فهرست مطالب

مجله آبیاری و زهکشی ایران
سال پانزدهم شماره 2 (خرداد و تیر 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/16
  • تعداد عناوین: 19
|
  • محمد کریمی*، مسعود قدسی صفحات 245-257
    به منظور تعیین اثر سطوح مختلف آبیاری بر میزان عملکرد، حجم آب مصرفی و بهره وری مصرف آب و خصوصیات زراعی محصولات در سیستم تناوب زراعی پنبه-گندم تحت نظام کشاورزی حفاظتی، آزمایشی با استفاده از طرح کرت های دوبار خرد شده بر پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی گناباد در سال 1394 انجام شد. این پژوهش با سه فاکتور: الف- روش خاک ورزی در سه سطح (بدون شخم، شخم متداول و شخم کاهش یافته) ب- مدیریت بقایا در سه سطح (بدون بقایا، حفظ 30 درصد بقایا و حفظ60 درصد بقایا) ج- مقادیر آب آبیاری در سه سطح (50، 75 و 100 درصد نیاز آب آبیاری) انجام شد. تیمار روش خاک ورزی در کرت اصلی، تیمار مدیریت بقایا در کرت فرعی و سطوح مختلف آب آبیاری در کرت های فرعی قرار گرفت. در این تحقیق از رقم رایج و مناسب منطقه، به نام خرداد استفاده شد و از روش آبیاری قطره ای به عنوان یک ابزار جهت توزیع یکنواخت و اندازه گیری دقیق آب استفاده شد. بیشترین عملکرد وش پنبه از برهمکنش تیمار خاک ورزی متداول با حفظ 60% بقایا و تامین 75 درصد نیاز آب آبیاری (3576 کیلوگرم در هکتار) به دست آمد. که با برهمکنش تیمار بی خاک ورزی × حفظ 60% بقایا × تامین 75 درصد نیاز آب آبیاری (2568 کیلوگرم در هکتار) اختلاف آماری معنی دار نداشت. بیشترین میزان بهره وری مصرف آب پنبه از تیمار خاک ورزی متداول با حفظ 60% بقایا و تامین 50 درصد نیاز آب آبیاری به میزان 58/0 کیلوگرم وش در مترمکعب حاصل شد. با توجه به کاهش غیر معنی دار عملکرد وش پنبه تحت تیمار 75% نیاز آب آبیاری در مقایسه با شاهد و افزایش بهره وری مصرف آب تحت تیمار 75% نیاز آب آبیاری نسبت به بهره وری مصرف آب در تیمار 100% نیاز آب آبیاری، در صورت نیاز به صرفه جویی در مصرف آب (با توجه به کمبود منابع آب کشور) اعمال تیمار 75% نیاز آب آبیاری برای گیاه پنبه در شرایط کشاورزی حفاظتی قابل توصیه می باشد.
    کلیدواژگان: کشاورزی حفاظتی، بهره وری مصرف آب، کم خاک ورزی، بی خاک ورزی، پنبه
  • رضا سعیدی* صفحات 258-269
    مدل سازی آبشویی در شرایط عدم یکنواختی آبشویی نمک ها در نیمرخ خاک، یکی از چالش های شوری زدایی به شمار می رود. شوری نهایی در نیمرخ خاک بین دو زهکش، در دو بعد عمق خاک و فاصله از زهکش دارای مقادیر متفاوتی می باشد. لذا تخمین مقادیر شوری در نیمرخ خاک، نیازمند مدل سازی دو بعدی آبشویی می باشد. در این پژوهش، داده های مورد نیاز مدل سازی با اجرای عملیات آبشویی نیمرخ خاک در مدل فیزیکی با ابعاد (ارتفاع×عرض×طول) 1×5/0×2 متر تهیه شد. در مدل مذکور، شرایط زهکشی خاک برای نصف فاصله ی بین دو زهکش ایجاد شد. هدف از پژوهش، مقایسه ی روابط یک بعدی (بعد عمق خاک) و دو بعدی (بعد عمق خاک و فاصله از زهکش) در مدل سازی آبشویی بود. مدل ها شامل توابع خطی، نمایی، لگاریتمی، درجه دوم و توانی بود که به عنوان مدل های رگرسیونی انتخاب شدند. نتایج نشان داد در مدل سازی یک بعدی، ضریبR^2 برای توابع خطی، نمایی، لگاریتمی، درجه دوم و توانی به ترتیب برابر با 392/0، 557/0، 404/0، 406/0 و 562/0 بود. اما در مدل سازی دو بعدی، به ترتیب برابر با 796/0، 94/0، 55/0، 614/0 و 587/0 شد. بنابراین افزایش ضریب R^2 در مدل سازی دو بعدی، نشان دهنده ی افزایش اعتبار در مدل سازی آبشویی بود. در ارزیابی مدل های دو بعدی، از نظر آماره های ME، RMSE، R^2، R_adj^2 و EF، به ترتیب مدل های نمایی و خطی به عنوان مدل بهینه انتخاب شد. دستاورد کلی این بود که برای مدل سازی آبشویی در نیمرخ خاک بین دو زهکش، استفاده از مدل دو بعدی معرفی شده در این پژوهش دارای کارایی بهتری نسبت به مدل یک بعدی بود.
    کلیدواژگان: تخمین شوری، زهکشی، شوری زدایی، مدل فیزیکی
  • مرتضی شکری*، رضا مهدی پور صفحات 270-280
    کانال های مرکب، مقطع عرضی بسیاری از رودخانه ها به ویژه در بازه های مجاور مناطق مسکونی و زراعی را تشکیل می دهند. بررسی رفتار هیدرولیکی کانال های مرکب، در طرح های کنترل سیلاب و ساماندهی رودخانه ها اهمیت فراوانی دارد. در این پژوهش، با مدل سازی کانال مرکب بتنی با نرم افزار انسیس فلوینت با کمک مدل آشفتگی k-εو روش مدل حجم سیال، تنش برشی و سرعت میانگین جریان در کانال مرکب با سیلاب دشت های واگرا به ازای زوایای بازشدگی متفاوت تعیین گردید. همچنین، شرایط مرزی برای جریان در کانال مورد بررسی به صورت مرز ورودی نرخ جرمی جریان، مرز خروجی به صورت خروجی فشار، مرزهای جامد به صورت دیوار بدون لغزش و بدون زبری و مرز بالایی کانال به صورت دیوار بدون لغزش و بدون زبری تعریف شده اند. مدل سازی صورت گرفته و مقایسه بین داده های آزمایشگاهی و نتایج پژوهش حاضر، نشان داد که بیش ترین سرعت در کانال با زاویه بازشدگی سه درجه رخ داده و با افزایش زاویه بازشدگی، سرعت جریان نیز کم تر شده است. علاوه بر آن، ماکزیمم تنش برشی ایجاد شده در کانال مرکب با زاویه بازشدگی کمتر اتفاق افتاده؛ به عبارت دیگر، هرچه زاویه بازشدگی سیلابدشت بیشتر شده مقدار تنش برشی سیال نیز سیر نزولی پیدا کرده است.
    کلیدواژگان: زاویه بازشدگی بستر، بستر سیلابی واگرا، تنش برشی، کانال روباز مرکب، مدل آشفتگی
  • شفیعه وزیرپور، فرهاد میرزایی شیرکوهی اصل*، حامد ابراهیمیان، امید رجا صفحات 281-294

    تصادفی بودن زهکشی اراضی دیم (به ‏دلیل وابستگی آن به بارندگی) سبب شده تا بتوان از مفاهیم متغیرهای تصادفی و سری‏های زمانی در مدل‏سازی و پیش‏بینی عملکرد آن‏ها استفاده شود. هدف از این مطالعه بررسی قابلیت مدل‏های سری زمانی در پیش‏ بینی شوری زهاب و خاک در اراضی دیم شبکه زهکشی زیرزمینی ران بهشهر بود. در ابتدا، مدل Drainmod-S با استفاده از داده ‏های اندازه ‏گیری شده واسنجی شد. سپس شوری خاک و زهاب توسط مدل واسنجی شده شبیه ‏سازی شد. خروجی‏های شبیه‏ سازی شده مدل برای ارزیابی و مقایسه نتایج مدل‏های مختلف سری زمانی از جمله AR، ARX، ARMA و ARMAX مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل ARMAX با متغیرهای برونزای ارزش روزانه، بارش روزهای قبل و متوسط متغیر مورد نظر در دو روز قبل در برآورد شوری خاک و شوری زهاب کارآمدتر است به‏ طوری ‏که درصد میانگین مطلق خطای مدل‏سازی برای شوری لایه سطحی خاک (50-0 سانتی‏متر) 4 درصد، برای شوری لایه زیرین خاک (100-50 سانتی‏متر) 0/4 درصد و برای شوری زهاب 5 درصد بود. مقایسه نتایج پیش ‏بینی مدل‏های برگزیده سری زمانی با نتایج شبیه‏ سازی مدل واسنجی شده Drainmod-S نشان داد کاربرد مدل‏های سری زمانی در پیش‏بینی عملکرد سامانه زهکشی مطلوب و ضریب تعیین برای شوری لایه سطحی و زیرین خاک و شوری زهاب به ترتیب 0/75، 0/63 و 0/57 و ریشه میانگین مربعات خطا نیز برای این متغیرها به ترتیب 2412/6، 331/8 و 1724/6 میلی‏ گرم بر لیتر بود. با توجه به شاخص های ارزیابی، مدل‏ های سری زمانی در پیش‏ بینی شوری خاک و شوری زهاب کارآمد بود.

