فهرست مطالب

مجله محیط زیست و مهندسی آب
سال هشتم شماره 1 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مهدی صالحزاده، آرزو نجایی*، محمدابراهیم رمضانی، پروین علیزاده اسلامی، محمد شکری صفحات 1-14

    فرآیند اکسیداسیون پیشرفته با استفاده از ذرات آهن صفر ظرفیتی و رادیکال های فعال شده توسط سولفات فرابنفش برای حذف فنل از فاضلاب مصنوعی به عنوان یک روش بسیار کارآمد شناخته می شود. هدف از این مطالعه تعیین تغییرات pH و سنتیک در فرآیند ZVI/PS/UV برای حذف فنل از فاضلاب بود. هر آزمایش در یک راکتور پلکسی گلاس مجهز به دو منبع تابش فرابنفش (nm 254) انجام شد. ویژگی های آهن صفر ظرفیتی توسط آنالیزهای XRD، SEM، EDAS و BET تعیین شد. نتایج نشان داد که سطح ویژه آهن صفر ظرفیت m2/g 43/4 بود. اندازه متوسط ​​نانوذرات آهن nm 48/35 بود. تحلیل SEM نشان داد که بلورها دارای ساختار کریستالی مناسبی هستند. نتایج جذب نشان داد که در pH اولیه 6، بیش ترین میزان حذف فنل 85/3±87/94% به دست آمد. مطالعه سینتیکی نشان داد که فرآیند ZVI/PS/UV برای حذف فنل از مرتبه دوم پیروی می کند و pH در حذف فنل از فاضلاب موثر است.

