect to climatic conditions and field characteristics. Therefore, SWAP model was calibrated in the Astaneh-Koushfahan plain with data of three paddy fields (Hashemi variety) and validated with data of two other paddy fields. The R2 index greater than 0.98 and RMSE-N less than 10% indicated that the model had acceptable accuracy for rice growth simulation. After validation, the optimummanagement of intermittent irrigation was obtained in planting dates 1, 5, 10, 15, 20 and 25 May. The results showed that in 2011 1 May was the suitable planting date due to higher irrigation water productivity. At this date, 9% allowable moisture depletion and 7 days irrigation intervals were proposed. Also, in this plain, the maximum and minimum moisture allowable depletion was 15 and 2%, respectively in clay and sandy loamy clay soil texture.

    Keywords: Intermittent irrigation, Moisture allowable depletion, Transplanting date, irrigation interval
  • Neda Satar Feizabadi, Ali Abbaspour, Vajiheh Dorostkar *, Roozbeh Moazenzadeh, Mohamad Hadi Movahednejad Pages 1803-1814
    Water infiltration into the soil is one of important hydrological parameters. This study was conducted for Phillip and Horton parameters and final water infiltration rate prediction using artificial neural network and support vector machine (SVM). The soil water infiltration was measured in 100 points of Abarkouh city landscape (Yazd province) with double ring method. The samples from 0-30 cm of soil surface were analyzed for bulk density, texture, organic matter, sodium adsorption ratio, porosity, geometric mean particle diameter and geometric standard deviation of soil particle. The multilayer perceptron neural network (MLP) with 4 different scenarios with 3, 5, 7 and 9 inputs and SVM with 9 inputs were analyzed for infiltration parameters and final water infiltration rate prediction. The results showed that the network with 9 inputs had the greatest R2 and the lowest error in Phillip and Horton parameters prediction. The study of prediction ability of ANN for Horton and Phillip parameters showed that the greatest capability was related to final infiltration rate to net design as 9-5-1 with R2 equal to 0.84. The sensitivity analysis showed that the designed nets had greater sensitivity to soil sodium adsorption ratio and the organic matter than other 7 parameters. The SVM model had good ability to water infiltration rate prediction based on basic soil properties. SVM model had better ability in soil water infiltration rate prediction compared to ANN model.
    Keywords: Sensitivity analysis, multilayer perceptron neural network, Phillip Model, Horton Model
  • Ali Ghadami Firouzabadi *, Mehdi Akbari, Masoud Farzamnia Pages 1815-1827

    Determination the water consumption and water productivity of different products can be a great help to the decision-making of water and agriculture officials. Therefore, the present study was conducted to measure water consumption and the yield of bean at 25 fields managed by farmers in Azna, Aligudarz and Selseleh counties in Lorestan province. Thus, the volume of water consumed for bean were measured in the selected fields with different irrigation methods and various water sources without interfering with their irrigation scheduling during the growing season. The amount of water consumption under different irrigation systems varied from 8669 to 19312 m3.ha-1. The average of water consumption and water productivity in sprinkler and surface irrigation systems were 9735, 16161 m3.ha-1 and 0.33 and 0.16 kg .m-3, respectively. Therefore, it can be said that sprinkler irrigation compare to surface irrigation system increased the water productivity and reduced water consumption about 106 and 39.8 percent, respectively. The average of irrigation efficiency in both sprinkler and surface irrigation systems determined about 67.5% and 35.7%, respectively. The results of comparing the average volume of water consumption, water productivity and irrigation efficiency with t-test showed a significant difference between sprinkler and surface irrigation systems. Comparison of average water requirement by using t-test showed that The average computational water requirement differs significantly from the national average water document by 6720 and 6994 m3.ha-1, respectively. Investigation of correlation coefficients showed indirect changes in water consumption with irrigation efficiency and water productivity. However, the relationship between irrigation efficiency and crop yield has been consistent and positive with water productivity