    کلیدواژگان: سری زمانی، سامانه زهکشی، شوری خاک، شوری زهاب، Drainmod-S
  • طاهر رجایی، فریبرز معصومی*، فاطمه سادات احمدی سیاوشانی صفحات 295-306

    در این مطالعه بهینه سازی توزیع مکانی ایستگاه های نمونه برداری کیفیت آب سیستم رودخانه ای با استفاده از تیوری آنتروپی اطلاعات در حوضه آبریز لواسانات و تهران-کرج با 11 ایستگاه نمونه برداری و برای 12 متغیر کیفی و کمی آب در یک دوره آماری 21 ساله مدنظر بوده است. بدین ترتیب در ابتدا با استفاده از تیوری آنتروپی گسسته انتقال اطلاعات، برای هر متغیر مورد مطالعه، نمودار توزیع فاصله بین ایستگاه ها و مقدار انتقال اطلاعات ترسیم شده و سپس با استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاره تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و با توجه به مصارف آب برای کشاورزی و شرب، وزن همه ی متغیرها با استفاده از نرم افزار Expert Choice تعیین گردید. بدین ترتیب فاصله بهینه بین ایستگاه های پایش به مقدار 1/14 کیلومتر بدست آمد. همچنین مقدار فاصله بهینه از روش AHP فازی نیز محاسبه شد که برابر با 83/13 کیلومتر بود. در ادامه با استفاده از نتایج گام قبلی و نیز استفاده از شاخص های دیگر همچون آنتروپی شانون و واریانس، سناریوهای مختلف جهت حذف یا افزایش تعداد ایستگاه های نمونه برداری معرفی و اجرا گردید. نتایج نشان دهنده کارآیی رویکرد پیشنهادی در بهینه -کردن تعداد و پراکندگی ایستگاه های پایش کمی و کیفی آب در سیستم های رودخانه ای می باشد.

    کلیدواژگان: تئوری آنتروپی، کیفیت آب، سیستم پایش، آب سطحی، تصمیم گیری چند معیاره
  • حدیثه رحیمی خوب*، تیمور سهرابی، مجتبی دلشاد صفحات 307-315
    یکی از مهم ترین عوامل در برآورد نیاز آبی گیاهان گلخانه ای، تخمین دقیق تبخیر- تعرق گیاه مرجع است. پارامترهای متعددی بر میزان تبخیر- تعرق گیاه مرجع اثر می گذارند که شناخت مهم ترین آن ها، منجر به کاهش خطای شبیه سازی و افزایش دقت پیش بینی خواهد شد. به دلیل وجود اختلاف بین فرضیات و ساختار ریاضی روش های غیرمستقیم، رفتار تبخیر- تعرق گیاه مرجع در پاسخ به تغییر فاکتورهای هواشناسی متفاوت است. بنابراین، تحلیل حساسیت و هم چنین تعیین درجه تاثیرپذیری تبخیر- تعرق گیاه مرجع نسبت به تغییر پارامترهای هواشناسی در هر روش، ضروری است. در این پژوهش، حساسیت روش های پنمن- مانتیت، ایرماک، کپیس و والیانتزس به تغییر پارامترهای هواشناسی شامل حداکثر و حداقل دمای روزانه، حداکثر و حداقل رطوبت نسبی و تابش طول موج کوتاه در گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران تحلیل شد. ضرایب حساسیت با تغییر پارامترهای هواشناسی در بازه [20، 20-] درصد با فواصل 5 درصد محاسبه شدند. نتایج نشان داد، در تمامی روش ها متغیر تشعشع اثرگذارترین پارامتر در تعیین تبخیر- تعرق گیاه مرجع در شرایط گلخانه بود. به طوری که میزان ضریب حساسیت به دست آمده برای این متغیر در روش های پنمن- مانتیت، ایرماک، کپیس و والیانتزس به ترتیب برابر با 78/0، 71/0، 68/0 و 63/0 بود. در مقابل کم اهمیت ترین پارامتر هواشناسی در روش های پنمن- مانتیت، کپیس و والیانتزس متغیر رطوبت حداقل و در روش ایرماک دمای حداقل بود. هم چنین نتایج نشان داد، بین روش های مورد بررسی، روش پنمن- مانتیت حساس ترین روش نسبت به تغییر پارامترهای هواشناسی است. درنتیجه، در صورت کاربرد روش پنمن- مانتیت برای تخمین تبخیر- تعرق گیاه مرجع داخل گلخانه، دقت کافی و اطمینان از عملکرد صحیح وسایل اندازه گیری پارامترهای هواشناسی، ضروری است.
    کلیدواژگان: تبخیر- تعرق گیاه مرجع، گلخانه، تحلیل حساسیت، نیاز آبی گیاهان گلخانه ای
  • سید فرزاد موسوی، نرگس صالح نیا*، احمد سیفی، احمدرضا اصغرپور ماسوله صفحات 316-328
    افزایش جمعیت شهرها همراه با تمایل به رفاه و بهداشت بهتر باعث افزایش تقاضای آب شده است. از طرف دیگر، قرار گرفتن بسیاری از شهرها در کمربند خشک و نیمه خشک جهان و پایین بودن میزان بارش ها و منابع آبی تجدید پذیر، زمینه بروز یک بحران در تامین آب مورد نیاز را فراهم می آورد. شهر شیراز از جمله کلان شهرهایی است که با این مشکل مواجه است و در فصول گرم سال افت فشار و قطعی آب را تجربه می-کند. افزایش عرضه ی آب بدون در نظر گرفتن مدیریت تقاضا، بروز بحران را سخت تر خواهد کرد. از طرفی تعیین قیمت از مهمترین دغدغه های سیاستگذار در مدیریت تقاضا می باشد. با توجه به اهمیت این موضوع و همچنین نقش تعاملات اجتماعی بین مصرف کنندگان و شبکه اجتماع هم جوار بر رفتار مصرفی آب، مطالعه ی حاضر بر تهیه ی یک چهارچوب مبتنی بر عامل در بررسی تقاضای آب و تغییرات رفتار مصرفی (فرآیند انتشار) تمرکز می کند. مدل برای مصرف آب خانگی شهر شیراز در دوره زمانی 1397-1384 کالیبره و برای سال های 1410-1398 سناریوهای افزایش قیمت (برای همه یا فقط بخشی از مصرف کنندگان) و نیز اعطای انشعابات رایگان شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش های اندک قیمت آب نتایج ملموسی بر مصرف و بهبود رفتار همکارانه ندارد، همچنین دادن انشعاب رایگان به برخی از مصرف کنندگان باعث تشدید رفتار غیرهمکارانه در بین دیگر مصرف کنندگان و افزایش شدید مصرف خواهد شد.
    کلیدواژگان: مدل سازی مبتنی بر عامل، تقاضای آب، فرآیند انتشار، قیمت گذاری آب، انشعاب رایگان
  • غلامرضا سبزقبایی*، علی بهلول زاده، سولماز دشتی صفحات 329-341
    عدم توازن بین عرضه و تقاضای آب در کشور مدیریت منابع آب را، بخصوص در بخش کشاورزی ، با چالش روبرو ساخته است. در این ارتباط مبادلات بین المللی محصولات کشاورزی و جابجایی آب نهفته در آن ها که به آن آب مجازی گفته می شود، می تواند یکی از راه کارهای مدیریت آب باشد. در این پژوهش به بررسی ردپای اکولوژی آب و شاخص آب مجازی در تولید محصولات برنج و گندم در استان خوزستان پرداخته شده است. برای برآورد نیاز خالص آبی محصول (CWR) ، مقدار ضریب گیاهی (Kc) و عمق ریشه محصولات از نرم افزار استاندارد فایو (CROPWAT.8) استفاده شده است. برای دریافت اطلاعات از کشاورزان منطقه از روش مصاحبه و پرسشنامه استفاده شد. بدین منظور پس از تعیین نمونه آماری به وسیله فرمول کوکران نمونه برداری به تعداد 152نفر انجام گرفت. برای محاسبه ردپای اکولوژیک آب در منطقه از روش «بالا به پایین» استفاده شد. در این روش ردپای اکولوژیک آب هر منطقه شامل دو مولفه ردپای اکولوژیک آب داخلی (WFi) و ردپای اکولوژیک آب خارجی (WFe) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی و مقایسه دو گیاه گندم و برنج در دشت های مختلف استان خوزستان نشان دهنده پتانسیل بالای استان در تولید گندم مورد نیاز استان و صادرات مازاد آن به خارج از استان می باشد. همچنین تحلیل یافته ها نشان داد که کشت گیاه برنج در استان خوزستان بجز در نواحی بسیار محدودی در بخش های هفتگل و باغملک، به دلیل مصرف زیاد آب صرفه اقتصادی ندارد. لذا در برنامه ریزی های توسعه کشاورزی باید از کشت گیاه برنج جلوگیری نمود.
    کلیدواژگان: آب مجازی، ردپای اکولوژی، روش بالا و پایین، استان خوزستان
  • سیروس حریف، غلامرضا عزیزیان، محمد گیوه چی، محسن دهقانی درمیان* صفحات 342-356