    کلیدواژگان: آهن صفر ظرفیتی، اکسیداسیون پیشرفته، پرسولفات، فنل
  • هوشنگ قمرنیا*، سمیه عنایتی، عطا امینی صفحات 15-30
    به دلیل افزایش جمعیت، سطح رفاه، توسعه صنایع و کشاورزی در کنار تغییرات اقلیمی، همواره انتظار رفتاری متغیر از منابع آب زیرزمینی در طول زمان از جهت کمی و کیفی می رود. بنابراین بررسی تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی جهت مدیریت آن ضروری به نظر می رسد. بدین منظور در این پژوهش به بررسی تغییرات کمی آب زیرزمینی دشت بیجار-‍ دیواندره با کد MODFLOW موجود در نرم افزار GMS پرداخته ‍شد. شبیه سازی آبخوان برای یک دوره  شش ساله و گام ماهانه از مهر سال 1389 تا خرداد سال 1395 انجام و شاخص خشک سالی SPI نیز برای دوره آماری 1366- 1394 محاسبه ‍شد. نتایج شبیه سازی آب زیرزمینی نشان‍داد که در طول دوره شبیه سازی سالانه در حدود m 5/0 افت در آبخوان ایجادشده که شدت آن در ناحیه های مختلف متفاوت بود. لذا، با توجه به افت ایجادشده و با در نظر گرفتن مساحت و مقدار متوسط ضریب ذخیره آبخوان موردنظر، سالانه در حدود mm3 1/1 از حجم آبخوان کاسته ‍شده ‍است. نتایج به دست آمده نشانگر آن است که اگر همچنان روند مدیریت کنونی ادامه یابد، در طول چند سال آینده شاهد افت شدید آبخوان و خسارت جبران ناپذیری خواهیم ‍بود. نتایج شاخص SPI نیز حاکی از وضعیت خشک سالی نزدیک نرمال بوده و این بدان معنی است که خشک سالی تاثیر بسیار کم تری در تراز آب زیرزمینی آبخوان موردنظر در سال های مختلف داشته‍ است. ازاین رو، جهت حفظ آبخوان موردنظر، بررسی سناریوهای مدیریتی نظیر تغذیه مصنوعی، کاهش برداشت ها، تغییر الگوی کشت در منطقه پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آبخوان، کردستان، شاخص SPI، مدل مفهومی
  • حسین باقری*، کاظم درویش بسطامی صفحات 31-46
    در این پژوهش به منظور بررسی غلظت فلزات سنگین در رودخانه های مهم بخش جنوبی دریای خزر در سه نقطه بالادست، مصب و عمق 1 تا m 10 دریا، نمونه رسوب سطحی و یک نمونه مغزه برداشت شد. آنالیزهای دانه بندی، سنجش ماده آلی، و تعیین غلظت فلزات سنگین بر روی نمونه ها انجام گرفت. بیش ترین مقادیر غلظت آهن (ppm45000)، آلومینیوم (ppm74000)، کروم (ppm 78/142)، کبالت (ppm 67/33) و سرب (ppm 70/56) در رودخانه رامسر، آرسنیک (ppm 45/18) و روی (ppm 3/110) در رودخانه گرگانرود، نیکل (ppm 60) در رودخانه قره سو و مس (ppm 63/52) در سفیدرود مشاهده گردید. همچنین کم ترین میزان تمرکز عناصر در مغزه خلیج گرگان (K5) و عمق cm 85 با سن تقریبی1400 سال به دست آمد که به عنوان مقدار زمینه استفاده شد. بر اساس شاخص درجه آلودگی  سه رودخانه بابلرود، چشمه کیله و سردآبرود در محدوده درجه آلودگی متوسط و رودخانه های گرگانرود، قره سو، تجن، رامسر و سفیدرود در محدوده آلودگی قابل توجه رده بندی شدند. بر مبنای شاخص درجه آلودگی اصلاح شده (mCd)، همه رودخانه ها در محدوده درجه آلودگی پایین تا متوسط قرار داشتند و ضریب بار آلودگی (PLI) در بیش تر ایستگاه ها در محدوده بیش تر از 1 (کمی آلوده تا آلوده) را نشان داد. به لحاظ سلامت بوم شناسی (RI) رودخانه ها در محدوده کم ریسک قرار می گیرند. شاخص غنی شدگی (EF) در رسوبات بخش های دهانه ای نشان داد رودخانه های فوق احتمالا تحت تاثیر عوامل مختلف از جمله زمین شناسی منطقه، شرایط آب وهوایی و عوامل انسانی غنی شده اند و آلودگی متوسط تا شدید دارند.
    کلیدواژگان: آلودگی، رودخانه، رسوب، دریای خزر
  • کامله آقاجانلو*، میرعلی محمدی، مهدی یادگارآزادی، فرزاد قاطعی صفحات 47-62
    وقوع ریزش های نفتی در دریاها و اقیانوس ها موجب بروز آسیب های کوتاه مدت و بلندمدت بسیاری به سواحل و بوم سازگان دریایی می شوند. بنابراین به منظور کاهش خسارات، نقشه های جامع آسیب پذیری سواحل می توانند به عنوان ابزاری قدرتمند در اختیار تصمیم گیرندگان مدیریت سواحل و نیز تیم مقابله اضطراری با ریزش ها قرار بگیرند. در پژوهش حاضر، با تلفیق مدل ریاضی مسیریابی لکه نفتی و نرم افزار ArcGIS، سواحل شمالی خلیج فارس بر اساس مواجهه با آلودگی های نفتی مورد ارزیابی قرار گرفتند. به همین منظور، 20 سناریو ریزش فرضی با نوع نفت و زمان وقوع تصادفی در فصل های تابستان و زمستان طراحی شدند. سپس با استفاده از نرم افزار لاگرانژی GNOME مسیر حرکت لکه نفتی و زمان رسیدن آن به سواحل شبیه سازی شد و بر اساس آن ماتریس مواجهه هر ناحیه ساحلی با آلودگی تشکیل شد. در نهایت، سواحل شمالی خلیج به پنج سطح آسیب پذیری طبقه بندی شدند. نتایج نشان داد که در تابستان محدوده بندرهای عسلویه و بوشهر با احتمال تجمعی به ترتیب 120 و 94% و در زمستان بندر عسلویه با احتمال تجمعی 119% در کل سناریوها در رده آسیب پذیری بسیار بالا قرار گرفتند. همچنین، بندرهای بوشهر و عسلویه بالاترین ضریب پتانسیل آسیب رسانی به منطقه را به خود اختصاص دادند. بر اساس نتایج این پژوهش، آسیب پذیری سواحل به طور قابل توجهی تحت تاثیر تغییرات فصلی شرایط اقلیمی منطقه و وضعیت جریان قرار دارد.
    کلیدواژگان: پتانسیل خطر، خلیج فارس، ریزش نفتی، سطوح آسیب پذیری
  • کوروش مجد سلیمی*، رضا آزادی گنبد، شهرزاد شایگان صفحات 63-78
    هدف از این مطالعه بررسی تاثیر سطوح مختلف تیمار آبیاری قطره ای بر عملکرد، اجزای عملکرد و کیفیت برگ سبز چای طی دوره خشکی بود. این پژوهش برای نخستین بار طی سال های 1396 و 1397 در باغ چایی در منطقه بازکیاگوراب لاهیجان در استان گیلان اجرا شد. آزمایش به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار به اجرا درآمد. تیمار آبیاری شامل پنج سطح صفر، 25، 50، 75 و 100% نیاز آبیاری در نظر گرفته شد. برنامه ی آبیاری قطره ای در دوره ی تنش آبی به صورت هفته ای دو بار بر اساس پایش رطوبت خاک در عمق توسعه ی ریشه ها انجام گرفت. آبیاری کامل به میزان 2225 و m3/ha 1610 در دو سال آزمایش باعث شد تا تولید شاخساره قابل برداشت در فصل تابستان به ترتیب 162 و 153% نسبت به سطح بدون آبیاری افزایش داشته باشد. افزایش تنش آبی در سطوح آبیاری ناقص منجر به افزایش ماده جامد (خشبی شدن) شاخساره های چای شد. برعکس، با افزایش میزان آب آبیاری در سامانه آبیاری قطره ای، وزن تر شاخساره ها افزایش پیدا کرد. میانگین دوسالانه بیش ترین میزان عملکرد برگ سبز چای معادل kg/ha 9125 با تامین 100% نیاز آبیاری و کم ترین میزان عملکرد معادل kg/ha 3468 از سطح بدون آبیاری به دست آمد. همچنین بهبود خصوصیات کیفی چای مانند پلی فنل کل، کافیین، خاکستر کل و درصد نیتروژن شاخساره با انجام آبیاری کامل در سامانه ی قطره ای مشاهده شد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، خشکی، رطوبت خاک، عملکرد چای، کیفیت چای
  • عابد بابک بهاروند، مریم کیانی صدر*، بهاره لرستانی، مهرداد چراغی، سهیل سبحان اردکانی صفحات 79-92
    گیاه پالایی یکی از مهم ترین روش های زیستی پایدار جهت مقابله با اثرات روزافزون آلاینده ها است. در این پژوهش کارایی گیاه حرا (Avicennia marina) جهت پالایش فلزات سنگین سرب، کادمیوم و نیکل از محیط های آبی موردبررسی قرار گرفت. برای نمونه برداری از گیاه حرا و رسوبات در سال 1398، 20 ایستگاه در سراسر تالاب خورخوران واقع در غرب بندرعباس مشخص و اقدام به جمع آوری نمونه از آب، رسوب و بخش های مختلف گیاه گردید. بر اساس نتایج پژوهش، بیش ترین تجمع فلزات با مقدار mg/kg 38/4 در ریشه درخت حرا مربوط به سرب و کم ترین تجمع فلزات با مقدار  mg/kg 261/0 در ریشه درخت حرا مربوط به کادمیوم بود. نتایج ضریب انتقال برای عناصر سرب و کادمیوم در ریشه درخت حرا بزرگ تر از 1 و برای نیکل کم تر از 1 به دست آمد. همچنین بین پارامترهای pH و دما با میانگین غلظت تمامی فلزات سنگین در رسوب و بین EC با میانگین غلظت تمامی فلزات سنگین به جز نیکل در آب همبستگی معنی دار آماری وجود داشت (05/0 P>). با توجه به نتایج، اختلاف در غلظت فلزات در بافت برگ و ریشه گیاه حرا ممکن است به دلیل تفاوت در ساختار فیزیولوژیکی بافت ها باشد؛ بنابراین، به نظر می رسد ریشه درخت حرا نسبت به برگ آن برای پالایش فلزات سنگین مناسب تر است.
    کلیدواژگان: تالاب، فلزات سنگین، گیاه حرا، ضریب انتقال
  • بهاره مرادی، آرزو قادی*، امیر حیدری نسب، احسان بیناییان صفحات 93-107
    سولفور یکی از عناصر موجود در سوخت های فسیلی است که در هنگام احتراق در موتور خودرو به سولفور دی اکسید، که یکی از مهم ترین آلاینده های هواست، تبدیل می شود. در پژوهش حاضر ظرفیت جذب یک ترکیب سولفور دار ارگانیک از یک مدل سوخت گازوییل محتوی ppm 300 تیوفن، روی زیولیت x13 اصلاح شده با 3% وزنی فلزات مس ارزیابی شد. همچنین تاثیر سه پارامتر زمان تماس (15، 30، 60، و min 120)، مقدار جاذب (5/0، 1، 5/2 وg  5/3) و دما (25، 40، 50 و °C 60) در یک سیستم ناپیوسته بررسی شد. به منظور فعال سازی کاتیون های سطح جاذب، زیولیت x13 با آب دیونیزه و نمک M 1/0 مس نیترات شسته و پس از آن نانوذرات مس بر روی آن بارگزاری شد. بیش ترین ظرفیت جذب در مدت زمان min 60، با مقدار g 5/2 جاذب و در دمای محیط صورت گرفت و بر اساس آن مقدار تیوفن برای جاذب اصلاح شده با نانوذرات مس از 300 به ppm 138 رسید. نتایج جذب نشان داد که افزایش بیش از g 5/2 جاذب در راندمان جذب تغییر محسوسی ایجاد نخواهد کرد. علاوه بر این، مطالعات FT-IR،  SEM و N2 physisorption نشان داد که جاذب ساختار منظم خود را پس از بارگذاری نانوذرات حفظ خواهد کرد. درنهایت زیولیت اصلاح شده عملکرد بهتری جهت سولفورزدایی از مدل سوخت گازوییل از خود نشان داد.
    کلیدواژگان: اصلاح زئولیت، جذب، نانوذرات مس، سولفورزدایی
  • علیرضا اسدپور اردبیلی، اتابک فیضی* صفحات 108-121
    سدها جزو سازه هایی هستند که علیرغم اثرات محیط زیستی عمدتا به منظور تامین آب و انرژی ساخته می شوند. شکست سد سبب ایجاد جریان عظیمی می شود که سیلاب در نواحی پایین دست را به دنبال دارد. به همین دلیل تعیین خصوصیات جریان شکست سد از جمله عمق جریان و سرعت انتشار موج از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش تاثیر هم زمان شکل هندسی مخزن در پلان و شیب دیواره کناری مخزن بر الگو و چگونگی حرکت موج سیلابی ناشی از شکست سد به صورت مدل سازی عددی سه بعدی با استفاده از نرم افزار Flow3D انجام شد. بدین منظور از چهار شکل مختلف مخزن در پلان شامل مخزن عریض، ذوزنقه ای، L شکل و طویل با شیب های دیواره کناری 30، 45، 60 و °90 و با در نظر گرفتن بستر خشک پایین دست استفاده شد. نتایج حاصل از مدل سازی سه بعدی عددی بیانگر این بود که در تمامی مخازن موردمطالعه با کاهش شیب کناری دیواره مخزن، نوسانات سطح آب به دلیل تشکیل دو موج منفی که بر روی شیب دیواره مخازن گسترش یافته و در محل خط مرکزی مخازن به هم رسیده، افزایش یافته است. همچنین تاثیر شکل هندسی مخازن عریض و ذوزنقه ای بر روی خصوصیات جریان ناشی از شکست سد، بیشتر از تاثیر کاهش شیب دیواره کناری این مخازن بوده است. درحالی که در مخازن طویل و L شکل، کاهش شیب دیواره کناری این مخازن تاثیر فراوانی بر روی خصوصیات جریان ناشی از شکست سد دارد.
    کلیدواژگان: شکست سد، مدل سازی سه بعدی، هندسه مخزن، شیب دیواره کناری مخزن
  • ندا جدیری حیدری، عبدالمجید لیاقت* صفحات 122-132

    آبیاری فتیله‏ای، تلفیقی از روش‏های آبیاری زیرسطحی و کوزه‏ای است که به کمک صعود مویینگی، آب را از طریق فتیله در اختیار ریشه گیاه قرار می‏دهد. از ویژگی‏های بارز این روش می‏توان به حذف تلفات تبخیر و نفوذ عمقی، و در نتیجه افزایش عملکرد گیاه و کارایی مصرف آب اشاره کرد. هدف از این پژوهش، بررسی عملکرد و کارایی مصرف آب سامانه فتیله‏ای طراحی‏ شده برای کشت ذرت در مقایسه با روش آبیاری سطحی-شیاری بود. در این پژوهش پس از بررسی و انتخاب مناسب ترین فتیله، مطالعات مزرعه‏ای با دو تیمار آبیاری فتیله‏ای و آبیاری شیاری در تابستان سال 1396 در یک فصل زراعی انجام شد و سامانه فتیله ای آماده و اجرا شد. بر اساس نتایج به دست آمده، حجم کل آب مصرفی در سامانه فتیله‏ ای به ‏طور میانگین حدود 30 % نسبت به سامانه سطحی کاهش داشته و عملکردتر و خشک آن به‏ ترتیب حدود 4/1 و 7/1 برابر افزایش داشته است. بنابراین، کارایی مصرف آب برای گیاه ذرت در روش آبیاری فتیله‏ای نسبت به روش سطحی، 5/2 برابر افزایش پیدا کرد. نتایج به دست آمده، نشان از اثربخشی روش آبیاری فتیله‏ای بر عملکرد و کارایی مصرف آب برای کشت ذرت در نواحی نیمه‏ خشک در مقایسه با روش آبیاری سطحی-شیاری دارد.

    کلیدواژگان: آبیاری، سامانه، سطحی، فتیله
  • مرضیه نعیم حسنی، کوروس نکوفر*، مرتضی بیگلریان، مرتضی جمشیدی صفحات 133-145
    اثر فشارهای نوسانی ناشی از تلاطم در پرش هیدرولیکی موجب آسیب قابل توجهی در حوضچه آرامش می شود. هم چنین، وجود زبری در بستر باعث تغییر دادن رفتار خطوط جریان و تشکیل گردابه ها در طول پرش می شود. از این رو، هدف پژوهش حاضر تعیین اثر حضور زبری بر فشارهای هیدرودینامیکی در پرش هیدرولیکی نوع S در مقاطع واگرای ناگهانی بود. برای این منظور آزمایش ها در یک کانال نسبتا بزرگ به عرض 8/0 و طول m 12 در حوضچه آرامش با نسبت های واگرایی 33/0، 5/0، 67/0 و 1 در محدوده اعداد فرود بین 2 تا 5/9 انجام شد. المان های زبری با ارتفاع cm 3 و فواصل مشخص در بستر کانال و در پایین دست مقطع واگرایی جای گذاری شد. به منظور تعیین اثرات زبری در میزان فشارهای هیدرودینامیکی، آزمایش ها در دو مرحله مجزا شامل بستر حوضچه کاملا صاف و بدون حضور زبری در مرحله اول (77 آزمایش) و با حضور زبری در کف حوضچه در مرحله دوم (81 آزمایش) صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که وجود زبری در بستر باعث کاهش شدت نوسانات فشار در حوضچه آرامش می شود. همچنین در مقاطع واگرای ناگهانی به دلیل تشکیل گردابه های جانبی افت انرژی افزایش و شدت نوسانات فشار کاهش می یابد. آهنگ کاهش بیشینه نوسانات فشار به ترتیب 27، 46 و 58% برای نسبت واگرایی 67/0، 5/0 و 33/0 در بستر زبر تخمین زده شد.
    کلیدواژگان: المان های زبری، پرش هیدرولیکی نوع S، حوضچه آرامش، فشارهای هیدرودینامیکی، کانال با واگرایی ناگهانی
  • سمیه امامی، جواد پارسا* صفحات 146-160
    تاکنون پژوهشگران متعددی مطالعات زیادی در رابطه با پارامترهای موثر در طراحی آب شکن های رودخانه ای انجام داده اند که بیش تر پایه آزمایشگاهی داشته و برای شرایط محدودی کاربرد دارند. ازاین رو در پژوهش حاضر با استفاده از دو الگوریتم فراابتکاری بهینه ساز شامل الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) و الگوریتم انتخابات (EA) به طراحی بهینه سازه ای و ارایه نتایج تحلیلی آب شکن های رودخانه زنجان رود (ازنظر طول و فاصله بین دو آب شکن متوالی) پرداخته شد. نتایج با روش شبکه عصبی مصنوعی (ANN) مقایسه شدند. داده های مورداستفاده به صورت تصادفی به دو بخش 75% برای واسنجی و 25% برای آزمون تفکیک شدند. عملکرد روش های پیشنهادی با استفاده از شاخص های آماری ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) ارزیابی شد. طول بهینه آب شکن ها با توجه به نتایج حاصل از الگوریتم های GWO و EA، به ترتیب برابر با 26/19 و m 12/18 به دست آمد. همچنین فاصله بهینه بین دو آب شکن متوالی در بهینه ترین حالت برابر با m 56/52 محاسبه شد. به طور متوسط با توجه به نتایج حاصل از بهینه سازی انجام شده، به ترتیب باید افزایش 4/28 و 35% در طول و فاصله بین دو آب شکن متوالی در رودخانه زنجان رود انجام شود تا در محدوده معیار طراحی توصیه شده قرار گیرد. هم چنین بر اساس شاخص های آماری، نتایج حاصل از الگوریتم GWO در مقایسه با دو روش الگوریتم EA و شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، با کسب مقادیر 96/0 R2=، 022/0 RMSE= و 016/0 MAE= از کارایی بالاتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: آبشکن، الگوریتم انتخابات، الگوریتم گرگ خاکستری، بهینه سازی، شبکه عصبی مصنوعی
  • امیر مرادی نژاد *، سید احمد حسینی صفحات 161-176

    با توجه به پیچیدگی مسایل هیدرولیکی و رسوبی در رودخانه ها امکان حل معادلات به روش تحلیلی ممکن نیست، لذا از روش های عددی استفاده می شود. در پژوهش حاضر از مدلHEC-RAS 5.0.3 ، به منظور شبیه سازی جریان رسوبات رودخانه خنداب استفاده شد. بدین منظور با استفاده از نقشه توپوگرافی مسیر، DEM و TIN  از مسیر رودخانه شراء با مقیاس 1:2000، در بسته الحاقی HEC-GeoRAS در نرم افزار ArcMap، تعداد 200 مقطع در طول km 5 رودخانه تهیه شد. اطلاعات مربوطه جهت معرفی هندسه رودخانه به مدل معرفی شد. دبی با دوره بازگشت 25، 50 و yr 100 محاسبه و برای شبیه سازی هیدرولیکی رودخانه مورد استفاده قرار گرفت. شرایط جریان شبه غیرماندگار، شرایط مرزی و دانه بندی مواد بستر رودخانه به مدل معرفی شد. با استفاده از رابطه های برآورد انتقال رسوب، ظرفیت انتقال رسوب رودخانه محاسبه شد. نتایج نشان داد، رابطه‌ میر- پیتر و مولر با 26% خطا نسبت به روابط دیگر به مقادیر رسوبات مشاهداتی نزدیک تر می باشد. همچنین، بررسی وضعیت فرسایش و رسوب‌گذاری رودخانه با استفاده از معیارهای هولشتروم و شیلدز نشان می دهد که قسمتی از مقاطع این رودخانه در وضعیت فرسایشی و قسمتی در حال رسوب‌گذاری قرار دارد.

    کلیدواژگان: جریان رودخانه، خنداب، دبی رسوب، فرسایش، HEC-RAS
  • سید محمدامین بنائی، امیرحسین جاوید*، امیرحسام حسنی صفحات 177-191

    در این پژوهش با انجام آزمایش در آبرفت مجاور رودخانه به بررسی میزان تاثیر انواع آلاینده های تجزیه پذیر و تجزیه ناپذیر بر آلودگی خاک اطراف رودخانه و همچنین آلودگی آب رودخانه تحت تاثیر آن پرداخته شد. بخشی از رودخانه جاجرود حدفاصل مخزن سد لتیان و ماملو به عنوان محل پژوهش برگزیده و چاهک های موردنظر در فواصل 200، 100،  m50 و در مجاورت رودخانه حفر شدند. از ردیاب ردامین به عنوان آلاینده تجزیه ناپذیر و از شیر خشک برای افزایش پارامتر بار آلی (پارامتر COD) به عنوان آلاینده تجزیه پذیر استفاده شده است. آزمایش اورانین از طریق منحنی سنجه به کمک دستگاه اسپکتروفلویورسنس و اندازه گیری COD از طریق دستگاه DR6000 مطابق استاندارد ISO 15705 صورت پذیرفت. همچنین برای بررسی دقت نتایج از مدل عددی بر اساس روش تفاضل محدود و نرم افزار تجاری GeoStudio 2007 ماژول CTRAN مقایسه صورت پذیرفت. نتایج به دست آمده نشان داد زمان پیمایش از اولین چاهک تا چهارمین چاهک، برای هر دو نوع آلاینده حدود  day 14 بود و نسبت غلظت آلودگی ها در لحظه اول نسبت به لحظه آخر برای آلاینده تجزیه ناپذیر حدود 4/0 و برای آلاینده تجزیه پذیر حدود 55/0 بود.

    کلیدواژگان: آلودگی تجزیه پذیر، آلودگی تجزیه ناپذیر، رودخانه، حریم کیفی، محیط متخلخل اشباع
  • منصور سعیدی، پرویز فتحی*، مهدی کوچک زاده صفحات 192-204
    امروزه استفاده از سیستم آبیاری قطره‎ای زیرسطحی برای محصولات ردیفی مانند گندم به دلیل بهره‎وری بالاتر آن نسبت به سایر روش‎های آبیاری در حال افزایش است. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر مقدار آب آبیاری و عمق جایگذاری لاترال‎های آبیاری قطره‎ای زیرسطحی بر عملکرد و کارایی مصرف آب محصول گندم در شهرستان سنندج انجام شد. برای این منظور، گندم رقم پیشگام در پاییز سال 1396 در شهر سنندج کشت و طرح آزمایشی در قالب طرح کرت‎های خرد‎شده بر پایه طرح بلوک کاملا تصادفی اجرا شد. کرت‎های اصلی و فرعی پژوهش حاضر به ترتیب شامل چهار سطح آب آبیاری برحسب درصد نیاز آبی (60، 80، 100 و 120%) و چهار عمق جایگذاری لاترال آبیاری (صفر، 30، 40 و cm 50) و در سه تکرار بود. نتایج نشان داد استفاده از سیستم آبیاری قطره‎ای زیرسطحی نسبت به سیستم قطره ای سطحی دارای کارایی مصرف آب آبیاری و بهره‎وری آب مصرفی بالاتری می باشد. نتایج هم‎چنین نشان داد که بیش‎ترین کارایی مصرف آب آبیاری در تیمار با عمق جایگذاری لاترال برابر cm 40 و عمق آب آبیاری برابر 80% نیاز آبی به دست آمد.
    کلیدواژگان: آبیاری میکرو، کارایی مصرف آب، کم ‎آبیاری، گندم
  • سپیده زراعتی نیشابوری*، محسن پوررضا بیلندی، عباس خاشعی سیوکی، علی شهیدی صفحات 205-217
    در پژوهش حاضر از رهیافت های رگرسیون فازی به منظور برآورد مقادیر تبخیر-تعرق گیاه مرجع در دشت نیشابور بهره گرفته شد. داده ها شامل دمای حداکثر (Tmax)، دمای حداقل (Tmin)، دمای متوسط هوا (Tmean)، رطوبت نسبی (RH)، ساعات آفتابی (Rs) و سرعت باد در m 2 از سطح زمین (U2) بود. داده های مورداستفاده از ایستگاه هواشناسی سینوپتیک نیشابور اخذ شده و برای هریک از مدل های رگرسیون امکانی و کم ترین مربعات فازی، 3 سناریو مختلف جهت برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع طراحی شد. برای ارزیابی عملکرد مدل های رگرسیون فازی در مقایسه با روش استاندارد پنمن-مانتیث از ضریب تبیین، میانگین مربعات خطا و خطای مطلق میانگین استفاده شد. نتایج نشان داد مدل رگرسیون امکانی فازی در ماه دی و مدل رگرسیون کم ترین مربعات فازی در ماه مهر با ضریب تبیین به ترتیب 903/0 و 502/0 بیش ترین و کم ترین دقت را داشت. در بین مدل های پیشنهادی جدید، اگرچه مدل رگرسیون امکانی فازی تحت سناریو شماره 1 بالاترین دقت را داشته، اما در هر دو مدل رگرسیون فازی، سناریو 2 علی رغم دارا بودن پارامترهای ورودی کمتر (Tmin، RH و Rs)، دقت قابل مقایسه ای با سایر سناریوها دارد و لذا می توان استفاده از آن را در شرایط کمبود داده به عنوان رویکرد بهینه در تعیین ETo برای برنامه ریزی آبیاری و مدیریت منابع آب پیشنهاد نمود.
    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق، دشت نیشابور، رگرسیون، کارایی، مدل سازی
  • فرزانه فتوحی فیروزآباد*، حمیده افخمی اردکانی صفحات 218-232
    در پژوهش حاضر، روش های کریجینگ ساده و معمولی، معکوس فاصله و رگرسیون خطی بر پایه مدل ارتفاعی رقومی زمین، جهت برآورد بارش سالانه با استفاده از آمار بیست ساله داده های بارش (2018- 1998) در 33 ایستگاه باران سنجی استان چهارمحال و بختیاری مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا در ArcMAP به ازای هر مدل در روش کریجینگ، واریوگرام آن محاسبه و با استفاده از فن ارزیابی دوجانبه، خطای نقشه ها برآورد شد. بهترین روش از میان روش های زمین آماری، روش کریجینگ معمولی با مدل گوسی بود؛ شاخص های آماری MAE، MBE و RMSE  برای این روش به ترتیب 44/74، 48/0 و 72/93 به دست آمد. سپس داده های بارش و ارتفاع ایستگاه های موردنظر با استفاده از مدل رگرسیون خطی در محیط Curve Expert فراخوانی گردید. درنهایت به منظور تعیین بهترین مدل برای توزیع مکانی بارش و هم چنین مقایسه روش های آماری و زمین آماری، مدل های رگرسیون خطی و کریجینگ معمولی با فن ارزیابی متقابل با یکدیگر مقایسه شدند و شاخص های آماری MAE، MBE و RMSE برای روش رگرسیون خطی به ترتیب 115، 3 و 155 به دست آمد. درنتیجه با توجه به دقت، صحت و میزان خطای نقشه های تهیه شده مناسب ترین روش برای درون یابی بارش سالانه روش کریجینگ معمولی با مدل گوسی می باشد.
    کلیدواژگان: ارزیابی دو جانبه، سیستم اطلاعات جغرافیایی، کریجینگ، مدل ارتفاعی رقومی، معکوس فاصله
  • محمدعلی آصفی، گیلان عطاران فریمان* صفحات 233-250

    ورود مواد استخراجی از زباله های شهری، صنعتی و بیمارستانی به بوم سازگان دریایی یکی از معضلات جدی محیط زیستی در شهرهای ساحلی است. افزایش زباله به سبب سیر صعودی رشد جمعیت انسانی، باعث تجمع قابل ملاحظه این آلاینده ها در دریا شده است. یکی از مهم ترین چالش های محیط زیستی، دفع نامناسب و غیراصولی پسماند در سواحل است. ساحل خرچنگ شهرستان کنارک یکی از این سواحل محسوب می شود که دستخوش نابسامانی های مدیریت نامناسب پسماند در کشور است. در مطالعه حاضر به بررسی مخاطرات محیط زیستی احتمالی محل دپوی زباله در ساحل مذکور پرداخته شد. با توجه به نتایج، سیستم سنتی و ناکارآمد دفع زباله در ساحل کنارک در جوار جنگل های مانگرو، باعث آلودگی خاک و هوا شده و با ورود شیرابه های سمی، پلاستیک و ریزپلاستیک، فلزات سنگین و مواد آلی در بستر ماسه ای، گلی و همچنین ورود به آب دریا مسبب مشکلات عدیده بهداشتی در این بوم سازگان و متعاقبا تخریب محیط زیست دریایی خلیج چابهار شده است. بنابراین، ایجاد و ساماندهی یک سیستم کاملا استاندارد و مکانیزه بر اساس روش های به روز در راستای تحقق سلامت بوم سازگان منطقه امری ضروری به نظر می رسد. همچنین با توجه به نزدیکی محل دپوی زباله با بوم سازگان آبی دریای عمان، انتخاب اصولی مکانی مناسب جهت دفع و دفن زباله در کاهش خطرات احتمالی محیط زیستی منطقه موثر بوده و باعث بهبود مدیریت پسماند خواهد شد.

    کلیدواژگان: آلودگی، جنگل های مانگرو، دفع زباله، شکوفایی جلبکی، مواد زائد شهری
  • ابوالفضل بامری* صفحات 251-261

    افزایش جمعیت و فشار مضاعف به بوم سازگان جهت تامین منابع غذایی، منجر به تغییرات گسترده در کاربری اراضی طبیعی جنگل های شمال کشور به اراضی زراعی شده است. این پژوهش با هدف مطالعه اثر تغییر کاربری بر سلامت و کیفیت خاک اراضی شیب دار جنوب شهر گرگان انجام شد. نمونه برداری در تیرماه 1398 به دلیل تخریب شدید اراضی تنها از 2 موقعیت شانه شیب و شیب پشتی و به صورت کاملا تصادفی از عمق cm 20-0 خاک جنگل و زمین کشت شده مجاور انجام و سپس نمونه ها مورد تجزیه قرار گرفتند. خصوصیات مورد ارزیابی شامل درصد کربن آلی خاک، درصد اجزای بافت خاک (شن، سیلت و رس)، وزن مخصوص ظاهری خاک، درصد آهک معادل خاک، واکنش خاک، مقادیر عناصر پرمصرف (ازت، فسفر، پتاسیم) و ظرفیت تبادل کاتیونی به عنوان شاخص های کیفیت خاک بودند. نتایج نشان داد که بیشترین ضریب تغییرات در نتیجه تغییر کاربری مربوط به پارامتر درصد کربن آلی خاک بوده است. تجزیه واریانس و مقایسه میانگین حاکی از آن بود که تغییر کاربری از جنگل به کشاورزی موجب کاهش معنی دار کیفیت خاک در تمامی پارامترهای مورد ارزیابی به استثناء فسفر قابل جذب شده است. همچنین بررسی درصد کربن آلی خاک به عنوان مهم ترین شاخص کیفیت خاک نشان داد که این پارامتر با میانگین 07/6% در کاربری جنگل و میانگین 59/0% در کاربری زراعی با کاهش 90% در نتیجه تغییر کاربری روبرو شده است.

    کلیدواژگان: استان گلستان، تغییر کاربری اراضی، کربن آلی خاک، کیفیت خاک
  • مسلم سواری*، فاطمه بیرانوند صفحات 262-268

    این پژوهش با هدف تعیین اثر کانال های ارتباطی و اطلاعاتی در به کارگیری رفتار حفاظت از آب کشاورزی انجام شد. جامعه آماری پژوهش تمامی خانوارهای کشاورزان گندم‏کار در شهرستان خرم آباد بودند (N= 12500). حجم نمونه با استفاده از فرمول نمونه‏گیری کوکران 240 نفر از سرپرست خانوارهای کشاورزان تعیین شد. ابزار جمع‏آوری اطلاعات پرسشنامه بود که روایی آن توسط پانل خبرگان و پایایی آن با استفاده ضریب آلفای کرونباخ و روش دونیمه کردن تایید شد. تجزیه وتحلیل داده‏ها در دو بخش آمار توصیفی و استنباطی به وسیله نرم‏افزار SPSS انجام شد. نتایج پژوهش نشان داد که بیشترین رفتارهای حفاظت از آب به‏کار گرفته شده توسط کشاورزان شامل «آبیاری زمین تا حدی که زمین قادر به جذب آن باشد» و «آبیاری زمین به صورت یکنواخت می‏باشد» بود. کمترین عملیات به کارگیری آنان شامل «ذخیره آب اضافی در هر نوبت آبیاری جهت آبیاری بعدی» و «ذخیره آب در استخر» است. همچنین نتایج نشان داد بیشترین کانال‏های مورداستفاده در زمینه حفاظت از آب شامل شرکت در دور‏های ترویجی و برنامه‏های تلویزیونی بود. نتایج تحلیل تشخیصی نشان داد که ابعاد کانال‏های ارتباطی و اطلاعاتی از جمله چهره به چهره، الکترونیکی، شنیداری و نوشتاری می‏توانند نزدیک به 87٪ از کشاورزانی که عملیات حفاظت از آب را انجام می‏دهند از سایر کشاورزان که در این زمینه فعالیتی ندارند را به درستی از هم تفکیک کند.

    کلیدواژگان: حفاظت از آب، کانال‏های ارتباطی، کشاورزی پایدار، شهرستان خرم آباد، مدیریت آب
  • سید اسماعیل میرعبدالهی حسناتی، ابراهیم امیری* صفحات 269-277

    یکی از راه های بررسی تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب زیرزمینی، روش زمین آمار می باشد. شناخت و آگاهی از تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای کیفی به ویژه شوری در منابع آب زیرزمینی و سطحی و تهیه نقشه های پهنه بندی می تواند گام مهمی در مدیریت و برنامه ریزی صحیح در استفاده از منابع آب باشد. در این پژوهش به ارزیابی روند تغییرات مکانی و زمانی برخی از پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی استان گیلان پرداخته شده است. اطلاعات اندازه گیری برخی کاتیون ها و آنیون ها نمونه برداری شده از 150 چاه در ماه های شهریور و اسفند برای سال های 1390 تا 1397 و اطلاعات سطح ایستابی 282 چاه پیزومتری جمع آوری شد. نقشه های پهنه بندی به دست آمده از روش کریجینگ معمولی موردبررسی قرار گرفت. این نقشه ها نشان می دهند که از نظر پارامترهای کیفی، منابع آب زیرزمینی بخش مرکزی استان گیلان مقادیر بیش تری دارند و در فصل زراعی به دلیل فعالیت های کشاورزی و کوددهی کیفیت آب زیرزمینی کاهش می یابد. اثر عمق آب زیرزمینی بر مقدار غلظت پارامترها بررسی شد. با توجه به نقشه تغییرات عمق آب زیرزمینی بیش ترین مساحت استان گیلان دارای سطح ایستابی 23/0 تا m 5/5 می باشد. نتایج طبقه بندی پارامترهای کیفی نشان می دهد که در عمق های کم آب زیرزمینی غلظت پارامترهای کیفی افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: درونیابی، عمق آب زیرزمینی، سامانه اطلاعات جغرافیایی، کریجینگ، کیفیت آب
|
  • Mehdi Salehzadeh, Arezoo Nejaei *, MohammadEbrahim Ramazani, Parvin Alizadeh Eslami, Mohammad Shokri Pages 1-14

    The advanced oxidation process using zero-valent iron particles and radicals activated by ultraviolet sulfate to remove phenol from synthetic wastewater is known as a highly efficient method. The aim of this study was to investigate the pH and kintic changes in ZVI/PS/UV process for the removal of phenol from wastewater. Each experiment was performed in a Plexiglas reactor equipped with 2 sources of ultraviolet radiation (254 nm). The characterization of zero valent iron was determined by XRD, SEM, EDAS, and BET analyzes. The results showed that the specific surface area of ​​zero valent iron was 4.43 m2/g. The average size of iron nanoparticles was 35.48 nm. SEM analysis showed that the crystals had a suitable crystalline structure. The adsorption results showed that at an initial pH of 6, the highest phenol removal rate of 94.87%±3.85 was obtained. The kinetic study showed that the ZVI/PS/UV process for phenol removal follows  second order and pH is effective in removing phenol from wastewater.

    Keywords: Advanced oxidation, Persulfate, Phenol, Zero-valent iron
  • Houshang Ghamarnia *, Somayeh Enayati, Ata Amini Pages 15-30
    In this study, quantitative changes in groundwater in Bijar-Divandere plain with MODFLOW code in GMS software were investigated. Aquifer simulation was performed for a period of six years and a monthly step from October 2010 to June 2016. The SPI annual drought index was calculated for the statistical period of 1987-2015. The results of groundwater simulation showed that during the annual simulation period, there was a decrease of about 0.5 m water level in the aquifer, the intensity of which varied in different areas. Therefore, due to the decrease and taking into account the area and the average amount of storage capacity of the aquifer, the volume of the aquifer has been reduced by about 1.3 MCM per year. The results showed that if the current management process continues, over the next few years we will see a sharp decline in the aquifer and irreparable damage. The results of SPI index also indicated that the drought situation was close to normal, which means that drought has a much lesser effect on the groundwater level of the aquifer in different years.
    Keywords: aquifer, Conceptual model, Groundwater, Kurdistan province, SPI Index
  • Hossein Bagheri *, Kazem Darvish Bastami Pages 31-46
    In order to study the concentration of heavy metals in important rivers in the southern part of the Caspian Sea, samples were collected in three upstream points, estuary and depth of 1 to 10 m of the sea, a surface sediment sample and a core sample. Granulation analysis, organic matter assay, and determination of heavy metal concentrations were performed on each sample. The highest concentrations of iron (45000 ppm), aluminum (74000 ppm), chromium (142.78 ppm), cobalt (33.67 ppm) and lead (56.70 ppm) in Ramsar, arsenic (18.45 ppm) and Zinc (110.3 ppm) was observed in Gorganrood river, nickel (60 ppm) in Qarahsu river and copper (52.63 ppm) in Sefidrood. Moreover, the lowest concentration of elements in the core of Gorgan Bay (K5) and a depth of 85 cm with an approximate age of 1400 years was obtained, which was used as the baseline reference. Based on the contamination degree (Cd) index, three rivers of Babolrood, Cheshmeh Kileh and Sardabroud were classified in the range of moderate contamination and Gorganrood, Qarahsoo, Tajan, Ramsar and Sefidrood rivers were classified in the area of ​​significant contamination. Based on the modified contamination degree index (mCd), all rivers were in the range of low to medium contamination degree, and pollution load index (PLI) was in the range of more than 1 (slightly polluted to polluted) at most stations. In terms of ecological risk index (RI), rivers were in the low-risk range. Enrichment index (EF) in sediments of estuarine sections showed that the rivers are probably enriched by various factors such as geology, climatic conditions, and human factors having moderate to severe pollution.
    Keywords: Pollution, River, sediments, Caspian Sea
  • Kameleh Aghajanloo *, Mirali Mohammadi, Mahdi Yadegar Azadi, Farzad Ghatei Pages 47-62
    The occurrence of oil spills in the seas and oceans causes many short-term and long-term damages to the coasts and marine ecosystems. Therefore, in order to reduce the damage, comprehensive coastal vulnerability maps can be provided to coastal management decision-makers as well as the emergency response team as a powerful tool. In the present study, by combining the mathematical model of oil slick routing and ArcGIS software, the northern coasts of the Persian Gulf were evaluated based on exposure to oil pollution. For this purpose, 20 hypothetical fall scenarios with oil type and time of random occurrence in summer and winter were designed. Then, using GNOME Lagrangian software, the path of the oil slick and its arrival time to the shores were simulated, and based on that, the matrix of exposure of each coastal area to pollution was formed. Finally, the northern shores of the Gulf were classified into five levels of vulnerability. The results showed that in summer Assaluyeh and Bushehr ports with a cumulative probability of 120 and 94%, respectively, and in winter Assaluyeh port with a cumulative probability of 119% in all scenarios were in a very high vulnerability. In addition, the ports of Bushehr and Assaluyeh had the highest potential for damage to the region. According to the results of this study, coastal vulnerability is significantly affected by seasonal changes in climatic conditions and flow conditions.
    Keywords: Oil spill, Persian Gulf, Risk potential, Vulnerability levels
  • Kourosh Majd Salimi *, Reza Azadi Gonbad, Shahrzad Shaigan Pages 63-78
    The aim of this study was to investigate the effect of different levels of drip irrigation treatment on yield, yield components and quality of green tea leaves during drought. This research was conducted for the first time during 2017 and 2018 in the tea garden in Bazkiagorab area of ​​Lahijan in Gilan province. The experiment was performed as split plots in a randomized complete block design with three replications. Irrigation treatment considered was consisted of five levels of 0, 25, 50, 75 and 100% of irrigation needs. Drip irrigation program in the period of water stress was carried out twice a week based on monitoring soil moisture at the depth of root development. Full irrigation of 2225 and 1610 m3/ha in two successive years of experiment caused the production of harvestable shoots in summer to increase by 162 and 153%, respectively, compared with the area without irrigation. Increased water stress at incomplete irrigation levels led to an increase in solids (woodiness) of tea shoots. Conversely, as the amount of irrigation water in the drip irrigation system increased, the weight of the shoots increased. The biennial average of the highest yield of green tea leaves was equal to 9125 kg/ha with 100% irrigation requirement and the lowest yield of 3468 kg/ha was obtained from the area without irrigation. Improvement of tea quality characteristics such as total polyphenols, caffeine, total ash and nitrogen percentage of shoots was also observed by complete irrigation in the drip system.
    Keywords: Drip Irrigation, Drought, soil moisture, Tea quality, Tea yield
  • Abed Babak Baharvand, Maryam Kiani Sadr *, Bahareh Lorestani, Mehrdad Cheraghi, Soheil Sobhan Ardakani Pages 79-92
    Phytoremediation is one of the most important sustainable biological methods to deal with the increasing effects of pollutants. In this study, the efficiency of Avicennia marina for refining heavy metals such as lead, cadmium and nickel from aqueous media was investigated. For sampling of mangroves and sediments in 2019, 20 stations throughout Khorkhoran wetland located in the west of Bandar Abbas were identified and samples were collected from water, sediments and different parts of the plant. According to the results, the highest accumulation of metals with a value of 4.38 mg/kg in the root of mangrove was related to lead and the lowest accumulation of metals with a value of 0.261 mg/kg in the root of the mangrove was related to cadmium. The results of transfer coefficient for lead and cadmium in mangrove roots was greater than 1 and for nickel less than 1. Moreover, there was a statistically significant correlation between pH and temperature parameters with the mean concentration of all heavy metals in sediment and between EC and the mean concentration of all heavy metals except nickel in water (P> 0.05). According to the results, the difference in the concentration of metals in the leaf and root tissue of mangroves may be due to differences in the physiological structure of the tissues; Therefore, mangrove roots seem to be more suitable than heavy leaves for refining heavy metals.
    Keywords: heavy metals, Mangrove Plant, Transfer coefficient, Wetlands
  • Bahare Moradi, Arezoo Ghadi *, Amir Heidari Nasab, Ehsan Binaeian Pages 93-107
    Sulfur is one of the elements in fossil fuels that is converted to sulfur dioxide, which is one of the most important air pollutants, when burned in a car engine. In the present study, the adsorption capacity of an organic sulfurized compound from a diesel fuel model containing 300 ppm thiophene was evaluated using x13 zeolite modified with 3% by weight of copper metal. Moreover, the effect of three parameters of contact time (15, 30, 60, and 120 min), adsorbent value (0.5, 1, 2.5 and 3.5 g) and temperature (25, 40, 50 and 60 °C) was assessed in a discontinuous system. In order to activate the adsorbent surface cations, x13 zeolite was washed with deionized water and 0.1 M copper nitrate salt and then copper nanoparticles were loaded on it. The maximum adsorption capacity was 2.5 g of adsorbent at 60 min at room temperature, and the amount of thiophene for adsorption modified with copper nanoparticles increased from 300 to 138 ppm. The adsorption results showed that an increase of more than 2.5 g of adsorbent would not cause a significant change in the adsorption efficiency. In addition, FT-IR, SEM and N2 physisorption studies showed that the adsorbent would maintain its regular structure after nanoparticle loading. Finally, the modified zeolite showed better performance for desulfurization of the diesel fuel model.
    Keywords: Adsorption, Cu nanoparticles, Desulfurization, Zeolite Modification
  • Alireza Asadpour Ardabil, Atabak Feizi * Pages 108-121
    Dams are structures that, despite environmental impacts, are built primarily to provide water and energy. The failure of the dam creates a huge current that follows the flood in the downstream areas. For this reason, determining the characteristics of the dam failure current, including the depth of flow and the speed of wave propagation, is of great importance. In this study, the simultaneous effect of the geometric shape of the reservoir on the plan and slope of the sidewall of the reservoir on the pattern and how the flood wave caused by the failure of the dam was performed in a three-dimensional numerical modeling using Flow3D software. For this purpose, four different reservoir shapes were used in the plan, including a wide, trapezoidal, L-shaped and long reservoir with sidewall slopes of 30, 45, 60 and 90 °, taking into account the downstream dry bed. The results of three-dimensional numerical modeling showed that in all studied reservoirs, by decreasing the lateral slope of the reservoir wall, water level fluctuations increased due to the formation of two negative waves that spread on the slope of the reservoir wall and reached the central line of the reservoirs. Moreover, the effect of the geometric shape of wide and trapezoidal reservoirs on the flow characteristics due to dam failure was greater than the effect of reducing the slope of the sidewall of these reservoirs. While in long and L-shaped reservoirs, reducing the slope of the sidewall of these tanks has a great effect on the flow characteristics due to dam failure.
    Keywords: Dam Break, Reservoir Geometry, Sidewall Slope of Reservoir, 3D Numerical Simulation
  • Neda Jodeyri Heydari, Abdolmajid Liaghat * Pages 122-132

    Wick irrigation is a combination of subsurface and pot irrigation methods that provides water to the plant roots through the wick by means of capillary ascent. The salient features of this method are the elimination of evaporation losses and deep penetration, and thus increase plant yield and water use efficiency. The purpose of this study was to investigate the performance and water use efficiency of a wick system designed for corn cultivation in comparison with surface-furrow irrigation method. In this study, after reviewing and selecting the most suitable wick, field studies with two treatments of wick irrigation and furrow irrigation were performed in the summer of 2017 in one crop season and the wick system was prepared and implemented. Based on the results obtained, the total volume of water consumed in the wick system has decreased by about 30% on average compared with the surface system and its wet and dry performance has increased by about 1.4 and 1.7 times, respectively. Therefore, water use efficiency for maize plant in wick irrigation method increased by 2.5 times compared with surface method. The results show the effectiveness of wick irrigation method on yield and water use efficiency for corn cultivation in semi-arid areas compared with surface-furrow irrigation method.

    Keywords: irrigation, System, Surface, Wick
  • Marzieh Naemhasani, Kouros Nekoufar *, Morteza Biglarian, Morteza Jamshidi Pages 133-145
    The effect of fluctuating pressures due to turbulence on the hydraulic jump causes significant damage to the relaxation pool. Moreover, the presence of roughness in the bed changes the behavior of flow lines and the formation of vortices during the jump. Therefore, the aim of this study was to determine the effect of the presence of roughness on hydrodynamic pressures in type S hydraulic jump in sudden divergence sections. For this purpose, experiments were performed in a relatively large channel with a width of 0.8 and a length of 12 m in the calm pool with divergence ratios of 0.33, 0.5, 0.67 and 1 in the range of Frued numbers between 2 to 9.5. Roughness elements with a height of 3 cm and specified distances were placed in the channel bed and downstream of the divergence section. In order to determine the effects of roughness on the level of hydrodynamic pressures, the experiments were performed in two separate stages, including a completely flat pool bed without the presence of roughness in the first stage (77 experiments) and with the presence of roughness in the pool floor in the second stage (81 experiments). The results showed that the presence of roughness in the bed reduces the intensity of pressure fluctuations in the relaxation pool. In addition, in sudden divergent sections, due to the formation of lateral vortices, the energy drop increases and the intensity of pressure fluctuations decreases. The maximum reduction rates of pressure fluctuations were estimated to be 27, 46 and 58% for the divergence ratios of 0.67, 0.5 and 0.33 in the rough bed, respectively.
    Keywords: Abrupt Expanding, Hydraulic jump, Pressure Fluctuations, Rough Stilling Basin
  • Somayeh Emami, Javad Parsa * Pages 146-160
    So far, several researchers have conducted many studies on the effective parameters in the design of river breakwaters, which are mostly laboratory-based and are used for limited conditions. Therefore, the aim of the present studywas to optimal design of structure and to present analytical results of Zanjanrood river breakwaters (in terms of length and distance between two consecutive breakwaters) using two optimization meta-heuristic algorithms including the Gray Wolf Algorithm (GWO) and the Election Algorithm (EA). The results were compared with artificial neural network (ANN) method. The data used were randomly divided into two parts: 75% for calibration and 25% for test. The performance of the proposed methods was evaluated using the statistical indicators of coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE). The optimal length of the breakwaters according to the results of GWO and EA algorithms was 19.26 and 18.12 m, respectively. Moreover, the optimal distance between two consecutive breakwaters in the optimal state was calculated to be 52.56 m. On average, according to the results of the optimization, an increase of 28.4 and 35% in length and distance between two consecutive watersheds in Zanjanrood River should be done to be within the recommended design criteria.  In comparison with two methods of EA algorithm and artificial neural network (ANN), based on statistical indicators, the results of GWO algorithm with values ​​of R2 = 0.96, RMSE 0.022 and MAE = 0.016 has a higher efficiency.
    Keywords: ANN, Election Algorithm, Grey Wolf Algorithm, Groyne, optimization
  • Amir Moradinejad *, Seyed Ahmad Hosseini Pages 161-176

    Due to the complexity of hydraulic and sedimentary problems in rivers, it is not possible to solve the equations analytically, so numerical methods are used. In the present study, the HEC-RAS 5.0.3 model was used to simulate the sediment flow of the Khondab River. For this purpose, using the topographic map of the route, DEM and TIN of the River route with a scale of 1: 2000, in the HEC-GeoRAS extension package in ArcMap software, 200 sections along 5 km of the river were prepared. Relevant information was inserted to introduce the river geometry to the model. The flow rate was calculated with 25-, 50- and 100-year return periods and was used for river hydraulic simulation. Quasi-volatile flow conditions, boundary conditions and granulation of riverbed materials were introduced to the model. Using sediment transport estimation relationships, river sediment transport capacity was calculated. The results showed that the Mir-Peter and Müller relationship with 26% error is closer to the observed sediment values ​​than the other relationships. Moreover, the study of erosion and sedimentation status of the river using Hjulstrom and Shields criteria showed that a part of the sections of this river is in erosion status and another part is being sedimenting.

    Keywords: Discharge sediment, Erosion, HEC-RAS model, Khondab, River Flow
  • Seyyedmohammadamin Banaei, Amirhossein Javid *, Amirhessam Hassani Pages 177-191

    In this study, by conducting experiments in the alluvium adjacent to the river, the effect of various biodegradable and non-biodegradable pollutants was investigated on soil pollution around the river and also river water pollution under its influence. A part of Jajroud River, between Latian and Mamlu Dam reservoirs, was selected as the research site and the wells were drilled at distances of 200, 100, and 50 m and adjacent to the river. Rhodanine tracer was used as a non-degradable pollutant and powdered milk was used as a degradable pollutant to increase the organic charge parameter (COD parameter). Uranine test was performed by measuring curve using spectrofluorescence device and COD was measured by DR6000 device according to ISO 15705 standard. The CTRAN module was also compared to evaluate the accuracy of the results from the numerical model based on the finite difference method and the commercial software GeoStudio 2007. The results showed that the travel time from the first well to the fourth well was about 14 days for both types of pollutants and the ratio of pollution concentrations in the first moment to the last moment was about 0.4 for non-degradable pollutants and about 0.55 for degradable pollutants.

    Keywords: Degradable pollution, Non-degradable Pollution, Porous Saturated Medium, Qualitative Boundary, River
  • Mansour Saidi, Parviz Fathi *, Mehdi Kouchaczadeh Pages 192-204
    Today, the use of subsurface drip irrigation systems for row crops such as wheat is increasing due to its higher productivity than other irrigation methods. The purpose of this study was to investigate the effect of irrigation water depth and displacement depths of subsurface drip irrigation lateral on winter wheat yield and water use efficiency in Sanandaj city. For this purpose, wheat crop (Pishgam cultivar) was cultivated in the fall of 2017 and an experiment was implemented in the form of split plot design based on a completely randomized block design in Sanandaj County. The main and sub plots of the present study included four levels of irrigation water (60, 80, 100, 120% of water requirement) and four lateral irrigation displacement depths (30, 40, and 50 cm) in three replications, respectively. The results showed that, the subsurface drip irrigation system had higher water productivity compared to the surface drip irrigation system. The results also showed that highest irrigation water use efficiency in treatment with lateral displacement depth of 40 cm and irrigation water depth equal 80% water requirement obtained.
    Keywords: Deficit irrigation, Micro irrigation, Water Use Efficiency, Wheat
  • Sepide Zeraati Neyshabouri *, Mohsen Pourreza Bilondi, Abbas Khashei-Siuki, Ali Shahidi Pages 205-217
    In this study, fuzzy linear and fuzzy least-squres regression approach was employed to estimate the monthly reference evapotranspiration of Neyshabour plain. The data used, including maximum temperature (Tmax), minimum temperature (Tmin), mean temperature (Tmean), relative humidity (RH), solar radiation (Rs) and wind speed (U2), were obtained from synaptic meteorological station of Neyshabour. Three different scenarios were designed to estimate the evapotranspiration for either fuzzy linear or fuzzy least-squres regression models. Mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), and the coefficient of determination (R2) were used to evaluate the performance fuzzy regression models and its comparison with FAO-56 Penman-Monteith. Results indicated that the fuzzy linear regression model in January and the fuzzy least squares regression model in October had the highest and lowest accuracy with R2 of 0.903 and 0.502, respectively. Among the new proposed models, the fuzzy linear regression under scenario FLR1 (Inputs included Tmax, Tmin, RH and U2) had the highest accuracy, however, in both regression models, despite having lower input parameters (Tmean, RH and Rs), the second scenario, was comparable with other and therefore it can be used in data deficit conditions as an optimal approach in determining ETo for irrigation planning and water resource management.
    Keywords: Efficiency, evapotranspiration, neyshabour plain, modelling, Regression
  • Farzaneh Fotouhi Firoozabad *, Hamideh Afkhami Ardakani Pages 218-232
    In the present study, simple and ordinary kriging methods, inverse distance and linear regression based on digital elevation model of the earth were evaluated for estimating annual rainfall using twenty-year statistics of precipitation data (1998-2018) in 33 rainfall stations in Chaharmahal and Bakhtiari province. For this purpose, first in ArcMAP, for each model in Kriging method, its variogram was calculated and using two-way evaluation technique, the error of the maps was estimated. The best method among geostatistical methods was conventional kriging method with Gaussian model. MAE, MBE and RMSE statistical indices for this method were 74.44, 0.48 and 93.72, respectively. Then, rainfall and altitude data of the stations were used using a linear regression model in Curve Expert environment. Finally, in order to determine the best model for spatial distribution of precipitation as well as comparing statistical and geostatistical methods, linear regression and ordinary kriging models were compared with each other and the MAE, MBE and RMSE statistical indices for regression method obtained were 115, 3 and 155, respectively. As a result, due to the accuracy, precision and error rate of the prepared maps, the most suitable method for interpolation of annual precipitation is the conventional kriging method with Gaussian model.
    Keywords: Cross validation, Geographic information system, Kriging, Digital Elevation Model, Inverse distance weighting
  • MohammadAli Asefi, Gilan Attaran Fariman * Pages 233-250
    Introduction

    The entry of materials extracted from municipal, industrial, and hospital waste into the marine ecosystem is one of the serious environmental problems in coastal cities. The increase in waste due to the upward trend in human population growth has led to a significant accumulation of these pollutants in the sea. One of the most important environmental challenges is the improper and unprincipled disposal of waste on the coasts. The Kharchang Coast is one of these beaches that is subject to improper waste management disorders in Iran. In the present study, the possible environmental hazards of the landfill site on the mentioned coast were investigated.

    Materials and Methods

    The study area is located in the coastal strip of Konarak (25 ͦ 24 ̍ 58 ̎ N: 60 ͦ 25 ̍ 57 ̎ E) with a distance of 40 km from Chabahar and 5 km from Konarak. This research was based on field observations and visits during the years 2018 to 2021 from Kharchang Coast, as well as documentary and library studies with the aim of investigating environmental pollution at the location of the landfill on the coast of Konarak in the Oman Sea.

    Results

    It was noticed that the waste collection and disposal of system on this coast is completely inefficient and lacks a material recovery facility, so the landfill on the coast is full of polymer, plastic, glass, and metals, which are broken down into smaller pieces and enter the water streams due to high temperatures, wind, and weather. Kharchang Coast is a gathering place for many native and migratory birds, the abandoned plastics attract the birds' attention, and swallowing them causes digestive problems and eventually leads to their death. The region also has a variety of coral ecosystems that the accumulation of plastic and its entry into the water will endanger the health of ecosystems. The respiratory roots of mangrove shrubs have become accumulated with waste and macro-plastics, threatening the health of organisms living in mangrove habitats and the mangrove shrubs themselves. Moreover, the entry of organic matter and micronutrients into the seabed through the leachate of municipal waste and its subsequent mixing with seawater can provide the necessary nutrients for the growth and blooming of seaweed and phytoplankton.

    Conclusion

    The present study showed that the waste disposal system on the Kharchang Coast is non-standard and lacks mechanized systems and does not pay enough attention to the discussion of the principles of waste management and recycling system. This disrupts the health of the coastal region and aquatic ecosystems, pollutes the air, soil, and marine waters of the region, and consequently threatens the health of aquatic organisms and humans. Therefore, it is clear that the collection and disposal of municipal waste and the restoration of the environment and change the approach to municipal waste disposal in this area to reduce the risks is of great importance. Appropriate measures are taken to adopt appropriate scientific and practical management in order to reduce pollution sources and to support and protect the areas exposed to pollution in order to prevent further destruction of ecosystems, health risks, and soil and water pollution crisis in the region.

    Keywords: Algal Blooms, Mangrove forests, Municipal Waste, Pollution, Waste disposal
  • Abolfazl Bameri * Pages 251-261
    Introduction

    Improving soil quality and stability leads to continued soil fertility, maintaining environmental quality and increasing plant and human health. Land use change is one of the main drivers of changing soil quality by changing the structure and performance of ecologists. Increased population and double pressure on the ecosystem to provide food resources, has led to widespread changes in the use of natural land in the northern forests of the country to agricultural land. Therefore, this study was conducted to assess the effect of land use change on the health and soil quality of sloping lands south of Gorgan.

    Materials and Methods

    In this study, two hills, one with forest use and the other with marginal agricultural land, which has more than 50 yr of cultivation history, were selected. Sampling was performed in July 2020 due to severe land degradation from only two positions of shoulder and back slope and completely randomly from a depth of 0-20 cm of forest soil and adjacent cultivated land and then samples were analyzed. Properties evaluated include soil organic carbon content (OC), percentage of soil texture components and bulk density of soil, percentage of lime equivalent soil, EC, pH, the amounts of high consumption elements (NPK) and CEC were as indicators of soil quality.

    Results

    The research showed the highest coefficient of variation as a result of land use change was related to the two parameters of OC. Based on the correlation matrix, the physical parameters of saturated mud percentage, total porosity percentage with the percentage of organic carbon and soil clay at the level of one percent (P <0.001) show a positive and significant relationship. Among the chemical variables, as expected, there was a significant positive correlation between cation exchange capacity, percentage of total nitrogen and potassium levels available with organic matter and percentage of clay at the level of 1%. Analysis of variance and mean comparison showed land use change from virgin forest to agriculture has significantly reduced soil quality in all parameters evaluated except absorbable phosphorus. The reason for this can be considered improper cultivation operations in arable lands, which causes the breakdown of aggregates and exposes the organic matter trapped in the aggregates to microbial decomposition. As a result, the surface horizon of the soil loses its original structure and is easily affected by erosion and physiographic processes of the hill.

    Conclusion

    the study of OC as the most important indicator of soil quality showed that this parameter with an average of 6.07% in forest use and an average of 0.59% in agricultural use with a 90% decrease as a result of land use change. High reduction of organic carbon and soil clay as the most important indicators for assessing soil quality in arable lands, indicates unstable use and highly unstable ecologists in the sloping lands of south of Gorgan. It is suggested that in future studies, the effect of land use change on erodibility and land production should be studied and evaluated, considering that the continuation of cultivation in this area causes an increasing decrease in soil quality.

    Keywords: Golestan province, Land Use Change, Soil quality, Soil Organic Carbon
  • