فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال پنجاه و یکم شماره 10 (پیاپی 58، دی 1399)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و یکم شماره 10 (پیاپی 58، دی 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/11/14
  • تعداد عناوین: 20
|
  • سید مهدی نقیب زاده، محمد حیدرنژاد*، علیرضا مسجدی، امین بردبار صفحات 2431-2442

    سرریزهای کلیدپیانویی جدیدترین نوع سرریزهای غیرخطی هستند که نسبت به سرریزهای لبه تیز خطی طول تاج بیشتری را در همان عرض به دست می دهند و از اینرو ظرفیت تخلیه را بالاتر می برند. استفاده از موانع در کلید خروجی سرریزهای کلیدپیانویی با هدف افزایش میزان استهلاک انرژی در آنها روشی است که تاکنون کمتر به آن توجه شده است. در پژوهش حاضر برای انجام آزمایش ها از دو مدل پلکانی و بافل (ارتفاع پلکان ها 30 میلی متر و ابعاد بافل 30×30 میلی متر) استفاده شد و شبیه سازی سه بعدی توسط نرم افزار Flow3D انجام گردید. همچنین آزمایش ها در محدوده دبی 50-10 لیتر بر ثانیه اجرا شدند. طبق نتایج با افزایش دبی میزان استهلاک انرژی کاهش می یابد. میزان استهلاک انرژی در موانع بافل به میزان 8/75 درصد بیشتر از میزان استهلاک انرژی در موانع پلکانی و 15/21 درصد بیشتر از میزان استهلاک انرژی در حالت بدون مانع است.

    کلیدواژگان: افت انرژی، استهلاک انرژی، سرریز کلیدپیانویی، ضریب دبی، مدل عددی Flow3D
  • سعید شرفی*، محمدجواد نحوی نیا، احسان محمدی صفحات 2443-2453

    گیاهان علوفه ای از مهمترین گیاهان زراعی زیر کشت در جهان به شمار می آیند، زیرا این گیاهان علوفه میلیون ها دام را در جهان تامین می نمایند که این دام ها نیز به نوبه خود غذای میلیون ها انسان هستند. به منظور ارزیابی تاثیر سطوح تنش خشکی بر برخی صفات زراعی و خوش خوراکی کاکتوس علوفه ای، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دشت ذهاب در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی شامل؛ چهار تیمار تامین آب به میزان  56، 24، 15 درصد وزن خشک گیاه و شرایط دیم با سه تکرار  در دو سال 1396 و 1397 اجرا شد. نتایج نشان داد که اثر تنش خشکی در هر دو سال آزمایش بر میزان کاهش طول و عرض پد در تیمار تنش متوسط (به ترتیب 34/23 و 28/18 میلی متر) در مقایسه با تیمار آبیاری نرمال (به ترتیب  17/23 و 18/20 میلی متر) از نظر آماری معنی داری نشد. بیشترین علوفه تر در تیمار بدون تنش در هر دو سال آزمایش حاصل شد (به ترتیب 46/65 و 88/64 تن در هکتار) و این در حالی بود که در تیمار تنش متوسط نیز 04/60 تن علوفه تر در هکتار تولید شده بود. بیشترین وزن علوفه خشک نیز در تیمار بدون تنش در سال اول آزمایش حاصل شد، که با تیمار تنش متوسط اختلاف معنی داری نداشت. نسبت غلظت عناصر در پدهای جوان به پدهای یکساله و دوساله برای عناصر فسفر 4/23 و 43/33 درصد، برای پتاسیم 14/0 و 48/21 درصد، برای کلسیم 47/2 و 55/21 درصد و برای سدیم 01/66 درصد بود. نتایج نشان داد که کم آبیاری باعث افزایش تجمع عناصر و خوش خوراکی علوفه شد.بیاری باعث  آبی  همچنین، علوفه خشک و علوفه تر همبستگی مثبت و معنی داری با طول و عرض پد، و میزان خوشخوراکی نشان دادند. بنابراین، می توان با اعمال تنش خشکی متوسط، به علوفه مشابه با تیمار آبیاری نرمال دست یافت. کاکتوس علوفه ای با داشتن کارایی بالا در تبدیل آب به ماده خشک، علوفه قابل توجهی را تولید کرده و  به احیای پوشش های گیاهی سازگار با شرایط کم آبی کمک زیادی می کند.

    کلیدواژگان: پد جدید، تنش خشکی، تولید علوفه، مواد مغذی، نیازآبی
  • مرتضی شیرمحمدی*، علیرضا حسین پور، حمیدرضا متقیان صفحات 2455-2468

    هدف این پژوهش بررسی تاثیر سطوح مختلف لجن فاضلاب و همچنین بیوچار آن بر قابلیت استفاده و سینتیک آزاد شدن مس در یک خاک آهکی آلوده به مس بود. برای این منظور لجن فاضلاب و بیوچار حاصل از آن در دو دمای تولید بیوچار شامل 400 و 600 درجه سلسیوس در سه سطح صفر، 5/0 و 1 درصد وزنی/وزنی به یک خاک آهکی آلوده به مس افزوده و به مدت 5 ماه خوابانده شدند. نمونه های خاک به روش عصاره گیری متوالی و با استفاده از عصاره گیر دی تی پی آ (DTPA-TEA) در دوره های زمانی 1 تا 504 ساعت عصاره گیری شدند. نتایج نشان داد که تیمار لجن فاضلاب در هر دو سطح باعث افزایش معنی دار (05/0p <) آزاد شدن مس نسبت به خاک شاهد شد، درحالی که مقدار مس آزادشده در تیمارهای بیوچار 400 و همچنین بیوچار 600 در هر دو سطح به طوری معنی داری (05/0p <) نسبت به خاک شاهد کمتر بود. مقدار مس آزادشده در خاک تیمار شده با 1 درصد بیوچار 600 نسبت به خاک شاهد 2/54 درصد کاهش یافت. مقایسه ضرایب سرعت معادلات سینتیکی نشان داد که بیشترین و کمترین سرعت آزاد شدن مس به ترتیب در تیمارهای 1 درصد لجن فاضلاب و 1 درصد بیوچار 600 بود. بطور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که تبدیل لجن فاضلاب در یک دمای گرماکافت بهینه (در این مطالعه دمای 600 درجه سلسیوس) به بیوچار، علاوه بر اینکه راهکار مناسبی برای مدیریت لجن فاضلاب است، می تواند در تثبیت مس و اصلاح خاک های آلوده به مس نیز مفید باشد.

    کلیدواژگان: عصاره گیر دی تی پی ا، سینتیک آزاد شدن، بیوچار، دمای گرماکافت
  • هاجر عبیات، محمدرضا انصاری*، نفیسه رنگ زن، احمد عبیات صفحات 2469-2481

    فلزات سنگین در سالیان اخیر به دلیل ثبات و پایداریشان درخاک و همچنین ایجاد آلودگی های زیستمحیطی، شدیدا مورد توجه قرار گرفته اند. در رسوبات بخش قابل توجهی از فلزات سمی، جذب رس ها شده و برای مدت زیادی در سطح باقیمانده و یا در اثر باد، همراه رس به هوا برخاسته و بر شدت آلودگی هوا نیز می افزایند. بخشی از تالاب هورالعظیم تحت تاثیر خشکسالی های پی در پی به کانون ریزگرد تبدیل شده است؛ لذا پژوهش حاضر با هدف بررسی آلودگی رسوبات تالاب هورالعظیم به فلزات سنگین صورت گرفت. به این منظور، تعداد 65 نمونه از عمق 15-0 سانتی متری رسوبات تالاب هورالعظیم برداشت و با استفاده از دستگاه جذب اتمی غلظت عناصر اندازه گیری گردید. جهت مطالعه سطح آلودگی رسوبات، شاخص ژیوشیمیایی مولر، فاکتور غنی شدگی، ضریب آلودگی و شاخص بارآلودگی محاسبه شدند. نتایج نشان داد که بر اساس شاخص ژیوشیمیایی مولر عناصر کادمیم، نیکل و کروم در محدوده غیرآلوده تا آلودگی متوسط و عناصر سرب، مس، روی، آهن و منگنز در محدوده غیرآلوده قرار دارند. همچنین بر اساس فاکتور غنی شدگی عنصر کادمیم دارای غنی شدگی شدید، نیکل و کروم غنی شدگی متوسط و عناصر سرب، مس، روی، آهن و منگنز غنی شدگی اندک داشتند. ضرایب آلودگی نیز برای سرب، مس، روی، آهن و منگنز کم، برای نیکل و کروم متوسط و برای کادمیم در سطح خیلی زیاد بدست آمد. شاخص بار آلودگی، همه ی نقاط مورد مطالعهرا غیرآلوده نشان داد. لذا بر اساس شاخص های محاسبه شده عناصر کادمیم و سپس نیکل و کروم تا حدی بالاتر از حد مجاز بوده که علت آن را می توان ورود از مسیر پساب کارخانجات، تاسیسات نفتی و همچنین کودهای شیمیایی دانست.