    به منظور شناسایی آلودگی در سیستم های توزیع آب از سنسورهایی استفاده می شود که علاوه بر تشخیص آلودگی، اطلاعات مفیدی در جهت یافتن منبع آلاینده نیز ارایه می دهند. وجود این اطلاعات برای یافتن راهکار مناسب به منظور مدیریت کیفی شبکه توزیع سودمند است. هدف این پژوهش شناسایی مشخصات چهارگانه منبع آلاینده ورودی به سیستم به وسیله رویکردی شبیه ساز- بهینه ساز با ارایه جانمایی بهینه دو سنسور در شبکه EPANET Example 2 می باشد. مشخصات مدنظر این تحقیق شامل گره ورود آلاینده، مقدار غلظت، زمان و مدت ورود آلاینده به شبکه مذکور می باشد. نرم افزار EPANET به عنوان شبیه ساز و الگوریتم ژنتیک به عنوان بهینه ساز در جهت رسیدن به اهداف مذکور با یکدیگر ادغام شدند. بدین منظور ابتدا تعداد ده آلودگی مختلف به صورت تصادفی تولید شدند سپس در ادامه به یافتن بهترین مکان برای نصب سنسورها در شبکه مذکور با هدف شناسایی مشخصات منبع آلودگی پرداخته شد. چهارده محل مختلف با احتمال تشخیص 90 درصد مستعد قرارگیری سنسورها بودند لذا از بین مکان های مستعد، گره هایی که قادر به شناسایی آلودگی در کم ترین زمان ممکن بودند، انتخاب شدند. نتایج نشان داد که با نصب سنسورها در دو گره شماره 15 و 27 شبکه بنچ مارک، علاوه بر دست یابی به بیشترین احتمال تشخیص با مقدار 90 درصد، کمترین زمان شناسایی آلودگی در شبکه به اندازه 58 دقیقه نیز به ثبت رسید.

    کلیدواژگان: آلودگی شبکه آب، زمان تشخیص آلودگی، سنسور شناسایی آلاینده، مدل EPANET
  • زهره عبداللهی سلم آباد، محمدحسین نجفی مود، مهدی دستورانی*، عباس خاشعی سیوکی صفحات 357-368

    پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر جت آزاد مستطیلی و شیب معکوس بر مشخصات پرش هیدرولیکی انجام گرفته است. این پژوهش داخل یک فلوم به شکل یک کانال مستطیلی به طول 10 متر و عرض 30 سانتی متر انجام شد. جت آزاد با دبی های 2، 5/2 و 2/3 لیتر بر ثانیه با زاویه حداکثر اثر جابه جایی به ابتدای پرش و زاویه بدون تغییر ابتدای پرش به انتهای پرش هیدرولیکی وارد شد. نتایج این پژوهش نشان می دهدکه در زاویه مشخص از برخورد جت به پرش هیدرولیکی هیچ گونه جابه جایی در پرش ایجاد نمی شود که این زاویه را به عنوان زاویه بی اثر نامگذاری شد و با افزایش زاویه جت پرش به سمت بالا دست پرش به سمت بالا دست حرکت می کند واز یک زاویه به بعد پرش هیچ گونه حرکتی به سمت بالا دست نداردکه این زاویه به عنوان زاویه حداکثر جابجایی نامگذاری گردید تغییر در زاویه و دبی جت موجب کاهش یا افزایش عمق ثانویه، طول پرش، افت انرژی نسبی و نیروی برشی بستر می شود استفاده از جت با حداکثر زاویه (138درجه) و دبی 2/3 لیتر بر ثانیه کم ترین عدد فرود (64/6) جریان و شیب 2.256حداکثر مقدار شیب در آزمایشگاه انجام گرفت موجب کاهش تا حدود 2/56 درصدی نسبت عمق ثانویه نسبت به حالت بدون جت و بستر صاف گردید به کارگیری جت با زاویه حداقل (78درجه) و دبی 2/3 لیتربرثانیه و بیش ترین عدد فرود (62/9) جریان موجب افزایش 3/15 درصدی نسبت عمق ثانویه نسبت به حالت بدون جت و بستر صاف شد. حداکثر میزان کاهش طول پرش (7/66 درصد) زمانی رخ می دهد که از جت با زاویه حداکثر و دبی 2/3 لیتر بر ثانیه و در شرایط کم ترین عدد فرود (64/6) جریان و بیشترین شیب (256/2) استفاده گردید.

    کلیدواژگان: پارامترهای پرش هیدرولیکی، جت آزاد مستطیلی، شیب معکوس، طول پرش
  • مصطفی گودرزی*، ابوالفضل هدایتی پور، منا طهماسبی صفحات 369-378

    شرایط فیزیکی مطلوب برای جوانه ‏زنی مناسب و بهبود رشد و تولید بیشتر حایز اهمیت است. یکی از ویژگی‏های فیزیکی خاک که متاثر از نوع و روش خاک‏ورزی می‏باشد، سرعت نفوذ آب در خاک می‏باشد. به منظور بررسی تاثیر روش‏های کشاورزی حفاظتی در کشت لوبیا (لوبیا سفید رقم درسا) در تناوب با جو، بر حفظ رطوبت خاک و عملکرد لوبیا، آزمایشی در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی و در سه تکرار در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی در سال‏های زراعی 97-96، 98-97 و 99-98 انجام شد. تیمارهای آزمایش عبارت بودند از: 1- روش مرسوم (استفاده از گاوآهن برگردان‏دار - دیسک) به عنوان شاهد، 2- روش کم‏خاک‏ورزی با استفاده از گاوآهن چیزل-پکر و 3- روش‏بی‏خاک‏ورزی با دستگاه کشت مستقیم. درصد پوشش گیاهی بقایا در روش مرسوم، کم‏خاک‏ورزی و بی‏خاک‏ورزی به ترتیب 20، 50 و 90 درصد بود. به منظور ارزیابی میزان نگهداشت رطوبت خاک در تیمارهای مورد آزمایش، رطوبت وزنی خاک اندازه ‏گیری گردید. نتایج نشان داد بیشترین و کمترین عملکرد دانه مربوط به تیمار کم‏خاک‏ورزی و بی‏خاک‏ورزی به ترتیب با مقادیر 2869 و 2076 کیلوگرم در هر هکتار بود. علاوه‏براین، بیشترین حفظ رطوبت خاک نیز در تیمار‏های بی‏خاک‏ورزی و کم‏خاک‏ورزی مشاهده گردید. به نحوی که به طور متوسط مقدار رطوبت وزنی خاک در دو روش کم‏خاک‏ورزی و بی‏خاک‏ورزی در روز چهارم پس از آبیاری، به ترتیب 1 و 8/1 درصد بیشتر از روش مرسوم بود. نتایج نشان داد که استفاده از روش کم‏خاک‏ورزی نسبت به روش مرسوم در روش آبیاری قطره‏ای، بدون اینکه باعث کاهش عملکرد محصول گردد منجر به نگهداشت بیشتر رطوبت خاک شده و در نتیجه به بهبود بهره‏وری آب در تولید لوبیا کمک می‏نماید. به طور کلی بر اساس نتایج بدست آمده، با توجه به وضعیت خاک‏های منطقه و کمبود ماده آلی خاک استفاده از روش کم‏خاک‏ورزی گزینه‏ای مناسب برای حفظ منابع آب و خاک و افزایش بهره‏وری آب در تولید لوبیا است.

    کلیدواژگان: بدون خاک‏ورزی، ‏خاک‏ورزی، ظرفیت زراعی، لوبیا، رطوبت خاک
  • شکور طافی*، عبدالرحیم هوشمند، ناصر عالم زاده انصاری صفحات 379-387

    نانو در کشاورزی سبب بهبود عملکرد گیاهان در جذب مواد غذایی، سوخت و سایر موارد می شود. این تحقیق با هدف بررسی عملکرد و بهره وری مصرف آب تحت شرایط رژیم های کم آبیاری و نانوذره سیلیکا انجام شد. تحقیق حاضر، در سال 1398 در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا گردید. به منظور دست یابی به اهداف مذکور، مطالعه حاضر بر روی گیاه کاهو (رقم baby lettuce Vivian) در سه سطح آبیاری (75، 85 و 100 درصد نیاز آبی گیاه) و سه سطح کاربرد نانوذره شامل 0، 50 و 100 میلی گرم بر لیتر به صورت تغذیه ریشه ای در سه تکرار انجام گردید. این طرح در قالب کرت های خردشده نواری و با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی تحلیل شد. بر اساس نتایج، تنش کم آبی بر روی عملکرد کل، شاخص برداشت، شاخص سطح برگ و سطح برگ دارای اثر معنی دار در سطح احتمال یک درصد بود و تنها بر روی وزن ریشه معنی دار نبود. در این مطالعه اثر استفاده از نانوذره بر روی هیچ یک از شاخص های بررسی شده، معنی دار یافت نگردید. اثر توامان تنش کم آبی و استفاده از نانوذره بر روی عملکرد کل در سطح احتمال پنج درصد معنی دار بود اما بر روی وزن ریشه، شاخص سطح برگ، شاخص برداشت، طول ریشه و سطح برگ این اثر معنی دار یافت نگردید. بیش ترین میزان پارامتر عملکرد کل به ترتیب در تیمار I100F100برابر 88/87 گرم و کم ترین میزان در تیمار I85F50با 47 گرم به ثبت رسید. حداکثر سطح برگ و شاخص سطح برگ در تیمار I100F50، حداقل سطح برگ در تیمار I75F0 و حداقل شاخص سطح برگ در تیمار I75F100 مشاهده گردید. بالاترین و پایین ترین شاخص برداشت در این پژوهش، به ترتیب برابر 68/74 و 61/52 درصد بود. حداکثر و حداقل وزن ریشه در حالت آبیاری کامل رخ داد. وزن ریشه در تیمار I100F100 برابر 27 گرم و در تیمار I100F0 برابر 42/18 گرم بود.

    کلیدواژگان: سیلیکا، کم آبیاری، کاهو، عملکرد، نانوذره
  • فاطمه دادمند، زهرا ناجی عظیمی*، ناصر مطهری فریمانی، کامران داوری صفحات 388-401

    وضعیت آب کشور به دلیل خشک سالی های مکرر توام با برداشت بیش از حد منابع آبی، به سطح بحرانی رسیده است. لذا پرداختن به تخصیص بهینه منابع آبی در این شرایط، موضوعی مهم و حیاتی است. در مطالعه حاضر، به توسعه مدل تخصیص بهینه منابع آب در شرایط بحرانی و حل این مساله با تاکید بر پیاده سازی آن در شهرستان مشهد پرداخته شده است. نوآوری مدل پیشنهادی تحقیق حاضر در نظر گرفتن پایداری منابع آبی و توجه همزمان به کمیت و کیفیت منابع آبی است. در این پژوهش، با در نظر گرفتن مقدار تصادفی پارامتر آب در دسترس، مدل تخصیص تصادفی دو مرحله ای ارایه شده است و با روش دستیابی به آرمان حل گردیده و در نرم افزار متلب اجرا شده است. اهداف این مدل، شامل حداکثر سازی سود کاربران مختلف، حداقل سازی تخصیص آب شور از منبع زیرزمینی و حداقل سازی کمبود آب است. نتایج حاصل از تحقیق بیانگر آن است که حتی در سناریوی ترسالی، منابع آبی در دسترس نمی تواند تقاضای بخش های مختلف را تامین نماید. در صورت حفظ شاخص پایداری در سطح 75% ، مقدار کمبود آب در سناریوی خشکسالی معادل MCM 501.75 و در سناریوی سال نرمال معادل MCM 358.75 و در سناریوی ترسالی معادل MCM 78.75 است. تحلیل حساسیت مدل با داده های مختلف بیانگر آن است که چنانچه در سناریوی خشکسالی، مقدار آب در دسترس از دو منبع سطحی و تصفیه شده به ترتیب معادل 300 و 200 میلیون متر مکعب در نظر گرفته شود در این صورت الگوی تخصیص بهینه تغییر پیدا کرده است و مقدار کمبود آب که می تواند منجر به اضافه برداشت گردد معادل MCM103.75 است.

    کلیدواژگان: بحران آب، تخصیص منابع آبی، روش دستیابی به آرمان، پارامتر تصادفی
  • حسین بابازاده*، پدرام عباسی، بهمن یارقلی، حسین باخدا صفحات 402-413

    در مواجهه با افزایش حجم فاضلاب های شهری و این واقعیت که منابع آب کشور نه تنها محدود بلکه رو به کاهش است، افزایش بهره وری مصرف آب و استفاده مجدد از پساب شهری امری اجتناب ناپذیر است. این پژوهش به منظور بررسی کاربرد پساب شهری بر عملکرد، اجزاء عملکرد و بهره وری مصرف آب در گیاه ذرت علوفه ای با دو فاکتور : الف- استفاده از پساب در سه سطح (1- آب چاه (W)، 2- مخلوط یک به یک آب چاه و پساب (5050) و 3- پساب (WW)) ب- مدیریت کم آبیاری سنتی در چهار سطح (آبیاری معمولی (100 درصد نیاز آبیاری) و کم آبیاری در سطوح 40، 60 و 80 درصد نیاز آبی) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 12 تیمار و سه تکرار در مزرعه ی تصفیه خانه فاضلاب شهری مرودشت، در سال 1397 اجرا شد. از شاخص های آماری مانند حداکثر خطا، ضریب تعیین، میانگین ریشه دوم مربعات خطا، بهره وری مدل سازی و ضریب باقیمانده برای ارزیابی کمی توابع استفاده گردید. ضریب حساسیت گیاه (Ky) برای ماده خشک در سه مرحله رویشی، گل دهی و رسیدن دانه به ترتیب 38/0، 52/0 و 63/0 به دست آمد و مشخص گردید که حساس ترین مرحله رشد ذرت به کمبود آب در مرحله رسیدن دانه می باشد. آنالیز اثرات متقابل نشان داد که بیش ترین مقدار عملکرد ماده خشک در مراحل رویشی و گلدهی و عملکرد دانه در مرحله رشد دانه به ترتیب مقادیر 7260، 9857 و 3158 کیلوگرم در هکتار در تیمار WW-FI (آبیاری کامل با پساب) و کم ترین مقدار عملکرد با مقادیر 5052، 6069 و 1508 کیلوگرم در هکتار در تیمار W-DI60 (کم آبیاری 60 درصد با آب چاه) به دست آمد. نتایج نشان داد که استفاده از پساب در شرایط کم آبیاری سنتی برای گیاه ذرت علوفه ای مفید بوده و می توان آنرا پیشنهاد داد.

    کلیدواژگان: پساب شهری مرودشت، توابع تولید، ذرت علوفه ای، ضریب حساسیت گیاه، بهرهوری مصرف آب
  • صابر جمالی، حسین انصاری*، بهناز هادی، عباس صفری زاه ثانی صفحات 414-427

    کینوا (Chenopodium quinoa Wild) گیاهی است با ارزش غذایی مطلوب و پتانسیل تولید مناسب در شرایط نامساعد محیطی، که در برابر خشکی تحمل بالایی دارد. به منظور بررسی اثر کم آبیاری جویچه ای یک در میان در مراحل مختلف رشدی بر عملکرد و اجزای عملکرد کینوا، آزمایشی در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1397 با 3 تکرار اجرا گردید. تیمارهای مورد بررسی در این پژوهش 7 تیمار شامل آبیاری جویچه ای مرسوم (TFI)، آبیاری جویچه ای یک در میان ثابت (FAFI) و متناوب (VAFI)، آبیاری جویچه ای یک در میان ثابت تا زمان گلدهی و آبیاری جویچه ای مرسوم در دوره های دیگر (FTT)، آبیاری جویچه ای یک در میان متناوب تا زمان گلدهی و آبیاری جویچه ای مرسوم در دوره های دیگر (VTT)، آبیاری جویچه ای یک در میان ثابت تا زمان دانه بستن و آبیاری جویچه ای مرسوم در دوره های دیگر (FFT) و آبیاری جویچه ای یک در میان متناوب تا زمان دانه بستن و آبیاری جویچه ای مرسوم در دوره های دیگر (VVT) بودند. نتایج نشان داد که اثر تیمارهای آزمایشی بر صفات طول سنبله، قطر ساقه، ارتفاع بوته، وزن سنبله، عملکرد دانه، عملکرد در واحد سطح و بهره وری فیزیکی آب (در سطح یک درصد) و بر عرض سنبله (در سطح 5 درصد) معنی دار شد. همچنین بیشترین عملکرد در واحد سطح (17/2 تن در هکتار)، عملکرد دانه (1/18 گرم در بوته)، متوسط ارتفاع بوته (3/113 سانتی متر) و بهره وری فیزیکی آب (41/0 کیلوگرم در متر مکعب) در تیمار آبیاری جویچه ای مرسوم مشاهده شد استفاده از تیمارهای FAFI، FTT، FFT، VAFI، VTT و VVT سبب کاهش 4/35، 3/24، 0/32، 2/23، 8/13 و 7/17 درصد (عملکرد دانه) نسبت به تیمار TFI شد. اعمال تیمارهای آبیاری FAFI، FFT و FTT سبب کاهش بهره وری فیزیکی آب به میزان 5/19، 6/14 و 4/2 درصد و اعمال تیمارهای آبیاری VAFI، VTT و VVT نیز سبب افزایش 4/2، 6/14 و 4/24 درصدی بهره وری فیزیکی آب نسبت به تیمار TFI شد. بهترین تیمار برای آبیاری کینوا در شرایط مزرعه ای، آبیاری جویچه ای یک در میان متناوب تا زمان گلدهی و آبیاری جویچه ای مرسوم در دوره های دیگر (VTT) می باشد.

    کلیدواژگان: بهره وری فیزیکی آب، تابع تولید، خشکی ناحیه ریشه، رقم Titicaca، عملکرد دانه
  • مریم حافظ پرست* صفحات 428-443
    تعیین تغییرات سطح آب زیرزمینی در کشور ایران که در نواحی خشک و نیمه خشک قرار دارد از اهمیت ویژه ایی برخوردار است. در این راستا استان کرمانشاه با داشتن 950 هزار هکتار زمین کشاورزی و باغ یکی از قطب های کشاورزی کشور است و افت سطح آب در آبخوان های استان به خصوص در قسمت شرقی استان شدید تر است. در این پژوهش با بررسی سطح آب چاه های مشاهداتی آبخوان میانراهان در حوضه جامیشان و نیز پهنه بندی مکانی این تغییرات با استفاده از روش کریجینگ در نرم افزار Arc GIS وضع موجود منطقه بررسی شده است. در ادامه به منظور ارزیابی داده های ماهواره GRACE با مراکز پردازش JPL,GFS,CSR,CRI از کدنویسی در محیط محاسبات ابری گوگل ارث اینجین استفاده شده است. تغییرات ماهانه و سالانه آب معادل مایع (LWE) محاسبه گردید. مقایسه نتایج داده های مراکز پردازش داده مختلف نشان می دهد مرکز پردازش داده JPL با ضریب 66/0 R= بیشترین همبستگی را با داده های مشاهداتی دارد. مقدار رطوبت خاک، آب معادل برف و پوشش گیاهی از مدلGLDAS استخراج شده و با کسر از مقدارTWS استخراج شده از ماهواره GRACE با مقادیر مشاهداتی مقایسه شده است که نشان می دهد روند کاهش سطح آب زیرزمینی با داده های مرکز پردازش JPL معادل 26/2- سانتیمتر است. محاسبات در مقیاس یک درجه مربع انجام شده و واحدها به سانتیمتر بیان شده است.
    کلیدواژگان: آب معادل مایع، آبخوان میانراهان، پهنه بندی کریجینگ، ماهواره GLDAS، ماهواره GRACE
  • رضا عباس پور، نجمه یزدان پناه* صفحات 444-454
    به منظور بررسی تاثیر دور و روش آبیاری بر ویژگی های رشدی گیاه کلزا، آزمایشی در قالب کرت های نواری خرد شده بر پایه طرح بلوک-های کامل تصادفی، در سه تکرار در سال زراعی 99-1398 در ایستگاه مرکز تحقیقات کشاورزی حاجی آباد انجام شد. در این راستا، سه دور آبیاری شامل آبیاری پس از 20، 40 و 60 میلی متر تبخیر از سطح تشت تبخیر (به ترتیب I2، I1 و I3) و دو روش آبیاری قطره ای (سطحی و زیرسطحی) به ترتیب به عنوان عوامل اصلی و فرعی در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که بیشترین و کم ترین عملکرد محصول (3/15 -1/97 تن در هکتار)، وزن هزار دانه (4/82 - 3/38 گرم) و تعداد دانه در خورجین (24/1 - 14/5) به ترتیب در دور آبیاری 1I و I3 ایجاد شد. این در حالی بود که تیمار دور آبیاری I2، افزایش 9/6 درصدی کارایی مصرف آب را نسبت به دور آبیاری 1I را به همراه داشت. همچنین استفاده از روش آبیاری قطره ای زیرسطحی نسبت به روش آبیاری قطره ای سطحی، باعث افزایش عملکرد محصول، کارایی مصرف آب و تعداد خورجین در بوته به ترتیب به میزان 29/8، 32/2 و 33/1 درصد شد. یافته های این پژوهش نشان داد که به طور کلی در شرایط کمبود آب منطقه مورد مطالعه، می توان دور آبیاری پس از 40 میلی متر تبخیر از تشت اعمال شده در روش آبیاری قطره ای زیرسطحی را به عنوان تیمار برتر پیشنهاد کرد. با این رویکرد، می توان در راستای مقابله با بحران آب بر مبنای کشاورزی پایدار در کشت گیاه کلزا در منطقه حاجی آباد گام برداشت.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی آبیاری، کم آبیاری، کارایی مصرف آب، عملکرد محصول
  • احسان پارسی، کاظم الله دادی، امیررضا بهره بر*، رسول فرهادی صفحات 455-466

    سرریزهای جانبی از جمله سازه های مهم در شبکه های آبیاری و زهکشی هستند که به عنوان سازه حفاظتی در بالادست سیفون های معکوس و زیرگذر جاده ها بکار برده می شوند. در این تحقیق با استفاده از داده های آزمایشگاهی، برای دو موقعیت قرارگیری سرریز جانبی به صورت مورب و در دیواره تغییر عرض و به صورت مستقیم و در دیواره بدون تغییر عرض، رابطه جدیدی بر اساس عمق بحرانی جریان روی سرریز، برای تعیین دبی تخلیه سرریز های جانبی (QW) در کانال های مستطیلی با تنگ شوندگی در پایین دست سرریز ارایه شده است. نتایج نشان داد که ظرفیت تخلیه سرریز های مورب با کاهش عرض در پایین دست بیشتر از سرریزهای نرمال است و همچنین سرریزهای مورب که در دیواره کاهش عرض قرار گرفته اند بیشتر از حالتی است که سرریز در دیواره مستقیم و بدون کاهش عرض قرار دارد. و در نهایت با مقایسه روابط بدست امده از انالیز ابعادی در دو نوع سرریز می توان نتیجه گرفت که دبی عبوری سرریزهای جانبی که در دیواره مورب قسمت انتقالی قرار گرفته است حدود 50/7 درصد بیشتر از حالتی است که سرریز در دیواره مستقیم سرریز قرار گرفته که علت آن تداخل کمتر خطوط جریان می باشد. همچنین قسمت تنگ شده پایین دست مانند مانع عمل کرده و باعث افزایش عمق جریان و انحنای کمتر خطوط جریان شده و جریان با افت کمتری از روی این سرریز عبور می کند.

    کلیدواژگان: سرریز، ضریب تخلیه، عمق بحرانی، کاهش عرض مقطع
  • علی عبدزادگوهری* صفحات 467-482
    ارایه روش آبیاری کارآمد و انتخاب رقم مناسب در راستای افزایش عملکرد و بهره وری مصرف آب می تواند کمک شایانی به تولید کمی و کیفی محصول بادام زمینی نماید. پژوهش حاضر به منظور بررسی عملکرد، تابع تولید و بهره وری مصرف آب دو رقم بادام زمینی تحت شرایط کم آبیاری در روش های مختلف آبیاری به صورت کرت های دوبار خرد شده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار، در سال های 1397و 1398 در استان گیلان اجرا شد. تیمار اصلی شامل دو روش آبیاری قطره ای و جویچه ای، و عامل فرعی شامل تامین 125، 100، 75، 50 و 25 درصد تامین نیاز آبی گیاه، و عامل فرعی فرعی، دو رقم بادام زمینی گیل و جنوبی بود. نتایج نشان داد که اثرات ساده، اثر متقابل آبیاری و تامین نیاز آبی و اثر متقابل تامین نیاز آبی و رقم در سطح یک درصد بر عملکرد زیست توده، غلاف و دانه معنی دار بود. میزان عملکرد غلاف و دانه در روش قطره ای، بیشتر از روش جویچه ای بود. در اثر متقابل تامین نیاز آبی و رقم، بیشترین عملکرد زیست توده، غلاف و دانه با تامین 100 درصد نیاز آبی در رقم گیل مشاهده شد. در روش آبیاری قطره ای و تامین 100 درصد نیاز آبی، بیشترین بهره وری مصرف آب مبتنی بر عملکرد غلاف در سال اول و دوم به-ترتیب به میزان 91/0 و 94/0 کیلوگرم بر مترمکعب و در عملکرد دانه در طی دو سال به میزان 60/0 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. تامین نیازآبی بر محتوای روغن، فسفر و نیتروژن دانه در سطح یک درصد و بر پروتئین دانه در سطح پنج درصد معنی دار بود. بیشترین محتوای روغن، فسفر و نیتروژن دانه با تامین 100 درصد نیاز آبی و در پروتئین دانه با تامین 25 درصد نیاز آبی به دست آمد. بر اساس نتایج و با توجه به بهره وری مصرف آب، کشت بادام زمینی رقم گیل با استفاده از روش آبیاری قطره ای و تامین 100 درصد نیاز آبی، برای منطقه مورد مطالعه پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: آب مصرفی، بادام زمینی، روش آبیاری، روغن دانه، پروتئین دانه
|
  • Mohammad Karimi *, Masoud Ghodsi Pages 245-257
    Effects of different irrigation levels on yield, water consumption, water use efficiency and agronomic characteristics of cotton-wheat crop rotation system products under the conservation agriculture system were examined in the temperate zone of Khorasan Razavi. The study was conducted in agricultural and natural resources research station of Gonabad using split split plot based on a randomized complete block with three replications in 2015. This research with three factors: a- tillage method at three levels (no-till, conventional tillage and reduced tillage) b- Residue management at three levels (without residue, maintain 30 percent of the debris and keep 60% residue) c- different levels of water irrigation at three levels (50, 75 and 100% of irrigation water requirement). The tillage method was treated in the main plot, the residue management treatment in the sub-plot and the different levels of irrigation water in the sub-plots. In this study, the common and suitable cultivar of the region, called Khordad, was used and drip irrigation method was used as a tool for uniform distribution and accurate measurement of water. In this study, drip irrigation was used as a suitable tool for uniform distribution and accurate water measurement. The results showed that the highest grain yield of cotton wheat was obtained from treatment of conventional tillage with 60% residue and applying 75% of the irrigation water requirement as 3576 kg/ha that there was no statistically significant difference with treatment of no tillage with 60% residue and applying 75% of the irrigation water requirement as 2568 kg/ha. The highest water use efficiency of cotton was obtained from treatment of conventional tillage with 60% residue and %50 of the irrigation water requirement as 0.58 kg/m3. Regarding the non-significant of reduction in cotton yield under 75% of the irrigation water requirement was compared to the control, and due to the increased in water use efficiency under 75% of the irrigation water requirement was compared to the control, if needed to save water consumption (Due to lack of water resources in the country) application of 75% irrigation water requirement for cotton is recommended in agricultural conservation conditions.
    Keywords: Conservation Agriculture, Water productivity, Reduced Tillage, No-tillage, cotton
  • Reza Saeidi * Pages 258-269
    Leaching modeling in the conditions of non-uniformity leaching in soil profile is desalination challenges. The final salinity in the soil profile has different values in two dimensions of soil depth and distance from the drainage pipe. Therefore, estimation the salinity values in the soil profile requires two-dimensional modeling of leaching. In this research, the data required for modeling were prepared by soil profile leaching in a physical model with dimensions (height × width × length) of 1×0.5×2 m. In this model, soil drainage conditions were created for half the distance between the two drains. The target of this study was to compare the relationships of one-dimensional (in soil depth) and two-dimensional (in soil depth and distance from drain) in leaching modeling. Regression models included linear, exponential, logarithmic, polynomial and power functions. The results showed that in one-dimensional modeling, the coefficientR^2 for linear, exponential, logarithmic, polynomial and power functions were equal to 0.392, 0.557, 0.404, 0.406 and 0.562, respectively. But in two-dimensional modeling, it was equal to 0.796, 0.94, 0.55, 0.614 and 0.587, respectively. Therefore, increasing the coefficient R^2 in two-dimensional modeling, showed an increase in validity in leaching modeling. In evaluating two-dimensional models by terms of ME, RMSE,R^2,R_adj^2and EF, were selected exponential and linear models as the optimal model, respectively. For leaching modeling in the soil profile between two drains, using the two-dimensional model had better performance than the one-dimensional model.
    Keywords: Desalination, Drainage, Physical Model, Salinity estimation
  • Morteza Shokri *, Reza Mahdipour Pages 270-280
    Compound channels form the cross section of many rivers, especially in adjacent areas of residential and agricultural areas. Investigation of hydraulic behavior of compound channels is of great importance in floodplain control and river management plans. In this study, by modeling a concrete compound channel with Ansys Fluent software using k-ε turbulence model and VOF method, shear stress and average flow velocity in compound channel with divergent floodplains were determined for different divergence angles. Also, the boundary conditions for flow in the studied channel are defined as input mass flow rate, output limit as pressure outlet, solid boundaries as non-slip and rough wall and upper channel boundary as non-slip and rough wall. The modeling and comparison between the laboratory data and the results of the present study showed that the maximum velocity in the channel occurs with a divergence angle of 3 degrees and with increasing the divergence angle, the flow velocity also decreases. In addition to, maximum of shear stress in the compound channel occurs with a lower divergence angle; In other words, as the divergence angle of the floodplain increases, the amount of shear stress of the fluid also decreases.
    Keywords: Bed Divergence Angle, Divergent Floodplain, Shear Stress, Open Compound Channel, turbulent model
  • Shafiyeh Vazirpour, Farhad Mirzaei Shirkohi Asl *, Hamed Ebrahimian, Omid Raja Pages 281-294

    Stochastic drainage of rainfed lands (due to its dependence on rainfall) led to the application of random variables and time series modeling in predicting the performance of drainage systems. The aim of this study was to investigate the potential of time-series models in predicting drainage water and soil salinity in rainfed farms of subsurface drainage in Ran Behshahr, Iran. First, Drainmod-S model was calibrated using measured data. Then, drainage water and soil salinity were simulated via the calibrated Drainmod-S model. The simulated outputs were used for evaluation of the results of the time-series models including AR, ARX, ARMA and ARMAX. The results showed that the ARMAX model with exogenous variables including daily value, precipitation during the previous days and average desired variables in the last two days was efficient in predicting soil and drainage water salinity, so that the absolute mean modeling error for soil surface salinity (0-50cm), soil subsurface salinity (50-100cm) and drainage water salinity was 4%, 0.4% and 5%, respectively. Comparison between the selected times-series models and the calibrated Drainmod –S model results indicated that the application of time-series models in predicting the performance of the subsurface drainage system was satisfactory. The coefficients of determination were 0.75, 0.63 and 0.57 for for salinity of soil surface and subsurface layers and drainage water, respectively. The root mean squared errors for these variables were 2412.6, 331.8 and 1724.6 mg/ L, respectively. According to the evaluation indicies, time series models were efficient in predicting soil and drainage water salinity.

    Keywords: Time-series, Rainfall, Soil salinity, Drainage Water, Drainmod-S model
  • Taher Rajaee, F. Masoumi *, Fatemeh Sadat Ahmadi Siavoshani Pages 295-306

    In this study, optimization of location of sampling stations for water quality of river system using information entropy theory in Lavasanat and Tehran-Karaj catchments with 11 sampling stations for 12 water quality and quantity variables for a statistical period of 21 years has been considered. First, using the discrete transinformation entropy theory, a T-D diagram was drawn for each variable, which indicates the distance between stations and transinformation. Then, using analytical hierarchical process (AHP) method and according to water consumption for agriculture and drinking, the weight of all variables was determined using Expert Choice software. The optimal distance between monitoring stations was obtained based on the total weight of each qualitative variable at its optimal distance of 14.1 km. Also, the optimal distance was calculated by fuzzy AHP method, which was 13.83 km. Then different scenarios were performed to eliminate or increase the number of sampling stations. The results show the efficiency of discrete entropy theory in combination with multi-criteria decision-making method in optimizing the number and distribution of water quality monitoring stations in river systems.

    Keywords: Entropy theory, Water Quality, monitoring system, Surface water, Multi criteria decision
  • Hadisseh Rahimikhoob *, Teymour Sohrabi, Mojtaba Delshad Pages 307-315
    One of the most important factors in calculation of greenhouse crop water requirement is the accurate estimation of reference crop evapotranspiration. Numerous parameters affect the evapotranspiration rate of the reference crop; with the knowledge of the most important factor the simulation error will be reduced. Because of the differences among mathematical structure and underlying assumption of indirect reference crop evapotranspiration estimation methods, behavior of the response variable to changes in climatic parameters may become inconsistent. Therefore, it is mandatory to analyze the sensitivity as well as determining the influence of meteorological factors on reference crop evapotranspiration. In this study, the sensitivity of Penman-Monteith, Irmak, Copais and Valiantzas methods to changes in meteorological factors including maximum and minimum daily temperature, maximum and minimum relative humidity and short-wave radiation was analyzed in the research greenhouse of the College of Agriculture and Natural Resources of the University of Tehran, located in Karaj, Iran. Sensitivity coefficients were calculated by changing meteorological factors in the range of [20, -20] percent with 5% intervals. Results showed that in all methods, the internal radiation was the most influential variable in determining the reference crop evapotranspiration under greenhouse conditions. The obtained sensitivity coefficient for this variable in Penman-Monteith, Irmak, Copais and Valiantzas methods was equal to 0.78, 0.71, 0.68 and 0.63, respectively. In contrast, the least important climatic variable was the minimum humidity in Penman-Monteith, Copais and Valiantzas methods and the minimum temperature in Irmak method. The results also showed that Penman-Monteith is the most sensitive method to changes in meteorological factors. As a result, in case of using of Penman-Monteith method for reference crop evapotranspiration estimation in greenhouse conditions, ensuring the correct operation of measuring instruments and their accuracy is essential.
    Keywords: Reference crop Evapotranspiration, Greenhouse, Sensitivity analysis, Greenhouse crop water requirement
  • Seyedfarzad Moosavi, Narges Salehnia *, Ahmad Seifi, Ahmadreza Asgharpourmasouleh Pages 316-328
    Growing population of the cities along with the desire for better welfare and health has increased the water demand. On the other hand, many cities are located in the arid and semi-arid regions with the low rainfall and renewable water resources. Therefore it causes the water crisis. Shiraz is one of the metropolises that is facing this problem and in the warm seasons of the year experiences the drop in water pressure and water outages. Increasing the water supply, regardless of demand management, will exacerbate the crisis. Water pricing has been also one of the most important concerns of policymakers in demand management. Given the importance of this issue and also the role of social interactions among the consumers and the neighboring community network on the water consumption behavior, the present study concentrates on providing an agent-based framework for examining the water demand and changes in consumption behavior (diffusion process). The model has been calibrated for domestic water consumption in Shiraz for the years 2005-2019. Price increase scenarios (for all or only part of the consumers) as well as granting free branches have been simulated for the years 2020-2032. The results show that small increases in water prices do not have significant effect on consumption and cooperative behavior trend. Also, giving free branching to some consumers will intensify non-cooperative behavior among other consumers and increase the consumption sharply.
    Keywords: Agent-based modeling, Water Demand, Diffusion Process, Water pricing, Free Branching
  • Gholamreza Sabzghabaei *, Ali Bohlolzadeh, Soolmaz Dashti Pages 329-341
    The imbalance between water supply and demand in the country has challenged water resource management, especially in the agricultural sector. In this regard, international trade in agricultural products and the displacement of water in them, which is called virtual water, can be one of the ways of water management. In this research, the study of water ecology and virtual water indexes in rice and wheat production in Khuzestan province have been investigated. To estimate the net blue product requirement (CWR), the amount of vegetation factor (Kc) and root depth of products are used by the FAO standard software (CROPWAT.8). An interview method and a questionnaire were used to obtain information from farmers in the area. For this purpose, 152 people were sampled by Cochran formula. The "top-down" method was used to calculate the ecological footprint of the region. In this method, the water ecological footprints of each area, including two components of internal water ecological footprint (WFi) and external water ecological footprint (WFe) were investigated. The results of the study and comparison of wheat and rice plants in different plains of Khuzestan province indicate the high potential of the province in producing wheat needed by the province and its excess export to the province. Also, the results showed that rice cultivation in Khuzestan province, except in very limited areas in Haftgel and Baghmalek parts, is not economical due to the high consumption of water. Therefore, in agricultural development plans, it is necessary to prevent the cultivation of rice.
    Keywords: virtual water, Ecology Footprint, High, Low Method, Khuzestan Province
  • Siroos Harif, Gholamreza Azizyan, Mohammad Givehchi, Mohsen Dehghani Darmian * Pages 342-356

    In order to detect pollutants in water distribution systems, sensors are used which, in addition to detecting pollution, also provide useful information to identify the source of pollutants. This information is useful for finding a suitable solution for quality management of the distribution network. The purpose of this study is to determine four characteristics of the pollution source to the system by a simulator-optimizer approach with optimally allocating two sensors in EPANET Example 2. These characteristics are: the contaminant injection node, injection mass rate, injection starting time and injection duration time. EPANET and genetic algorithm were linked as the simulator and optimizer tools to achieve these goals, simultaneously. For this purpose, first ten different pollution events were generated randomly, then the best place to install sensors in the network for identifying the source of pollution was found. Moreover, the shortest time of detection was selected among fourteen different combinations with a contamination source identification likelihood equal to 90%. The results showed that by placing sensors in two nodes 15 and 27 of the benchmark problem, the highest contamination source identification likelihood equal to 90% and the minimum detection time equal to 58 minutes were achieved.

    Keywords: Detection time, EPANET, Pollution detection sensor, Water network pollution
  • Zoher Abdollahi Salmabad, MohammadHosain Najafi, Mehdi Dastourani *, Abbas Khashei Pages 357-368

    The aim of this study was to investigate the effect of jet and reverse slope on the characteristics of hydraulic jump. This study was performed inside a flume in the form of a rectangular channel 10 meters long and 30 cm wide. Free jet with flows of 2, 2.5 and 3.2 liters per second with the maximum displacement angle of the beginning of the jump and the angle without changing the beginning of the jump to the end of the hydraulic jump. The results showed that changes in the angle and flow rate of the jet reduce or increase the secondary depth, jump length, relative energy loss and shear stress force of the bed. Using a jet with a maximum angle and flow rate of 3.2 liters per second with the lowest landing number Reverse flow and slope reduced the secondary depth ratio by about 56.2% compared to the no-jet mode and smooth bed. Using a jet with a minimum angle and flow rate of 3.2 liters per second and the maximum flow rate increased the secondary depth ratio relative to Jetless mode was smoothed. The results of this study show that at a certain angle from the jet to the hydraulic jump, there is no displacement in the jump, which was named as the inert angle, and by increasing the angle of the jet jump upwards, the hand jumps to It moves upstream and from one angle onwards the jump does not move upwards. This angle was named as the maximum displacement angle. Changes in the angle and flow rate of the jet reduce or increase the secondary depth, jump length, relative energy drop and stress force. The use of a jet with a maximum angle (138 degrees) and a flow rate of 3.2 liters per second, the minimum number of landings (6.64) and reverse slope reduces the ratio of the secondary depth to about 56.2% relative to the state without jet and bed was smoothed. Using the jet with the minimum angle (78 degrees) and the flow rate of 3.2 liters per second and the maximum number of landings (9.62) flow increased the ratio of secondary depth by 15.3 percent compared to the state without jet and smooth bed.

    Keywords: Hydraulic Jump Parameters, Rectangular free jet, adverse slope, Length of jump
  • Mustafa Goodarzi *, Abolfazl Hydayatipour, Mona Tahmasebi Pages 369-378

    Optimal physical conditions are important for proper germination and improve growth and more crop yeild. In order to investigate the effect of conservation tillage methods on soil moisture retention capacity and yield of white dry bean (Dorsa variety), in rotation with barley, an experiment was carried out at the Markazi Agricultural and Natural Resources Research and education Center during 2017-2018, 2018-2019 and 2019-2020. The experiment was carried out in randomized block design with 3 replications. Treatments were included: 1- the conventional tillage method (the use of moldboard plow – Disc), 2-Reduced tillage with chisel-packer, 3-No-tillage. The percentage of crop residues in the conventional tillage, reduced tillage and no tillage methods were 20, 50 and 90%, respectively. The results showed that the highest and the lowest yield was obtained in the reduced and no-tillage with 2869 and 2076 Kg/ha, respectively. The highest soil moisture conservation was observed in the no-tillage and reduced tillage. So that the amount of soil moisture moisture in the reduced tillage and no tillage on the fourth day after irrigation, were 1 and 1.8 percent higher than the conventional method, respectively. The results showed that the use of the reduced tillage method compared to the conventional method in drip irrigation method without reducing crop yield leads to more soil moisture retention and thus helps to improve water efficiency in bean production. In general, based on the results, due to the low soil organic matter in the region, using reduced tillage method is a suitable option to conserve soil and water resources and increase water productivity in the bean production.

    Keywords: No Tillage, Tillage, Field capacity, Bean, soil moisture
  • Shakoor Tafi *, AbdAlrahim Hooshmand, Naser Alemzadeh Ansari Pages 379-387

    Nano in agriculture improves plants in absorption of food, fuel and other items. The aim of this study was to investigate the performance and efficiency of water consumption under low irrigation regimes and silica nanoparticles. The present study was conducted in 1398 in the greenhouse of the Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz. In order to achieve the above objectives, the present study on lettuce plant (Vivian baby lettuce cultivar) in three water levels (75, 85 and 100 water requirements of the plant) and three application levels of nanoparticles including 0, 50 and 100 ml per 100 g Liter is done as root feeding in three repetitions. This design was completed in the form of shredded strip cards with a basic block design. Based on the results, dehydration stress on the total yield, harvest index, leaf area and leaf area has a significant effect on the level is likely to exist if it is valid for one year and shows only on weight. In this study, the effect of using nanoparticles on any of the studied indicators was not found to be significant. The combined effect of dehydration stress and the use of nanoparticles on total yield was significant at five times the probability level, but this effect was not found to be significant on root weight, leaf area index, harvest, root length and leaf area. Records more than the lowest total performance parameter for the I100F100 team equal to 87.88 grams and the lowest amount in the I85F50 team with 47 grams. The lowest leaf area and leaf area index are observed in I100F50 team, the minimum leaf area in I75F0 treatment and the minimum leaf area level in I75F100 treatment. The highest and lowest harvest indices in this research are 74.68 and 52.61 of the budget results, respectively. Maximum and minimum root weight occurred at full irrigation. Root weight in I100F100 treatment is 27 grams and in I100F0 treatment is 18.42 grams.

    Keywords: Silica, Deficit irrigation, lettuce, Yield, Nanoparticles
  • Fatemeh Dadmand, Zahra Najiazimi *, Nasser Motahari, Kamran Davary Pages 388-401

    Iran's water situation has reached a critical level due to frequent droughts and over-abstraction of water resources. Therefore, dealing with the optimal allocation of water resources in these conditions is an important and vital issue. In the present study, the model of water resources allocation in critical conditions has been developed and the proposed model has been implemented in Mashhad. The innovation of the proposed model of the present study is to consider the sustainability of water resources and simultaneously pay attention to the quantity and quality of water resources. In this study, considering the stochastic value of available water parameter, two-stage stochastic allocation model is presented and solved by the method of Goal Attainment, and implemented in MATLAB software. This model has been developed with the aim of maximizing the profits of different users, minimizing the allocation of saline water from the underground source and minimizing the shortage of water. The results of the study indicate that even in the wet scenario, available water resources cannot meet the demand of different sectors. If the stability index is maintained at 75%, the amount of water shortage in the drought scenario is equivalent to 501.75 MCM, in the normal scenario is equal to 358.75 MCM, and the in the wet scenario is equal to 78.75 MCM. In addition, the sensitivity analysis of the model with different data indicates that if in the drought scenario, the amount of available water from both surface and treated water sources is equivalent to 300 and 200 MCM, respectively, then the optimal allocation pattern has changed and the amount of water shortage that can lead to overdraft is 103.75 MCM.

    Keywords: water crisis, allocation of water resources, Goal Attainment method, stochastic parameter
  • Hossein Babazadeh *, Pedram Abbasi, Bahman Yargholi, Hossein Bakhoda Pages 402-413

    In the face of increasing urban wastewater and the fact that the country's water resources are not only limited but also declining, increasing water use efficiency and reuse of municipal wastewater is inevitable. This study was conducted to investigate the use of municipal wastewater on yield, yield components and water use efficiency in forage maize with two factors: a) Use of wastewater in three levels (1- well water (W), 2- One to one mixture of well water and wastewater (50 50) and 3- Wastewater (WW) b) Management of traditional low irrigation at four levels (normal irrigation (100% irrigation requirement)) and low irrigation at 40, 60 and 80% levels of water requirement) in the form of a randomized complete block design with 12 treatments and three replications in the field of Marvdasht municipal wastewater refinery plant in 2018. Statistical indicators such as maximum error, coefficient of determination, mean square root of the error, modeling efficiency and residual coefficient were used to quantitatively evaluate the functions. Plant susceptibility coefficient (Ky) for total dry matter in three stages of vegetation, flowering and grain ripening were 0.38, 0.52 and 0.63, respectively, and it was found that the most sensitive stage of corn growth to water deficiency is the stage of grain ripening. Analysis of interactive effects showed that the highest total dry matter yield in vegetative and flowering stages and grain yield in grain growth stage were 7260, 9857 and 3158 kg/ha in WW-FI treatment (complete irrigation with wastewater) and the lowest yield with the values of 5052, 6069 and 1508 kg/ha were obtained in W-DI60 treatment (60% low irrigation with well water). The results showed that the use of wastewater in low traditional irrigation conditions is useful for forage maize and can be recommended.

    Keywords: Marvdasht municipal wastewater, Production Functions, Forage maize, plant susceptibility coefficient, Water Use Efficiency
  • Saber Jamali, Hossein Ansari *, Behnaz Hadi, Abbas Safarizadeh Sani Pages 414-427

    Quinoa (Chenopodium quinoa Wild) is a nutritious herb with favorable nutrition and potential for suitable production in adverse environmental conditions that can withstand drought. This study aimed was to evaluate the effects of alternate furrow irrigation at its different growth stages on Quinoa yield and water use efficiency in the Ferdowsi University of Mashhad (FUM) experimental farm research during 2018-19. This research was conducted to completely block randomized design with seven treatments and three replications. In this study, 7 treatments consisted of traditional furrow irrigation (TFI), fixed alternate furrow irrigation (FAFI), variable alternate furrow irrigation (VAFI), fixed alternate furrow irrigation at the vegetative stage and traditional furrow irrigation at other stages (FTT), fixed alternate furrow irrigation at the vegetative and flowering stages and traditional furrow irrigation at other stages (FFT), variable alternate furrow irrigation at the vegetative stage and traditional furrow irrigation at other stages (VTT), variable alternate furrow irrigation at the vegetative and flowering stages and traditional furrow irrigation at other stages (VVT) treatment with supplemental irrigation in time of planting. The results showed that the effect of treatments on panicle length, stem diameter, plant height, panicle weights, grain yield, yield per m2, and water productivity were highly significant (P>0.01) and panicle width was significant at the 5 % levels. Results showed that the highest yield (2.17 ton/ha), grain yield (18.1 g per plant), average plant height (113.3 cm), and physical water productivity (0.41 Kg/m3) were in TFI treatments. Used FAFI, FTT, FFT, VAFI, VTT, and VVT treatments compared to TFI, grain yield decreased by 35.4, 24.3, 32.0, 23.2, 13.8, and 17.7 percent, respectively. Used FAFI, FTT, and FFT treatments compared to TFI, physical water productivity decreased by 19.5, 14.6, and 2.4 percent, respectively. Used VAFI, VTT, and VVT treatments compared to TFI, physical water productivity increased by 2.4, 14.6, and 24.4 percent, respectively. Therefore, the best irrigation treatment for the Quinoa in the field conditions is VTT methods.

    Keywords: Grain yield, Physical water productivity, Production Function, Partial Root-zone Drying, Titicaca cultivar
  • Maryam Hafezparast * Pages 428-443
    Determining groundwater changes in Iran, which is located in arid and semi-arid regions, is of particular importance. In this regard, Kermanshah province with 950,000 hectares of agricultural land and gardens is one of the agricultural hubs of the country and the water level in the aquifers of the province, especially in the eastern part of the province is more severe. In this study, by examining the water level of the observational wells of Mianrahan aquifer in Jamishan basin and spatial zoning of these changes using Kriging method in GIS software, the current situation of the region has been investigated. In order to evaluate GRACE satellite data with JPL, GFS, CSR, CRI data centers, coding in Google Earth Engine cloud computing environment has been used. Monthly and annual changes of liquid water equivalent (LWE) were calculated. Comparing the results of different data centers show that JPL data center with coefficient of R = 0.66 has the highest correlation with observational data. The amount of soil moisture, snow water equivalent and plant canopy water was extracted from the GLDAS model and subtracted from the amount of TWS extracted from the GRACE satellite and was compared with the observed values, which shows that the trend of decreasing groundwater level is equal to -2.26 cm. Calculations are made on the scale of one square degree and units are expressed in centimeters.
    Keywords: GLDAS, Grace, Kriging spatial zoning, Liquid water equivalent, Mianrahan Aquifer
  • Reza Abaspour, Najme Yazdanpanah * Pages 444-454
    In order to investigate the effect of different intervals and irrigation methods on the growth characteristics of canola, an experiment was conducted in the form of split strip plots based on a randomized complete block design with three replications during 2009-2010 at Hajiabad Agricultural Research Center. In this regard, three irrigation intervals including irrigation after 20, 40 and 60 mm of evaporation from the surface of the evaporation pan (I1, I2 and I3, respectively) and two drip irrigation methods (surface and subsurface) were considered as the main and secondary factors, respectively. The results indicated the lowest and highest yield (1.97-3.15 t/ ha), 1000-seed weight (3.38-4.82 g) and number of seeds per pod (14.5-24.5) at the I1 and I3 irrigation intervals, respectively. However, the I2 irrigation interval treatment resulted in a 9.6% increase in water use efficiency compared to the I1 irrigation interval. Also, the use of subsurface drip irrigation compared to surface drip irrigation method increased crop yield, water use efficiency and number of pods per plant by 29.8%, 32.2% and 33.1%, respectively. The findings of this study showed that in general, in case of water insufficiency in the study area, the irrigation cycle after 40 mm of evaporation from the pan applied in the subsurface drip irrigation method can be suggested as a superior treatment. With this approach, we can take steps to deal with the water crisis based on sustainable agriculture in canola cultivation in Hajiabad region.
    Keywords: Irrigation planning, Limited irrigation, Water Use Efficiency, crop yield
  • Ehsan Parsi, Kazem Allahdadi, Amirreza Bahrebar *, Rasol Farhadi Pages 455-466

    Side weirs are important structures in irrigation and drainage networks that are used as a protective structure upstream of reverse siphons and road underpasses. In this research, using laboratory data, for two positions of lateral overflow placement diagonally in the width change wall and directly and in the wall without change width, a new relationship based on the critical depth of flow on the weir to determine the discharge discharge weir (QW) are provided in rectangular channels with narrowing downstream of the weir. The results showed that the discharge capacity of oblique weir decreasing width downstream is more than normal overflows and also diagonal weirs located in the width reduction wall are more than the case where the weir is in the direct wall without width reduction. Finally, by comparing the relationships obtained from dimensional analysis in two types of overflows, it can be concluded that the flow rate of side weirs located in the diagonal wall of the transition section is about 7.50 percent higher than the case where the side is located in the direct wall of the weir. The reason is less interference of flow lines. Also, the narrowed part of the downstream acts as a barrier, increasing the depth of flow and less curvature of the flow lines, and the flow passes through this weir with less drop.

    Keywords: Critical depth, Discharge coefficient, weir, width reduction
  • Ali Abdzad Gohari * Pages 467-482
    Providing efficient irrigation method and selecting the appropriate cultivar in order to increase yield and water use productivity can greatly contribute to the quantitative and qualitative production of peanut products. The present study was conducted to investigate the yield, production function and water use productivity of two peanut cultivars under deficit irrigation conditions in different irrigation methods in the form of conducted as split split plots in the form of a randomized complete block design with three replications in 2018 and 2019 in Guilan province. The main treatment consisted of two methods of drip and furrow irrigation, and the sub-treatment included supplying 125, 100, 75, 50 and 25 percent of water requirement, and the sub-sub-treatment included two peanut cultivars Guil and Jonobi. The results showed that simple effects, Interaction between irrigation and water supply and the interaction of water supply and cultivar at the level of one percent on biologic yield, pods and seeds were significant. The pod and seed yield in the drip method was higher than the furrow method. Due to the interaction of water requirements supply and cultivar, the highest yield of biomass, pods and seeds with 100% water requirement supply was in Guil cultivar. In drip irrigation method and providing 100% of water requirement, the highest water use efficiency based on pod yield in the first and second year was 0.91 and 0.94 kg/m3, respectively, and in seed yield during two years was 0.60 kg/m3 was obtained. Water supply was significant for seed oil, phosphorus and nitrogen content at 1% level and for seed protein content at 5% level. The highest content of oil, phosphorus and nitrogen was obtained with 100% water requirement, and in seed protein with 25% water requirement. Based on the results and considering the water use productivity, cultivation of peanut Guil cultivar using drip irrigation method and providing 100% of water requirement is suggested for the study area.
    Keywords: Water use, Peanut, Irrigation method, seed oil, seed protein