    Keywords: Consumed water, Water requirements, Application efficiency
  • Hadi Shakiba Zahed, Majid Parchami Jalal *, Mohammad Amin Ghaaderi Pages 1828-1841
    In developing countries where the value of money is low, consultant firms are keen to participate in international tenders. Participating in international tenders requires a lot of resources (time, cost, etc.) to evaluate the project condition and prepare a suitable proposal. Predicting the outcome of these tenders is important because it can prevent the use of resources to participate in inappropriate tenders. The aim of this paper is to identify factors that affect the outcome of water industry international tenders holding for selection of consultants and compare the classification algorithms in predicting the outcome of this tenders. effective factors include Lead department, Documents delivery method, Tender Identify Method, Type of Tender, Financer, Lead Department Partner, Final Status and Project Type and Compared algorithms include Decision Tree, ID3, Chaid, K-Nearest Neighbor (KNN), Naïve Bayes and Support Vector Machine (SVM). The most accurate algorithms are 1-SVM, 2-Chaid, 3-ID3, 4-Decision Tree, 5-Naïve Bayes and 6-KNN. so It is suggested to use the SVM algorithm as the processor in decision support systems to improve the bid/no-bid decision for consultant firms seeking to participate in the water industry international tenders.
    Keywords: Water Industry Tenders, Classification Algorithms, Data mining, Decision Making
  • Sattar Jalilian *, Amir Soltani Mohammadi, Saeed Boroomand-Nasab Pages 1842-1852
    The use of green cover temperature for plant irrigation planning is one of the methods that has been considered by researchers. For this purpose, several indicators have been presented, among which we can mention the water stress index of the plant by Idso method. In order to plan summer corn irrigation in climatic conditions of Ahvaz using green cover temperature, in 2018 research in the research farm of Shahid Chamran University of Ahvaz Faculty of Water Engineering under four types of irrigation regime including I0, I1, I2 and I3 respectively 120 , 100, 80 and 60% of the plant's water requirement was done in a completely randomized design in three replications. Based on the results, the equation of the upper and lower base line for the corn plant, treatment I1 (100% water requirement) for the development stage is 2.89 and (Tc-Ta) ll = 1.984-0.0946VPD, for the middle stage is 3.4 and (Tc-Ta) ll = 3.217-0.1669VPD and for the final stage of growth was equal to 1.2 and (Tc-Ta) ll = 1.147-0.160VPD was obtained in degrees Celsius. The results also showed that the total water stress index for the growth period for the 120, 100, 80 and 60 treatments was 0.17, 0.22, 0.35 and 0.52, respectively. The relationship between plant water stress index and soil moisture level for different irrigation treatments was highly correlated and the equation of soil stress index with soil moisture for I1 treatment for the next day and before irrigation was equal to CWSI = 1.8296-0.0586ɵv and CWSI = 1.038 0.0281ɵv was obtained. The results showed that with decreasing water consumption, the plant's water stress index increased and with increasing water stress, the correlation between CWSI index and soil water depth decreased so that the highest R2 (0.97) in I0 treatment and the lowest R2 (0.88) was in I2 and I3 treatments. As the results of this study confirm, the plant's water stress index is a good tool for irrigation planning and optimal management in the field.
    Keywords: Irrigation planning, Water stress index, Corn, infrared thermometer, Ahvaz
  • Laleh Divband Hafshejani *, Abdali Naseri Pages 1853-1865
    Treatment of Polluted wastewater is one of the most important ways to improve environmental pollution and in addition, it will lead to the effective management of organic solid waste. The aim of this study is to remove phosphate from agricultural wastewater by adsorption method and optimizing the parameters that affect adsorption. After preparing the activated sugarcane bagasse hydrocar, its various characteristics as a new adsorbent were determined using SEM, FTIR, XRF, and CHNSO. Then, the optimization of the adsorption parameters was done by examining the effect of changing the parameters of pH, adsorbent dosage, temperature, competing ions, and contact time on the phosphate adsorption process. Laboratory data were simulated with different kinetic models (Lagergren, Ho et al and Avrami) and isotherms (Langmuir, Freundlich, and Redlich- Peterson). The results showed that the optimal pH for the absorption of phosphate was 6, the optimal adsorbent value was 1 g/L, and the best contact time was 180 min. The increasing temperature increased the amount of removed phosphate and among the competing anions, sulphate had the greatest effect, and carbonate had the least effect on phosphate removal. The maximum adsorption capacity of phosphate under optimal conditions by activated sugarcane bagasse hydrocar was (54.69 mg/g). Among the kinetic and isotherm models, Ho et al and Langmuir model simulated laboratory data very well.
    Keywords: Adsorption, Kinetic, Isotherms, Thermodynamic
  • Sayyed Hadi Abtahi, Mohammadtaghi Ahmadi, Mahdi Mahmoudian, Morteza Shokri * Pages 1866-1880

    Todays, the application of science and advanced technologies, the management of quality risks imposed on environmental resources, has particular importance. Considering the toxicity of wastewater agricultural, industrial, and domestic effluents on the environment, a thorough and separate study of the toxic wastewater treatment and contaminated water, in general, seems necessary to complete the non-destructive development process. In this regard, to recover compounds containing heavy metals and pollutants such as copper, in wastewater containing harmful fertilizers and pesticides, the production of nanofibers (polymer nanoparticles) in the form of electrospray (under four treatments of solute concentration, applied voltage, Injection Needle and Injection rate), using electrospinning machine and selected polymeric Polyacrylamide Methacrylate and Dimethylmethyl Formamide solvent with using the low-cost raw materials approach for the selected hazardous pollutants. The nanoparticle production technology was used in the form of wire blasting (under four concentrations of nanoparticle solution concentration, the diameter of carbon wires used, flow and arc force), also. Finally, by extracting the results in each phase, their analysis was carried out and the results showed that the combination of the polymer treatment with dimethylformamide solvent at 25 wt%, applied voltage kV. 30, the distance between the tip of the needle and the plate 15 cm and the feeding rate of 2 ml / h worked best. Thus, with the preparation of nanofibers and the use of relatively inexpensive laboratory materials, compared to the costly methods of water treatment, significant results were observed in the process of removal of toxic copper > 50% in all selected samples indicated a positive and high effect of the nanoparticles-nanofibers.

    Keywords: Copper Ion, Environmental protection, Electrospinning, Nanoparticles-nanofibers, Water Treatment, Wire explosion