    کلیدواژگان: کانون ریزگرد، تالاب هورالعظیم، فلزات سنگین، شاخص های آلودگی
  • بنفشه رحیمی، مریم حافظ پرست مودت* صفحات 2483-2499

    امروزه اثرات تغییر اقلیم و گرمایش جهانی به دلیل افزایش گاز های گلخانه ای در جهان به اثبات رسیده است. وقوع این شرایط، فرآیند های هیدرولوژیکی مانند بارش و جریان رودخانه ها را که یکی از منابع اصلی تامین کننده آب حوضه است، تحت تاثیر قرار می دهد. در این تحقیق مقادیر ماهانه بارش، دما و دبی سد جامیشان در سال های 2017-1988 به عنوان دوره پایه در نظر گرفته شده است. به دلیل اینکه خروجی مدل های اقلیمی دقت و تفکیک مکانی و زمانی مورد نظر را ندارد، لذا لازم است که خروجی مدل های CMIP5 برای منطقه مورد نظر ریزمقیاس شود. در این پژوهش با استفاده از روش عامل تغییر، داده های دو مدل FLO_ESM و CNRM_CM5 تحت سناریو RCP8.5 ریزمقیاس شده و پارامترهای ماهانه دما و بارش سد جامیشان برای دوره ی 2050-2021 تولید گردید. برای ارزیابی تاثیر تغییر اقلیم بر تغییرات رواناب منطقه مورد نظر به بررسی و مقایسه ی مدل های رگرسیون بردار پشتیبان، برنامه ریزی بیان ژن و آیهکرس با استفاده از زبان برنامه نویسی پایتونپرداخته شد. نتایج مدل های اقلیمی افزایش دمای بین 1/0 تا 4/1 درجه سلسیوس را به ترتیب برای دو مدل FLO_ESM و CNRM_CM5 نشان می دهد. همچنین نتایج بارش شبیه سازی شده نشان می دهد که میانگین درازمدت ماهانه تحت سناریو RCP8.5 در دوره آتی به ترتیب 1/1 و 8/5 درصد نسبت به دوره پایه کاهش داشته است. به طور کلی بررسی نتایج حاصل از پیش بینی دبی در هر سه مدل رگرسیون بردار پشتیبان، برنامه ریزی بیان ژن و آیهکرس حاکی از کاهش رواناب است که بیش ترین کاهش رواناب مربوط به SVM در مدل FLO_ESM با 9/28 درصد و کمترین کاهش رواناب مربوط به GEP در مدل CNRM_CM5 با 1/14 درصد می باشد و در این پژوهش مدل های آیهکرس و بیان ژن نسبت به روش رگرسیون بردار پشتیبان از دقت مطلوب تری برخوردار هستند.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، بارش- رواناب، ماشین بردار پشتیبان، برنامه ریزی بیان ژن، آیهکرس
  • هادی مدبری، علیرضا شکوهی لنگرودی* صفحات 2501-2517

    تالاب ها به عنوان مهم ترین اکوسیستم های آبی علاوه بر دارا بودن ارزش های متعدد زیست بومی، خدمات بسیاری را در اختیار جوامع محلی قرار داده اند. تعیین مقدار آب مورد نیاز جهت حفظ هم زمان ارزش های زیست محیطی و اقتصادی-اجتماعی ذینفعان تالاب، با توجه به نقش کلیدی آب در کارکردهای وابسته به اکوسیستم های آبی ضروری می باشد. به طور معمول در محاسبه نیاز آبی اکوسیستم های تالابی، مسایل اقتصادی-اجتماعی کمتر درنظر گرفته می شود ولی در رویکردهای جامع درچارچوب IWRM در کنار مباحث هیدرولوژیکی و اکولوژیکی، موضوعات اقتصادی-اجتماعی که با معیشت جوامع انسانی مرتبط هستند نیز درنظر گرفته می شود. در پژوهش حاضر تالاب بین المللی انزلی به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و مقدار عمق و حجم مورد نیاز تالاب جهت مقاصد گردشگری با استفاده از یک روش ترکیبی که از روش های هیدرولوژیکی، اکولوژیکی و اقتصادی-اجتماعی استفاده می نماید ، تعیین گردید. در این روش، در ابتدا تمامی خدماتی که تالاب برای ذینفعان محلی فراهم می کند با انجام مصاحبه حضوری، مشاهده و مرور منابع شناسایی گردید و نشان داده شد که در مباحث اقتصادی-اجتماعی، گردشگری)قایقرانی(یکی از مهمترین فاکتورها در تعیین نیاز آبی تالاب می باشد. در مرحله بعد، شناسایی محل های استقرار تعاونی ها و اسکله های قایقرانی انجام شد و با انتخاب شاخص های اکولوژیکی-گردشگری، مسیرهای بهینه جهت حرکت قایق های موتوری به سمت این مکان ها شناسایی گردید. با تخمین عمق آب مورد نیاز جهت حرکت قایق ها، حجم آب لازم برای نیاز آبی گردشگری در تالاب انزلی برابر با 130 میلیون مترمکعب برآورد گردید که 50 میلیون مترمکعب بیشتر از حجم کنونی تالاب و به همین اندازه کمتر از حداقل نیاز اکولوژیکی تالاب می باشد.

    کلیدواژگان: نیاز آبی گردشگری، شاخص اکوتوریسم، لاله تالابی، پرندگان مهاجر آبزی، تالاب انزلی
  • آرش تافته*، محمد مهدی نخجوانی مقدم، اصلان اگدرنژاد، سالومه سپهری صفحات 2519-2529

    با توجه به منابع محدود آب و مشکل توزیع آب در شبکه های آبیاری و زهکشی و عدم انطباق نیاز آبیاری گیاه با دوره های آبیاری موجود یک تنش آبی به گیاهان به طور سیستماتیک وارد می شود. ازاین رو در این مطالعه دو تابع تولید Raes (2004) و Tafteh et al (2013) با استفاده از ضرایب حساست گیاه پیشنهادشده توسط Tafteh et al (2014a) برای ذرت مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور عملکرد دانه دو رقم ذرت دانه ای 500 و 302 در دو سال کشت با تیمارهای آبیاری 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی برداشت و با استفاده از دو تابع تولید مطرح شده ارزیابی شد. نتایج نشان داد تابع تولیدTafteh  در تعیین عملکرد دو رقم 500 و 320 به طور متوسط با مقدار ریشه مربعات میانگین خطا حدود 562 کیلوگرم در هکتار، ریشه مربعات میانگین خطای نرمال حدود 8 درصد و میانگین انحراف خطا حدود 168 کیلوگرم در هکتار بسیار خوب عمل کرده است. همچنین شاخص توافق حدود 95/0 و شاخص کارای مدل حدود 83/0 به دست آمد. این نتایج آماری نشان داد که توابع مطرح شده کارایی بالای در تعیین عملکرد هر دو رقم دارند. بررسی تفکیک شده این دو رقم نیز نشان داد که رقم 302 دارای عملکرد کم تر و در شرایط کم آبی ضرایب حساسیت آن به گیاه به ویژه در دوره میانی رشد بیش تر از رقم 500 می باشد. لذا رقم 500 نسبت به رقم 302 عملکرد بالاتری دارد و در شرایط کم آبی ضرایب حساسیت آن کمتر بوده و مقاومت بیشتری در تنش آبی از خود نشان می دهد. ضرایب حساسیت رقم 302 در دوره های اولیه، میانی و انتهایی رشد به ترتیب برابر با 5/0 ، 4/1 و 8/0 تعیین گردید که با مقادیر پیشنهادی متفاوت است. لذا لازم است ارقام پیشنهادی در شرایط کم آبی با استفاده از توابع تولید مورد ارزیابی قرارگیرند.

    کلیدواژگان: تابع تولید، تنش آبی، ضریب حساسیت گیاه، ذرت دانه ای
  • رسول دانشفراز*، مهدی ماجدی اصل، محمد باقرزاده صفحات 2531-2541

    کنترل مقادیر انرژی نسبی باقی مانده، عمق نسبی و عدد فرود پایین دست، جزو مسایل مهمی هستند که طراحان سازه های شیب شکن مایل با آن مواجه هستند. در این تحقیق 60 آزمایش متفاوت شامل سه زاویه و دو ارتفاع شیب شکن با جریان زیر بحرانی در بالادست با هدف بررسی تاثیر بکارگیری سازه گابیونی در سازه شیب شکن مایل در مقایسه با استفاده از حوضچه آرامش در پایین دست این سازه انجام شد. نتایج نشان داد برای تمامی مدل های تحقیق حاضر، افزایش عمق بحرانی نسبی سبب افزایش مقادیر انرژی نسبی باقی مانده و عمق نسبی پایین دست می گردد. مقادیر انرژی نسبی باقی مانده و عمق نسبی پایین دست، هنگام بکارگیری سازه گابیونی در ساختمان شیب شکن مایل و ایجاد شیب شکن مایل گابیونی با کاهشی چشمگیر همراه بود. شیب شکن مایل گابیونی به ترتیب باعث کاهش 30، 33، 30 و 36 درصدی انرژی نسبی باقی مانده پایین دست در مقایسه با حوضچه آرامش نوع یک، دو، سه و چهار گردید. استفاده از شیب شکن مایل گابیونی در مقایسه با حوضچه های آرامش استاندارد نوع یک، دو، سه و چهار به ترتیب باعث کاهش 37، 40، 37 و 43 درصدی مقادیر متوسط عمق نسبی پایین دست شد و عدد فرود از بازه 49/4 الی 35/8 به بازه 28/1 الی 64/2 کاهش یافت. همچنین روابطی جهت تخمین انرژی نسبی باقی مانده و عمق نسبی پایین دست شیب شکن مایل گابیونی ارایه شد.

    کلیدواژگان: انرژی نسبی باقی مانده، سازه گابیونی، حوضچه آرامش، سازه های الحاقی، عمق بحرانی نسبی
  • کوهزاد رئیس پور* صفحات 2543-2557

    بخار آب قابل بارش یکی از کمیت های مهم هواشناسی، فیزیک جو، هیدرولوژی و تغییرات اقلیمی است که برآورد آن در پیش بینی مقدار بارش، وقوع سیلاب و سایر پارامترهای هیدرولوژیکی مفید می باشد. امروزه از تصاویر ماهواره ای به طور گسترده ای برای برآورد بخار آب قابل بارش و تحلیل همبستگی آن با سایر فراسنج های آب و هواشناختی استفاده می شود. هدف از پژوهش حاضر برآورد مقدار بخار آب قابل بارش و بررسی رابطه ی آن با شش متغیر اقلیمی از قبیل دما، فشار، رطوبت نسبی، درصد ابرناکی، بارش و سرعت باد در گستره ی جغرافیایی ایران با استفاده از داده های ماهواره مبنا می باشد. داده های مورد استفاده با گام های زمانی ماهانه و مکانی° 1°×1 در گستره ی اقلیمی جو ایران برای دوره ی داده برداری 2019 - 2003 انتخاب گردید. برای بررسی رابطه ی بین بخار آب قابل بارش با متغیرهای اقلیمی، از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. داده های رقومی استخراج شده پس از کنترل کیفی و پیش پردازش، توسط نرم افزارهای تخصصی از قبیلENVI، ArcGIS و Grads برای ساخت لایه های رستری بر اساس مرز جغرافیایی کشور ایران به کار گرفته شد. بر اساس نتایج، میانگین آب قابل بارش در جو ایران mm 7/12 است که در مقایسه با میانگین جهانی (mm 6/21)، کم بودن مقدار آب قابل بارش در جو ایران را نشان می دهد. از سویی دیگر مقدار آب قابل بارش در جو ایران از توزیع زمانی و مکانی همگنی برخوردار نیست. به طوری که بیش ترین مقدار آن در ناحیه ی ساحلی جنوب و شمال و کمترین مقدار آن بر فراز سلسله جبال زاگرس، بخش هایی از شمال شرق و شرق ایران و در اولویت بعدی در نواحی بیابانی ایران مرکزی متمرکز است. میانگین همبستگی آماری (پیرسون) بین pwv با دما (R= %86)، با فشار (R= - %89)، با رطوبت نسبی (R= - %88)، با ابرناکی (R= - %32)،  با بارش (R= - %64) و سرعت باد (R= %67) بوده است.

    کلیدواژگان: برآورد ماهواره ای، آب قابل بارش، سنجنده AIRS، همبستگی پیرسون، اتمسفر ایران
  • میثم چراغی، بابک متشرع زاده*، حسینعلی علیخانی صفحات 2559-2574

    به منظور بررسی تاثیر تیمارهای زیستی و عناصر غذایی بر خصوصیات رشدی و جذب عناصر غذایی در گیا ه گوجه فرنگی، آزمایشی در شرایط گلخانه و در قالب طرح کاملا تصادفی به صورت فاکتوریل انجام شد. تیمارها شامل: شاهد (F0)، عرف مصرف کود توسط کشاورز (F1)، سطح بهینه عناصر بر اساس آزمون خاک (F2)، کود تجاری محرک رشد ریشه (F3)، سطح بهینه عناصر + مصرف نیتروژن، فسفر، روی و سیلیسیم به میزان دو برابر توصیه (F4) و کودهای زیستی: شاهد (BF0)، PGPR (BF1)، مایکوریز آربسکولار (BF2)، ورمی کمپوست (BF3) و بسته زیستی (BF4) بود. نتایج نشان داد که اثر متقابل تیمارها فقط بر وزن خشک اندام هوایی معنی دار بود. کاربرد F4-BF4 و F2-BF4 وزن خشک اندام هوایی را به ترتیب %122 و %121 نسبت به شاهد (F0-BF0) افزایش داد. کاربرد BF4، مساحت سطح برگ را %55 و کاربرد F4، شاخص کلروفیل برگ (SPAD) را %29 نسبت به شاهد افزایش داد و بهترین تیمارها در افزایش این صفات بودند. در بین تیمارهای زیستی کاربرد BF4 میزان جذب عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سیلیسیم در اندام هوایی را به ترتیب %4/108، %7/224، %6/115 و %3/226 و در بین تیمارهای شیمیایی مصرف F4 جذب این عناصر را به ترتیب %7/58، %9/14، %1/25 و %158 نسبت به شاهد افزایش داد. نتایج این تحقیق نشان داد که در خاک‎های با pH نسبتا بالا، با مصرف سطح بهینه عناصر غذایی و حتی سطوح بالاتر از آن همراه با کود ورمی کمپوست می توان رشد و جذب عناصر غذایی را در گیاه گوجه فرنگی به طور موثری بهبود بخشید.

    کلیدواژگان: آزمون خاک، کود شیمیایی، مایکوریز آربسکولار، ورمی‎کمپوست، PGPR
  • یحیی رحیمی، بهرام ثقفیان*، محمدعلی بنی هاشمی صفحات 2575-2591

    بهینه سازی سیستم انحراف سیلاب بر پایه ریسک، چارچوبی است که به طراحان اجازه می دهد که عدم قطعیت های عامل بر فرایند تصمیم گیری را در نظر گرفته و سطح اعتمادپذیری این سازه هیدرولیکی را تعیین کنند. این مطالعه به منظور کاربرد عدم قطعیت های هیدرولیکی و هیدرولوژیکی در طراحی احتمالاتی سیستم انحراف سیلاب سد کارون 4 در استان خوزستان واقع در جنوب غربی ایران انجام شده است. تاثیر منابع عدم قطعیت بر مشخصه های سیستم انحراف جریان با استفاده از توسعه یک مدل احتمالاتی چندمتغیره بر پایه توابع مفصل تعیین شده است. برای دستیابی به این هدف، سری های زمانی داده ها شامل دبی حداکثر لحظه ای سالانه و حجم حداکثر سیلاب سالانه برای یک دوره 37 ساله گردآوری شد. دو تابع هدف کمینه سازی ریسک شکست سیستم و کمینه سازی هزینه ساخت به عنوان دو هدف متضاد در ساختار یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک چندهدفه مبتنی بر رتبه بندی نامغلوب تعریف و برای رسیدن به بهترین مقادیر متغیرهای تصمیم اجرا شد. قطر، شیب، پوشش دیواره و ارتفاع ورودی تونل ها، ارتفاع فرازبند، و ارتفاع نشیب بند به عنوان متغیرهای تصمیم در فضای امکان پذیر مساله جستجو شد. نتایج نشان داد دوره بازگشت 25 سال با توجه به دو عامل هزینه و ریسک روگذری پاسخ بهینه به شمار می رود. برای این دوره بازگشت قطر تونل ها 5/10 و 9/9 متر، ارتفاع فرازبند 5/44 متر و ارتفاع نشیب بند 5/12 متر حاصل گردید. همچنین نتایج نشان داد که این مفهوم می تواند با لحاظ نمودن تغییرات اقتصادی، هیدرولوژیکی و هیدرولیکی، برای توسعه ساختار طراحی سیستم های انحراف سیلاب سودمند باشد.

    کلیدواژگان: فرازبند، رتبه بندی نامغلوب، بهینه سازی چندهدفه، تحلیل مبتنی بر ریسک
  • حسن سیاحی، اصلان اگدرنژاد*، نیازعلی ابراهیمی پاک* صفحات 2593-2605

    دور آبیاری و مقدار کود مصرفی از جمله عوامل مهمی هستند که اثر زیادی بر عملکرد چغندرقند دارند. این تحقیق به منظور ارزیابی دو مدل WOFOST و AquaCrop در شبیه سازی عملکرد و بهره وری آب چغندرقند در ایستگاه تحقیقاتی فیض آباد شهرستان قزوین در سه سال زراعی انجام شد. بدین منظور، مدیریت آبیاری در چهار دور (6، 9، 12 و 15 روز) و سطوح کود بر در سه سطح (21، 30 و 39 کیلوگرم در هکتار؛ به ترتیب نشان دهنده سطوح کم، متوسط و مناسب) به کار برده شدند. نتایج آماره RMSE به منظور ارزیابی نتایج عملکرد مدل گیاهی WOFOST و AquaCrop نسبت به داده های واقعی به ترتیب برابر با 29/0 و 07/1 تن در هکتار بود. نتایج آماره ی RMSE برای بهره وری آب توسط دو مدل WOFOST و AquaCrop به ترتیب برابر با 61/0 و 14/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. خطای شبیه سازی عملکرد توسط مدل های WOFOST و AquaCrop برای تیمارهای آبیاری به ترتیب بین 50/3-87/2 و 26/2-91/1 تن بر هکتار و برای تیمارهای کودی به ترتیب بین 51/4-34/2 و 94/2-14/1 تن در هکتار متغیر بود. خطای این دو مدل برای شبیه سازی بهره وری آب برای تیمارهای آبیاری به ترتیب بین 48/0-34/0 و 38/0-16/0 کیلوگرم بر مترمکعب و برای تیمارهای کودی بین 56/0-30/0 و 41/0-15/0 کیلوگرم بر متر مکعب به دست آمد. بنابراین در شرایط تفکیک تیمارهای آبیاری، مدل AquaCrop دقت بهتری نسبت به WOFOST داشت. در حالت کلی دقت مدل WOFOST  خوب  بود، لیکن براساس نتایج به دست آمده، با احتیاط پیشنهاد می شود از مدل WOFOST برای شبیه سازی چغندرقند در شرایط شبیه سازی تیمارهای آبیاری به همراه کود مصرفی استفاده شود.

    کلیدواژگان: تنش کودی، کارایی مصرف آب، مدل سازی گیاهی
  • صبا حسینی تابش، زهرا آقاشریعتمداری* صفحات 2607-2621

    کشاورزی به طور مستقیم تحت تاثیر شرایط اقلیمی و تغییرات آن است. بنابراین به منظور سازگاری با آثار منفی تغییر اقلیم بر کشاورزی پایدار، بررسی اثرات تغییر اقلیم برآب مصرفی در این بخش ضروری است. در این مطالعه با استفاده از سه سناریوRCP8.5 RCP4.5  و RCP2.6 از گزارش پنجم IPCC و مدل گردش جوی HadGEM2-ES، داده های اقلیمی آینده (دمای بیشینه ، دمای کمینه و بارش) تحت شرایط تغییر اقلیم با استفاده از نرم افزار LARS WG طی دو دوره (2039-2020) و (2059-2040) بر اساس دوره پایه (2005- 1985) پیش بینی شده است. تبخیرتعرق دوره پایه از روش هارگریوز- سامانی محاسبه و با استفاده از ضریب (G) به تبخیرتعرق به روش فایو -پنمن- مانتیث تبدیل گردید تا دقت محاسبات افزایش یابد. بر این اساس به مقایسه تبخیرتعرق و نیاز آبیاری برنج (کشت غالب و استراتژیک استان گیلان) در آینده و گذشته پرداخته شده است. نتایج نشان داد در دوره (2039-2020) میانگین سالانه دمای بیشینه و کمینه به ترتیب به میزان  2/2 و 1/2 درجه سانتیگراد نسبت به دوره پایه (2005- 1985) افزایش می یابد. همچنین در دوره (2059-2040) نسبت به دوره پایه (2005- 1985) میانگین سالانه دمای بیشینه و کمینه به ترتیب به میزان  2/3و 8/2 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. میانگین ماهانه بارش تحت سه سناریو  در دوره های (2039-2020) و (2059-2040) به ترتیب 8/11 و 6/13 میلی متر نسبت به دوره پایه افزایش خواهد یافت. نتایج این پژوهش نشان داد تغییرات نیاز آبیاری خالص برنج طی دوره های (2039-2020) و (2059-2040) نسبت به دوره ی پایه به ترتیب 0 تا 31% و 0 تا 45% افزایش خواهد داشت. روند تغییرات تبخیرتعرق مرجع صعودی است و دامنه تغییرات آن طی دو دوره ی مذکور به ترتیب (% 6/13 - %4/0) و (% 6/27 - %1/6) می باشد. روش مذکور چشم اندازی از اثرات تغییر اقلیم بر آبیاری به کشاورزان ارایه می کند. نتایج این پژوهش ضرورت توجه بیشتر به تاثیرات تغییر اقلیم بر مدیریت و برنامه ریزی مطمین کشاورزی را آشکار می سازد.

    کلیدواژگان: نیاز آبی، هارگریوز- سامانی، فائو- پنمن - مانتیث، تغییراقلیم، سناریوهای واداشت تابشی
  • محمد انصاری قوجقار*، مسعود پورغلام آمیجی، جواد بذرافشان، شهاب عراقی نژاد، عبدالمجید لیاقت، سید محمد حسینی موغاری صفحات 2623-2639

    افزایش وقوع طوفان های گرد و غبار در چند سال اخیر در جنوب غرب ایران به ویژه در استان خوزستان و به تبع آن کاهش کیفیت هوا در این مناطق، اهمیت پیش بینی و ارتباط این پدیده با نوسانات اقلیمی را دوچندان کرده است. هدف از این پژوهش بررسی کارایی روش های هیبریدی ژنتیک-تبرید (GA-SA) و الگوریتم ژنتیک (GA) به منظور انتخاب متغیرهای ورودی بهینه در پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار (FDSD) است. بدین منظور از داده های ساعتی گرد و غبار و کدهای سازمان هواشناسی و همچنین داده های اقلیمی شامل دمای حداکثر، دمای حداقل، دمای متوسط، مجموع بارش و سرعت بیشینه باد در مقیاس فصلی با طول دوره آماری 35 ساله (2018-1984) در هفت ایستگاه سینوپتیک استان خوزستان استفاده شد. در ادامه با در دست بودن سری زمانی شاخص FDSD و سایر متغیرهای اقلیمی، اقدام به مقایسه کارایی حالت های مختلف متغیرهای ورودی، به منظور پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار در فصل آینده شد. نتایج نشان داد که روش هیبریدی ژنتیک-تبرید (GA-SA) در بین تمام حالت های انتخاب متغیرهای ورودی، بهترین عملکرد را داشت؛ به طوری که در این حالت معیارهای ارزیابی R، MAE و RMSE به ترتیب از 91/0، 29/0 و 44/0 تا 99/0، 13/0 و 17/0 در ایستگاه های مورد مطالعه متغیر بود. همچنین متوسط فراوانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار در مقیاس فصلی در ایستگاه های مورد مطالعه به ترتیب صعودی از 68/1 تا 10/4 متغیر بود به طوری که با افزایش شاخص FDSD در ایستگاه مورد مطالعه، دقت پیش بینی تمام حالت ها افزایش داشت به نحوی که در حالت اول پیش بینی (صرفا بر اساس شاخص FDSD)، ضریب همبستگی بین مقادیر مشاهداتی فراوانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار و مقادیر محاسباتی آن از 87/0 به 95/0 افزایش یافت. برای حالت دوم (پیش بینی بر اساس فروانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار و همه ویژگی های کمکی یعنی FDSD & AC)، حالت سوم (بر اساس بهینه سازی الگوریتم ژنتیک) و حالت چهارم (بر اساس روش هیبریدی ژنتیک-تبرید) نیز ضریب همبستگی به ترتیب از 93/0 تا 94/0، 91/0 تا 97/0 و 94/0 تا 99/0 در ایستگاه های موردمطالعه متغیر بود. در مجموع با مقایسه حالت های مورد استفاده، روش هیبریدی ژنتیک-تبرید (GA-SA) بهترین عملکرد و بعد از آن الگوریتم ژنتیک (GA) بهترین نتیجه را ارایه نمود. نتایج این مطالعه می تواند در مدیریت پیامدهای ناشی از طوفان گرد و غبار و برنامه های مقابله با بیابان زایی در مناطق تحت مطالعه مفید باشد.

    کلیدواژگان: گرد و غبار، شاخص FDSD، بیابان زدایی، ژنتیک-تبرید، ANFIS
  • شهرام همتی، بهروز نصیری*، مصطفی کرمپور صفحات 2641-2650

    تعیین روند تغییر دمای خاک، به دلیل ارتباط تنگاتنگ با مدیریت پایدار کشاورزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق، به منظور بررسی روند تغییر دمای خاک سه ایستگاه کنگاور، کرمانشاه و سرپل ذهاب که دارای اقلیم های مختلف هستند، سری داده های روزانه دمای خاک 25 ساله (1993 تا 2018) این ایستگاه ها، از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد. با استفاده از میانگین های روزانه دمای خاک، میانگین های دوره گرم سال (بهار و تابستان)، دوره سرد سال (پاییز و زمستان) و سالانه بر اساس تقویم شمسی، تنظیم و محاسبه شدند. از دو آزمون من-کندال و تخمینگر شیب سن، برای تحلیل روند دمای خاک در سطوح اطمینان 95% و 99%، استفاده شد. تحلیل سری داده های ایستگاه سینوپتیک کنگاور، حاکی از وجود روند افزایشی معنی دار در دمای خاک توسط هر دو آزمون بود. در ایستگاه کرمانشاه، علیرغم صعودی بودن مقادیر دمای خاک در همه اعماق موردنظر، معنی داری در روند میانگین سالانه دمای خاک مشاهده نشد. ایستگاه سرپل ذهاب نیز هیچ گونه روندی را نشان نداد. در ایستگاه های کنگاور و کرمانشاه، روند افزایش دمای قسمت های سطحی خاک، مقدار بیشتری را نشان داد که به دلیل تاثیرپذیری بیشتر بین دمای سطح خاک و دمای هوا است. متوسط افزایش دمای عمق 5 سانتیمتری خاک برای ایستگاه کرمانشاه 04/0 درجه سلسیوس در سال و ایستگاه کنگاور 1/0 درجه سلسیوس در سال برآورد شدند. افزایش میانگین سالانه دمای خاک ایستگاه های دارای روند افزایشی، عمدتا ناشی از ذخیره سازی گرما، در دوره گرم سال تشخیص داده شد.

    کلیدواژگان: من-کندال، شیب سن، دوره گرم، دوره سرد، اعماق خاک
  • امین کانونی*، سهیلا اورجی صفحات 2651-2663

    پیش بینی حجم آب ذخیره شده در سدهای مخزنی در دوره های آتی، نقش مهمی در برنامه ریزی و مدیریت بهره برداری بهینه از سامانه های منابع آب دارد. در این مطالعه، از روش تحلیل سری های زمانی برای پیش بینی جریان ماهانه ورودی به سد های مخزنی یامچی و سبلان در استان اردبیل استفاده شد. داده های دبی جریان ماهانه اندازه گیری شده در ایستگاه های هیدرومتری واقع در محل ورود آب به سد، طی سال های 94-1373 به مدت 21 سال تهیه و برای ساخت و آزمون مدل مناسب، به کار برده شد. پس از ایستا نمودن سری داده ها، با توجه به نمودارهای خودهمبسته (ACF) و خودهمبسته جزیی (PACF)، ساختارهای مدل فصلی تشخیص داده شدند و پس از مقایسه آن ها با توجه به معیارهای آکاییکه (AIC)، آکاییکه اصلاح شده (AICC) و اطلاعات بیزی (BIC)، مدل مناسب برای هر یک از ایستگاه های هیدرومتری انتخاب شد. با برازش مدل به داده های مشاهداتی، پارامترهای هر مدل تعیین و کفایت مدل های منتخب نیز با آزمون های تشخیصی بررسی گردید. نتایج نشان داد مدل ARIMA(1,0,0)(0,1,1)12 و ARIMA(1,1,1)(0,1,1)12 به ترتیب برای داده های دبی ماهانه ایستگاه یامچی و ارباب کندی، دارای کمترین مقدار شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین قدرمطلق خطا (MAE) بوده و دارای بیش ترین ضریب تعیین است. مقدار این شاخص ها در مدل مربوط به ایستگاه هیدرومتری یامچی به ترتیب برابر 04/1، 606/0 و 63/0 و برای ایستگاه هیدرومتری ارباب کندی به ترتیب برابر 35/1، 8/0 و 74/0 به دست آمد. لذا مدل های منتخب، جریان ماهانه ورودی به مخزن سد های یامچی و سبلان را با دقت خوبی پیش بینی می کند. همچنین مقایسه نتایج پیش بینی شده با داده های مشاهداتی نشان داد در پیش بینی مقادیر حد بالای دبی، مدل های منتخب از دقت بالایی برخوردار نیستند.

    کلیدواژگان: بهره برداری مخزن، پیش بینی، جریان ورودی ماهانه، سری های زمانی، مدل فصلی
  • محمدجواد وحیدی* صفحات 2665-2680

    برای استفاده بهینه از اراضی کشاورزی، ارزیابی تناسب اراضی ضروری است. در این تحقیق از روش های پارامتریک (ریشه دوم) و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) در ارزیابی تناسب اراضی منطقه القورات (با وسعت km2 2/133 واقع در استان خراسان جنوبی) برای عناب و زرشک استفاده شد. 12 خاکرخ شاهد، از بین 50 خاکرخ اولیه، مطالعه گردید. پرسشنامه هایی برای زرشک و عناب تهیه و توسط کشاورزان و کارشناسان تکمیل شد. ابتدا چندین ویژگی فیزیکی و اقتصادی (زیر معیار درآمد) بررسی شدند. با توجه به نتایج پرسشنامه ها، برای هر عامل و به تفکیک هر تیپ بهره وری، بر اساس تاثیر آن در تناسب اراضی، وزن داده شد. در نهایت وزن ها و درجه های تناسب مربوط به هر ویژگی در محیط نرم افزار Expert Choice  با یکدیگر تلفیق و بر اساس استانداردهای فایو کلاس های تناسب تعیین شدند. نتایج نشان داد که اقلیم دارای تناسب زیاد (S1) بوده و مهم ترین محدودیت های خاک و زمین نما شیب، آهک و بافت بود. اقلیم بیشترین (355/0) و شاخص رطوبت کمترین (044/0) وزن را داشت. دامنه شاخص اراضی به روش ریشه دوم برای زرشک و عناب به ترتیب: 7/10 تا 6/75 و 2/11 تا 77 و به روش AHP، 4/13 تا 1/77 و 5/14 تا 4/79 بود. اگرچه این اختلاف بسیار ناچیز می باشد، اما به نظر می رسد شرایط منطقه برای کشت عناب نسبت به زرشک، مناسبتر است. ضرایب تبیین محاسبه شده بین تولید مشاهداتی و شاخص های اراضی برآورد شده در روش ریشه دوم برای زرشک و عناب به ترتیب: 96/0 و 94/0 و در روش AHP، 98/0 و 92/0 بود که موید دقت بالای هر دو روش AHP و ریشه دوم است.

    کلیدواژگان: اولویت کشت، توسعه پایدار، ریشه دوم، شاخص اراضی
  • مسیح الله محمدی، بهروز سبحانی* صفحات 2681-2695

    هدف این پژوهش ارایه روشی بر مبنای الگوریتم های جهانی و تجربی جهت برآورد رطوبت نسبی در استان سیستان و بلوچستان است. بدین منظور از تصاویر ترا مودیس و از محصولات (MOD05, MOD07) مربوط به بازده زمانی 10 ساله (1 ژانویه 2009 تا 31 دسامبر 2018) در شرایط بدون ابر به عنوان داده های منتخب استفاده شد. برای اعتبار سنجی لایه های به دست آمده (دمای نزدیک سطح زمین، فشار سطح زمین، آب قابل بارش TPW و رطوبت نسبی)، داده های ایستگاه زمینی و رادیوساند مورداستفاده قرار گرفت. مقدار R2 و REMS لایه های ثبت شده از سنجنده و داده های زمینی قابل قبول بودند و داده های سنجده هم خوانی مناسبی با اندازه گیری های ایستگاه های زمینی داشتند. نتایج به دست آمده حاکی از این هستند که عامل ارتفاع نقش تعیین کننده ای در فرا سنج دما دارد. حداقل مقدار آب قابل بارش، 6 میلی متر در مناطق خاش، میر جاوه و سراوان در فصل سرد سال و حداکثر آن با 49 میلی متر در مناطق ساحلی در فصل گرم سال ثبت شده است. میزان متوسط رطوبت نسبی در فصل سرد سال در کل استان در حالت تعادل قرار دارد ولی در فصل گرم سال از حالت تعادل خارج می شود که در سواحل دریای عمان بالای 60 درصد و در مرکز استان (خاش، میر جاوه و زاهدان) کمتر از 10 درصد است.

    کلیدواژگان: پهنه بندی، رطوبت نسبی، سیستان و بلوچستان، الگوریتم تجربی، سنجنده MODIS
  • ثمر بهروزی نیا، حجت احمدی*، نادر عباسی، اکبر جوادی صفحات 2697-2709

    روش الکتروکینتیک، به عنوان یکی از روش های فیزیکی و شیمیایی پالایش خاک های آلوده و از جمله روش های پرکاربرد در تصفیه محیط های خاکی و لجن به شمار می رود. در این پژوهش، برای بهبود تصفیه به روش الکتروکینتیک، غشایی با استفاده از الیاف ژیوتکستایل و به روش پلیمریزاسیون شیمیایی توسط پلیمر رسانای پیرول و نانو ذره اکسید مس ساخته شد و در تماس مستقیم با ورقه های مسی در داخل میدان الکتریکی قرار گرفت. برای ارزیابی کارایی غشای ساخته شده، مدلی فیزیکی طراحی و ساخته شد و با کایولینیت آلوده شده به فلز مس (با غلظت 200 میلی گرم در کیلوگرم خاک خشک) پر گردید. جهت واجذبی فلزات سنگین، از پتاسیم کلرید 01/0 مولار به عنوان محلول های آنولیت و کاتولیت استفاده شد. محلول هیدروکلریک اسید 1/0 مولار با نرخ 6/0 میلی لیتر در هر ساعت به مخزن حاوی کاتولیت تزریق شد. نتایج نشان داد، جاگذاری غشای ساخته شده در میدان الکتریکی، سبب تسریع خروج فلز مس تحت تاثیر فرآیند الکترواسمز شد. علی رغم کاهش جریان خروجی از مدل (در آزمایش با غشای ساخته شده)، غلظت مس باقیمانده در جریان خروجی، 6 برابر غلظت مس باقیمانده در آزمایش کنترل بود. افزایش راندمان حذف فلز مس از 5/29 درصد در آزمایش کنترل (در مجاور الکترود کاتد) به  38 درصد در آزمایش با جاگذاری غشای ساخته شده (در مجاور الکترود کاتد)، حاکی از کارایی غشای طراحی شده در تصفیه الکتروکینتیک است. مقدار انباشت فلز مس در مقطع مجاور الکترود آند در آزمایش با غشای ساخته شده به میزان 29 درصد نسبت به آزمایش کنترل کاهش یافت.

    کلیدواژگان: پلیمر پیرول، تصفیه، غشای رسانا، ژئوتکستایل
  • حمید ملاحسینی، محمد فیضیان*، ابراهیم مهدی پور، سعید دوازده امامی صفحات 2711-2723

    به منظور بررسی تاثیر نانواکسید سیلیسیوم پوشیده با اسید هیومیک (نانوذره پوشش دار) برعملکرد، ترکیب یونی و تحمل به شوری گیاه سیاه دانه، این پژوهش در سال زراعی 97-1396 انجام شد. آزمایش در قالب طرح اسپیلیت پلات برپایه بلوک های کامل تصادفی در 4 تکرار در شرایط گلخانه اجرا گردید. تیمار اصلی شوری در 3 سطح شامل 2، 5/3 و 5 دسی زیمنس بر متر با آب آبیاری و تیمارفرعی نانواکسید سیلیسیوم (نانوذره) شامل شاهد (بدون مصرف نانوذره)، نانوذره بدون پوشش (غلظت  5/0 گرم در لیتر) و نانوذره پوشش دار)غلظت  5/0 گرم در لیتر(دردو مرحله چند برگی (15 روز پس از کاشت نشاء) و گلدهی (50 روز پس از کاشت نشا) در آب آبیاری اعمال شد. نتایج نشان داد که عملکرد و اجزا آن با افزایش شوری کاهش معنی دار داشتند، ولی تاثیر شوری روی آنها متفاوت بود. کاربرد نانوذره پوشش دار باعث افزایش معنی دار صفات وزن دانه، وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، تعداد کپسول بالغ، تعداد دانه در متر مربع، شاخص برداشت و رطوبت نسبی برگ و کاهش معنی دار نشت یونی نسبت به شاهد شد و تاثیر آن به ترتیب 9/18، 9/8، 7/23، 24، 9/15، 5/10، 7/20 و 1/18 درصد بیشتر از نانوذره بدون پوشش بود. علاوه بر این باعث افزایش جذب عناصر غذایی از جمله نیتروژن، پتاسیم و کلسیم  در برگ گردید. لذا با توجه به نتایج آزمایشات، پوشش نانواکسید سیلیسیوم توسط اسیدهیومیک، می‏تواند تاثیر نانوذره فوق را بر شاخص های تحمل به شوری و صفات کمی و کیفی سیاه دانه تحت شرایط شوری افزایش دهد.

    کلیدواژگان: اسید هیومیک، گیاهان دارویی، نانوذره پوشش دار
|
  • Seyed Mehdi Naghibzadeh, Mohammad Heidarnezhad *, Alireza Masjedi, Amin Bordbar Pages 2431-2442

    Piano Key Weirs (PKWs) are amongst the newly developed long-crested weirs that offer a higher discharge capacity relying on their more extended crest compared to labyrinth weirs of the same width. However, the use of barriers at the outlet of PKWs to increase energy dissipation has received little attention so far. In the present work, stepped and baffled models (with a bench height of 30 mm and baffle dimensions of 30 * 30 mm) were adopted to conduct experiments, and the Flow3D software was used for 3D simulation. Experiments were performed using discharge rate of 10 to 50 lit/s. The results revealed by increasing the discharge rate, the energy dissipation reduces. The energy dissipation rate using the baffles was 8.75% higher than that of the stepped model, and 15.21% higher than that of the case with no barriers.

    Keywords: energy loss, energy dissipation, Piano key weir, discharge coefficient, FLOW 3D Software
  • Saeed Sharafi *, Mohamad Javad Nahvinia, Ehsan Mohamadi Pages 2443-2453

    Fodder plants are the most important crops in the world, because these plants provide fodder for millions of livestock in the world, which in turn feeds millions of people. In order to evaluate the effect of drought stress on some agronomic traits and forage palatability of cuctus, an experiment was carried out on the basis of a randomized complete block design consisted of four treatments; the supply of water based on 56, 24, 15 and zero percent of the plant dry matter (rain-fed farming condition) with three replications in Research farm of Dasht-e-Zahab (2017-2018). The results showed that there is not a significant difference between the drought stress (23.34 and 18.28, respectively) and normal irrigation (23.17 and 20.18, respectively) in terms of length and width of pad in moderate drought. The maximum fresh yield was obtained in years of 2017 (65.46 t.ha-1) and 2018 (64.88 t.ha-1) in the no-stress treatment. The fresh yield was 60.04 t.ha-1 in the moderate-stress treatment. Also, the maximum dry yield was obtained in the first year of no-stress treatment which did not have a significant difference with the moderate-stress treatment. The ratio of elements concentration in the young pads to the 1- and 2-year pads were respectively 33.43 and 23.4 percent for P, 0.14 and 21.48 percent for K, 2.47 and 21.55 percent for Ca and 66.01 for Na. The results showed that the deficit irrigation increased nutrition accumulation and forage palatability of the crop. Also, dry and wet forage showed a positive significant correlation with the length and width of pad and forage palatability. Therefore, it is possible to achieve similar forage with normal irrigation treatment by applying moderate drought stress. Cactus pear with its high efficiency in converting water to dry matter, produces significant forage and helps to revive vegetation in drought conditions.

    Keywords: Forage production, Moderate Stress, New Pads, Nutrition Materials, Water requirement
  • Morteza Shirmohammadi *, ALI REZA HOSSEINPUR, Hamidreza Motaghian Pages 2455-2468

    The aim of this study was to investigate the effect of different levels of sewage sludge and its biochars on availability and release kinetics of Cu in a contaminated calcareous soil. For this purpose, the sewage sludge and its biochars produced at two temperatures including 400 and 600 0C were added to a contaminated calcareous soil at 0, 0.5 and 1% levels (w/w), and samples were incubated for 5 months. The kinetics of Curelease was determined by successive extraction with DTPA-TEA in periods of 1 to 504 h in the amended and control soils. Results showed that the desorbed Cu from the soils treated with 0.5 and 1% sewage sludge significantly increased (p < 0.05) as compared to the control soil, whereas, the amount of Cu desorbed from soils treated with 0.5 and 1% biochar produced at 400 and 600 0C significantly decreased (p < 0.05), as compared with the control soil. Desorbed Copper from treated soil with 1% biochar produced at 600 0C was reduced 54.2% as compared to the control soil. The comparsion of release rate constants indicated that the highest and lowest desorption rate of Cu were observwd in 1% sewage sludge and 1% biochar produced at 600 0C treatments respectively. Overall, the results demonstrated that the conversion of sewage sludge to biochar is a suitable method for its management and it can be used for stabilization and remediation of Cu contaminated soils.

    Keywords: DTPA-TEA, Release Kinetics, Biochar, Pyrolysis temperatures
  • Hajar Abyat, Mohammad Reza Ansari *, Nafiseh Rang Zan, Ahmad Abyat Pages 2469-2481

    Heavy metals have received much attention in recent years due to their stability in the environment and pollution potential in the soil. In sediments, a significant proportion of toxic metals are absorbed by clays and remain for a long time, so they can increase the severity of air pollution due to dust which is rising by wind. The aim of this study was to investigate the contamination level of heavy metals in Hooralazim wetland sediments which known as dust zone. For this purpose, 65 samples were collected from 0-15 cm depth of Hooralazim Wetland sediments and the concentration of heavy metals were measured using atomic absorption spectrometry. In order to evalute the contamination level, Molar geochemical index, enrichment factor, contamination coefficient and contamination load index were calculated. Based on the molar geochemical index, the results showed Cd, Ni and Cr were in the non-contaminated range to moderate contamination and Pb, Cu, Zn, Fe and Mn were in the non-contaminated range. Also, based on the enrichment factor, Cd had the highest enrichement, Ni and Cr had moderately enrichement and Pb, Cu, Zn, Fe and Mn had low enrichment. Contamination coefficients were also found to be low for Pb, Cu, Zn, Fe and Mn, moderate for Ni and Cr and high for Cd. The contamination load index showed no pollution for the sediments. Therefore, based on the calculated indices, the amount of Cd, and then Ni and Cr were above the standard level. Since, the effluents of industerial, oil fasilitiess and chemical fertilizers are entering into Hoorolazim wetland.

    Keywords: Dust Sources, Horoalazim Wetland, Heavy metal, Pollution Index
  • Banafsheh Rahimi, Maryam Hafezparast Mavaddat * Pages 2483-2499

    Today, the effects of climate change and global warming have been demonstrated by rising greenhouse gases. Occurrence of these conditions affects hydrological processes such as precipitation and river flow, which is one of the main sources of water for the basin. In this study, the monthly values of precipitation, temperature and inflow of Jamishan Dam during the period of 1988-2017 are considered as the basic period. The output of climate models does not have the desired accuracy and spatial and temporal resolution, so it is necessary to downscale the output of CMIP5 models for the study area. In this study, using Change Factor Method (CFM), the data of two FLO_ESM and CNRM_CM5 models were downscaled under the RCP8.5 scenario and the monthly temperature and precipitation parameters of Jamshan dam were produced for the period 2021-2050. To evaluate the effect of climate change on runoff in the region, SVM, GEP and IHACRES models were studied and compared. The results of climate model indicate an increase in temperature between 0.1 to 1.4 degrees of Celsius for both FLO_ESM and CNRM_CM5 models. Also, the results of simulated precipitation in FLO_ESM and CNRM_CM5 models show that the monthly long-term average under the RCP8.5 scenario in the next period decreased 1.1 and 5.8%, respectively, as compared to the baseline period. In general, the results show a reduction in runoff in all three models (SVM, GEP and IHACRES), which the highest reduction (28.9%) is corresponded to SVM in FLO_ESM model and the lowest reduction (14.1%) is corresponded to GEP in CNRM_CM5 model. In this study, GEP and IHACRES models are more accurate than the SVM model.

    Keywords: Climate Change, Rainfall-Runoff, svr, GEP, IHACRES
  • Hadi Modaberi, Alireza Shokoohi * Pages 2501-2517

    Wetlands as the most important aquatic ecosystems, in addition to include many ecological values, have provided many goods and services to local communities. Determining the amount of water required to simultaneously preserve the environmental and socio-economic values ​​of wetland stakeholders, is essential given the key role of water in functions dependent on aquatic ecosystems. Normally, socio-economic issues are less considered in calculating the water needs of wetland ecosystems, but in comprehensive approaches within the IWRM framework, in addition to hydrological and ecological issues, socio-economic issues related to the livelihood of human communities are also considered. In the present study, Anzali International Wetland was selected as a case study, and the required depth and volume of the wetland for tourism purposes was determined using a combined method that uses hydrological, ecological, and socio-economic methods. In this method, at first, all the services that the wetland provides to local stakeholders were identified through face-to-face interviews, observation, and review of resources, and it was shown that in socio-economic issues, boating tourism is one of the most important factors in determining the required water of the wetland. In the next step, the locations of cooperatives and boating docks were identified, and by selecting ecological-tourism indicators, the optimal routes for moving motorboats to these places were identified.  By estimating the depth of water required for the movement of boats, the volume of water required for the tourism water needs in Anzali Wetland was estimated to be 130 million cubic meters, which is 50 million cubic meters more than the current volume of the wetland and also less than the minimum ecological needs of the wetland.

    Keywords: Tourism water requirement, Eco-tourism index, Lotus (Nelumbo nucifera), immigrant water birds, Anzali wetland
  • Arash Tafteh *, Mohammad Mehdi Nakhjavani Moghadam, Aslan Egdernezhad, Saloome Sepehri Pages 2519-2529

    Due to limited water resources and the problem of water distribution in irrigation and drainage networks and non-compliance of plant irrigation needs with existing irrigation periods, a water stress is introduced to the plants systematically. Therefore, in this study, two production functions of Raes (2004) and Tafteh et al. (2013) were evaluated for corn using the yield response factor suggested by Tafteh et al. (2014a). For this purpose, two varieties of corn 500 and 302 were harvested in two years of cultivation with irrigation treatments of 100, 75 and 50% of water requirement and their yield values were evaluated using the proposed functions. The results showed that both production functions in determining corn yield of 500 and 320 together with the amount of root mean square error is about 591 kg / ha, the normal root mean square error is about 8% and the mean bias error is about 25 kg / ha. The agreement index was about 0.94 and the efficiency factor index of the model was about 0.81. These statistical results showed that the proposed functions are highly effective in determining the yield of both varieties. A separate study of these two varieties also showed that the 302 cultivar has lower yield and in water shortage conditions, its sensitivity to the plant, especially in the middle period of growth, is higher than the 500 cultivar. Therefore, cultivar 500 has a higher yield than cultivar 302 and in water shortage conditions, its sensitivity coefficients are less and it shows more resistance to water stress. Yield response factor of cultivar 302 in the initial, middle and final stages of growth were determined to be 0.5, 1.4 and 0.8, respectively Which is different from the suggested values.. Therefore, it is necessary to evaluate the proposed cultivars in water stress conditions using production functions.

    Keywords: Grain corn, Production Function, Yield response factor, water stress
  • Rasoul Daneshfaraz *, Mahdi Majedi Asl, Mohammad Bagherzadeh Pages 2531-2541

    Controlling relative residual energy values, relative depth, and downstream Froude numbers are important issues faced by designers of inclined drop structures. In this study, 60 different experiments including three angles and two drop heights with subcritical flow at upstream were performed to investigate the effect of using gabion structure in inclined structure in comparison with using the stilling basin downstream of this structure. The results showed that for all experiments, increasing the relative critical depth increases the relative residual energy values and downstream relative depth. Relative energy values and relative downstream depth were significantly reduced when the gabion structure was used in inclined drop and the inclined gabion drop was constructed. The inclined gabion drop reduced the relative energy remained at downstream by 30, 33, 30, and 36 percent as compared to the standard type one, two, three and four stilling ponds, respectively. The average relative depth of downstream was also reduced 37, 40, 37 and 43% as compared to the standard type one, two, three and four stilling ponds, respectively. The range of Froude numbers reduced from 4.49-8.35 to 1.28-2.64. Also, some relationships were presented for estimating relative residual energy and relative depth at downstream of the gabion inclined drop structure.

    Keywords: Residual Energy, Gabion structure, stilling basin, Additional structures, Relative Critical Depth
  • Koohzad Raispour * Pages 2543-2557

    Precipitable Water Vapor (PWV) is one of the most important quantities in meteorology, atmospheric physics, hydrology and climate change studies, which its estimation is useful in predicting precipitation, flood occurrence and other hydrological parameters. Today, satellite imagery is widely used to estimate PWV and analyze its correlation with other meteorological Variables. The objective of this study was to estimate the amount of PWV and to investigate its relationship with six climatic variables such as; temperature, pressure, relative humidity, cloudiness ratio, precipitation and wind speed in the geographical area of Iran using satellite-based data.The proposed data with monthly time steps and 1°*1° spatial resolution were selected in the climatic range of Iran's atmosphere for the period of 2003-2019. Pearson correlation coefficient was used to investigate the relationship between PWV and the above mentioned climatic variables. Digital data extracted after qualitative control and pre-processing were used by specialized software such as ENVI, ArcGIS and Grads to build raster layers based on the geographical boundary of Iran.  According to the results, the average PWV in the atmosphere of Iran is 12.7 mm, which shows a lower amount as compared to the global average (21.6 mm). On the other hand, the amount of PWV in the Atmosphere of Iran does not have a temporal and spatial homogeneous distribution. So that the highest amount of PWV is concentrated in the coastal area of south and north and the lowest amount is concentrated over the Zagros mountain range, parts of northeast and east of Iran and in the next priority in the desert areas of central Iran. The Pearson correlation coefficients between PWV and the meteorlogical variables were 86% for air temperaure, - 89% for pressure, - 88% for relative humidity, - 32% for cloudiness ratio, - 64% for precipitation and  67% for wind speed.

    Keywords: Satellite Estimation, Precipitable Water, AIRS Sensor, Pearson correlation, Atmosphere of Iran
  • Meysam Cheraghi, Babak Motesharezadeh *, Hossein Ali Alikhani Pages 2559-2574

    The present study was carried out to investigate the effects of biological and chemical fertilizers on morpho-physiological characteristics and nutrients uptake in tomato plant (Lycopersicon esculentum Mill). A factorial trial arranged in a completely randomized design was carried out under greenhouse conditions. Treatments consisted of five levels of  chemical fertilizers applied as: control (F0), fertilizer traditionally used (F1), soil-test-based optimum nutrients levels (F2), commercial root stimulant (F3), optimum nutrients levels + application of N, P, Zn and Si by the rate of twofold of the optimum levels (F4) and five levels of  biological fertilizers including: control (BF0), PGPR (BF1), arbuscular mycorrhiza fungi (BF2), vermicompost (BF3), and biological package (BF4).The results indicated that the interaction effect of treatments was significant only for shoot dry weight. F4-BF4 and F2-BF4 treatments increased shoot dry weight up to 122% and 121% compared to the control (F0-BF0), respectively. The application of BF4 incresed the leaf area 55% and the application of F4 increased SPAD chlorophyll index 29% as compared to the control and they were the best for increasing such properties.  Among the biological treatments, the application of BF4 increased the uptake of N, P, K and Si in the shoot by 108.4, 224.7, 115.6 and 226.3%, respectively, and among the chemical treatments, the application of F4 increased the uptake of these elements by 58.7%, 14.9% 25.1% and 158% in comparison with control, respectively. The results of this study showed that in the soils with high pH, the nutrients uptake of tomato plant can be effectively improved via integrated application of vermicompot and chemical fertilizers under both optimum and even higher levels.

    Keywords: Arbuscular mycorrhiza, Chemical Fertilizer, PGPR, Soil testing, vermicompost
  • Yahya Rahimi, Bahram Saghafian *, Mohammadali Banihashemi Pages 2575-2591

    Risk-based optimization in flood diversion system is a framework that allows the designer to involve uncertainties in the decision-making process and determine the reliability of the hydraulic structure. This study was conducted to incorporate hydrological and hydraulic uncertainties in the probabilistic design of Karun-4 diversion system in Khuzestan province, southwestern Iran. The risk-based multivariate probabilistic model was developed for determining the effect of uncertainty sources on the characteristics of the flow diversion system. For this purpose, the time series of annual maximum peak flow and maximum flood volume data for a period of 37 years were prepared and evaluated. Archimedean copula function and non-dominated sorting genetic algorithm were adopted to minimize the overtapping risk and construction cost as objective functions. Diameter, slope, wall covering and tunnel entrance height, cofferdam height at upstream and downstream were searched as decision variables in the possible space of the problem. The results show that optimal values of upstream cofferdam height, downstream cofferdam height and the diameter of the first and second tunnels were estimated as 44.5, 12.5, 10.5 and 9.9 m, respectively, all corresponding to 25-year return period. Moreover, the results suggest that the proposed framework could be valuable for decision makers when economic, hydraulic and hydrological uncertainties are expected.

    Keywords: Upstream cofferdam, Non-dominated sorting, Multi-objective optimization, Risk-based analysis
  • Hassan Sayyahi, Aslan Egdernezhad *, Niazali Ebrahimipak Pages 2593-2605

    Irrigation interval and fertilizer amount have an important effect on sugar beet yield. This study was conducted to evaluate AquaCrop and WOFOST models in terms of simulation of sugar beet yield and water productivity at Qazvin agricultural research station during three years. For this purpose, two treatments were considered; irrigation water management in four levels (6, 9, 12; and 15 days) and Boron fertilizer amount in three levels (21, 30 and 39 kgha-1; as low, medium and proper amounts, respectively). RMSE values for yield simulated by WOFOST and AquaCrop models were 0.29 and 1.07 ton.ha-1, respectively. RMSE values for water productivity simulated by the proposed methods were 0.61 and 0.14 kg.m-3,, respectively. RMSE values for yield simulated by WOFOST and AquaCrop for irrigation treatments were in the range of 2.78-3.50 and 1.91-2.26 ton.ha-1, respectively, and for fertilizer treatments were in the range of 2.34-4.51 and 1.14-2.94 26 ton.ha-1, respectively. The amount of error for water productivity simulated by WOFOST and AquaCrop models for irrigation treatments were in the range of 0.34-0.48 and 0.16-0.38 kg.m-3, respectively, and for fertilizer were in the range of 0.30-0.56 and 0.15-0.41 kg.m-3, respectively. Thus, AquaCrop model had better accuracy compared to WOFOST model for separated treatments. In general, WOFOST accuracy was good. According to the results, it is recommended by caution to use WOFOST model to simulate sugar beet in the simulation of irrigation treatments with fertilizer.

    Keywords: Water use efficiency, Fertilizer Stress, Crop Modeling
  • Saba Hoseini Tabesh, Zahra Aghashariatmadari * Pages 2607-2621

    Agriculture is directly affected by climate conditions and changes; therefore, it is essential to understand the effects of climate change on agricultural water resources in order to adapt negative effects on sustainable crop production. In this study using three scenarios; RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 of the HadGEM2-ES climate model, the future climate data (precipitation, minimum and maximum temperatures) for two periods (2020-2039 and 2040-2059) were forecasted under climate change and based on a 20-years basic period (1985-2005) climate data using LARS-WG software. The base-period evapotranspiration was estimated using Hargreaves-Samani method and they were converted to Fao-Penman-Monteith method by Coefficient (G) in order to improve accyracy. According to this, irrigation requirement of rice (most important and major crop in Gilan province) and evapotranspiration were compared between the past and future. Results declared that the average annual maximum and minimum temperatures for the periods of (2020-2039) and (2040-2059) in comparison to the base period, will increase 2.2 and 2.1, 3.2 and 2.8 ˚C respectively. Also, the average monthly rainfall under all three scenarios will increase 11.8 and 13.6 millimeters for the proposed future periods, respectively. In addition, the net irrigation changes of rice for the both proposed periods will increase 0-31% and 0-45%, respectively. The trend of evapotranspiration changes is ascending and the range of changes during the two periods will be 0.4%-13.6% and 6.1%-27.6%, respectively. This method demonstrated the outlook of climate change impacts on irrigation to the farmers. The results of this study suggest that it is necessary to understand climate change impacts on agriculture, for improved agricultural management planning. The results of this study highlight the need to pay more attention to the effects of climate change on reliable agricultural management and planning.

    Keywords: irrigation requirement, Hargreaves-Samani, FAO-Penman-Monteith, climate change, RCP scenarios
  • Mohammad Ansari Ghojghar *, Masoud Pourgholam-Amiji, Javad Bazrafshan, Shahab Araghinejad, Abdolmajid Liaghat, Seyed-Mohammad Hosseini-Moghari Pages 2623-2639

    The increase in dust storms occurrence in recent years in southwestern Iran, especially in Khuzestan province, and consequently the decrease in air quality in these areas, has doubled the importance of forecasting and linking this phenomenon with climate variations. The aim of this study was to investigate the efficiency of hybrid Genetic-Annealing (GA-SA) and Genetic Algorithm (GA) methods for selecting optimal input variables in forecasting the frequency of days with dust storm (FDSD). For this purpose, hourly dust data and meteorological organization codes, as well as climatic data including maximum temperature, minimum temperature, average temperature, total rainfall and maximum wind speed on a seasonal scale with a statistical period of 35 years (1984-2018) in seven synoptic stations in Khuzestan province were used. Then, by having a time series of FDSD index and other climatic variables, it was compared to the efficiency of different modes of input variables, in order to forecasting the frequency of days with dust storm in the next season. The results showed that the hybrid Genetic-Annealing method (GA-SA) had the best performance among all the modes of selecting the input variables; In this case, the evaluation criteria of R, MAE and RMSE varied from 0.91, 0.29, and 0.44 to 0.99, 0.13 and 0.17 in the studied stations, respectively. Also, the average frequency of days with dust storm on a seasonal scale in the studied stations varied from 1.68 to 4.10, respectively, so that with increasing FDSD index in the study station, the predictive accuracy of all modes increased so that in the first forecast state (based solely on the FDSD index), the correlation coefficient between the observational values of the days associated with dust storms and its computational values increased from 0.87 to 0.95. For the second case (forecast based on frequency of days with dust storm and all Auxiliary Characteristics, ie FDSD & AC), the third mode (based on the optimization of the Genetic Algorithm) and the fourth mode (based on the hybrid Genetic-Annealing method) the correlation coefficient also varied from 0.93 to 0.94, 0.91 to 0.97 and 0.94 to 0.99 in the studied stations, respectively. In general, by comparing the modes used, the hybrid Genetic-Annealing method (GA-SA) performed the best, followed by the Genetic Algorithm (GA). The results of this study can be useful in managing the consequences of dust storms and desertification programs in the study areas.

    Keywords: Dust, FDSD Index, Desert Greening, Genetic-Annealing, ANFIS
  • Shahram Hemati, Behrouz Nasiri *, Mostafa Karampoor Pages 2641-2650

    Determining the trend of soil temperature change is of special importance due to the close relationship with sustainable agricultural management. In this study, in order to investigate the trend of soil temperature change in three stations of Kangavar, Kermanshah and Sarpolzahab, which have different climates, a series of daily soil temperature data for 25 years (1993 to 2018) of these stations were obtained from the meteorological organization of the country. Using daily averages of soil temperature, the averages of warm period (spring and summer) and cold period of the year (autumn and winter) and the averages of annual were adjusted and calculated based on the solar calendar. Mann-Kendall and Sen’s slope estimator tests were used to analyze the soil temperature trend at 95 and 99% confidence levels. Analysis of Kangavar synoptic station data series showed a significant upward trend using the both tests for annual soil temperature averages. In Kermanshah station, despite the increase in soil temperature values ​​at all depths, no significant trend in the average annual soil temperature was observed. Sarpolzahab station also did not show any trend. In Kangavar and Kermanshah stations, the increasing trend in soil surface temperature showed a higher value, which is due to the greater influence between soil surface temperature and air temperature. The average of temperature increase in 5-cm soil depth for Kermanshah and Kangavar stations were estimated to be 0.04 and 0.10 degree of Celsius per year, respectively. The increase in the average annual soil temperature of stations with increasing trend was recognized in the warm period of the year, mainly due to heat storage.

    Keywords: Mann-Kendall, Sen’s slope, warm period, Cold period, Soil depths
  • Amin Kanooni *, Soheila Urji Pages 2651-2663

    Predicting volume of water stored in reservoirs in the future periods plays an important role in planning and managing the optimal use of water resources systems. In this study, time series analysis method was used to predict the monthly inflow to Yamchi and Sabalan reservoirs in Ardabil province. The monthly flow data measured at hydrometric stations, located at the dam's entrance for 21 years (1994 to 2015) were used to build and test an appropriate model. The structures of the seasonal models were identified according to the auto-correlation charts (ACF) and partial auto-correlation (PACF), and then the appropriate model for each hydrometric station was selected based on the Akaike Information Criterion (AIC), Akaike Information Criterion Correction (AICC) and Bayesian Information Criterion (BIC). By fiting the model to the observational data, the parameters of each model were determined and the adequacy of the selected models was also examined by diagnostic tests. The results showed that ARIMA (1,0,0)(0,1,1)12 and ARIMA (1,1,1)(0,1,1)12 models, respectively for the monthly flow data of Yamchi and Arbabkandi stations have the lowest root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) and the highest determination coefficient. The values of these indicators in the model related to Yamchi hydrometric station were 1.04, 0.606 and 0.63, respectively, and for Arbabkandi hydrometric station were 1.35, 0.8 and 0.74, respectively. Therefore, the selected models accurately predict the monthly inflows to Yamchi and Sabalan reservoirs. Comparing the predicted results with the observational data showed that the selected models are not very accurate in predicting high discharge values.

    Keywords: forecasting, Monthly Inflow, Reservoir operation, Seasonal model, time series
  • Mohammadjavad Vahidi * Pages 2665-2680

    Land suitability assessment is essential for optimal use of agricultural lands. In this research, Root Mean Square (RMS) method and Analytical Hierarchy Process (AHP) have been used to evaluate the land suitability of Alghoorat region (with an area of 133.2 km2 located in South Khorasan Province) for Jujube and barberry. 12 control profiles were studied out of 50 primary profiles. Questionnaires for barberry and jujube were prepared and completed by farmers and experts. First, some physical and economical properties (income subindex) were studied. According to the results of the questionnaires, weights were given for each factor and separately for each type of productivity, based on its effect on land suitability. Finally, the weights and degrees of suitability for each property were combined together in the Expert Choice software, and suitability classes were determined according to the FAO standards. The results showed that the suitability of climate was high (S1) and the most important soil limitations were slope, lime and texture. The climate and moisture indices had the highest (0.355) and the lowest weight (0.044), respectively. The range of land indices for barberry and jujube were 10.7 to 75.6 and 11.2 to 77 using RMS method and were 13.4 to 77.1 and 14.5 to 79.4 using AHP method, respectively. Although this difference is very small, the conditions of the region for cultivation of jujube seem more suitable than for barberry. The calculated explanation coefficients between observational production and land indices estimated by RMS method for barberry and jujube were 0.96 and 0.94 and by AHP method were 0.98 and 0.92, respectively.

    Keywords: Cultivation priority, Land index, Root mean square method, Sustainable Development
  • Masiholah Mohammadi, Behrouz Sobhani * Pages 2681-2695

    The purpose of this research is to present a method based on global and experimental algorithms for estimating relative humidity in Sistan and Baluchestan province. For this purpose, Terra MODIS images and products (MOD05, MOD07) of 10-years (1-Jan-2009 to 31-Des-2018) under cloudless conditions were used as selected data. To validate the obtained layers (near ground surface temperature, ground surface pressure, total perceptible water, TPW, and relative humidity), the ground station and the radio sound data were used. The R2 and REMS values of the recorded layers from the sensor and the ground data were acceptable and the sensed data were in good agreement with ground station measurements. Results show that the altitude factor play an important role in temperature measurement. The minimum amount of TPW has been recorded to be 6 mm in the Khash, Mir Java and Saravan regions in the cold season and the maximum amount of TPW has been recorded to be 49 mm in the coastal areas in the warm season. The average relative humidity in the province is in equilibrium in the cold season, while it is out of equilibrium in the hot season, so that it is above 60% on the coast of Oman and less than 10% in the central province (Khash, Mir Java and Zahedan).

    Keywords: zoning, relative humidity, Sistan, Baluchestan, Experimental Algorithm, MODIS Measurement
  • Samar Behrouzinia, Hojjat Ahmadi *, Nader Abassi, Akbar Javadi Pages 2697-2709

    The electrokinetic method is classified as one of the physical and chemical methods of purification of contaminated soils. This is one of the most widely used methods for purifying soil and sludge. To improve purification by electrokinetic method, a geotextile membrane was fabricated by the chemical polymerization method based on Pyyrole polymer and copper oxide nanoparticles. The membrane was placed in direct contact with the copper electrode in the electric field.  To evaluate the effect of membrane in the electrokinetic removal process, a physical model was designed and filled with copper contaminated kaolinite with concentration of 200 mg/kg. For desorption of copper, 0.01 M potassium chloride was used as anolyte and catholyte solutions. 0.1 M hydrochloric acid was injected into the catholyte chamber at a constant rate of 0.6 mL/h. According to the results, Employing the fabricated membrane in an electric field accelerated the removal of copper by the electrokinetic process. In spite of reducing the outflow (in the test employing the fabricated membrane), the residual copper concentration in the outflow was six times of the residual copper in the control test. The removal efficiency of copper adjacent cathode electrode was increased from 29.5% in the control test to 38% in the test employing the fabricated membrane, which indicates the ability of fabricated membrane in electrokinetic purification. The amount of copper accumulation in the test employing the fabricated membrane was reduced adjacent anode electrode and reached 29% compared to the control test.

    Keywords: Pyrrole polymer, purification, Conductive membrane, Geotextile
  • Hamid Molahoseini, Mohmmad Feizian *, Ebrahim Mehdi Pour, Saeid Davazdah Emami Pages 2711-2723

    This study was conducted to investigate the effects of coated nanosilicon oxide with humic acid (coHA-nSi) on yield, ion composition and salt tolerance of black cumin (Nigella sativa L.) in 2017-2018. The experiment was performed in the form of split-plot based on Randomized Complete Block Design with four replicates under greenhouse condition. The main plot was salinity levels including 2 (control), 3.5 and 5 dS/m. The sub plots was SiO2-nanoparticles including Control (without nanosilicon oxide), uncoated nanosilicon oxide (0.5 g/l) and coated nanosilicon oxide (0.5 g/l) which were applied in multi leave stage (15 days after planting) and flowering stages (50 days after planting). The results demonstrated that the salinity stress decreased yield and its compouents significantly. The application of coated nano silicon oxide increased significantly the seed weight (18.9%) and biomass dry weight (8.9%), dry root weight (23.7), number of capsules (24%) and number of seed (15.9%), harvest index (10.5%) and relative leaf moisture content (20.7%) and decreased significantly the ionic leakage (IL, 18.1%) compared to the uncoated nanoparticles. Also, it increased the uptake of leaf nutrients such as nitrogen, potassium and calcium. Therefore, it is concluded that the silicon nanooxide coated with humic acid could increase the effect of this nanoparticle on salinity tolerance indices, quantitative and qualitative traits of black seed under saline conditions.

    Keywords: Coated nanoparticles, Humic Acid, medicinal plants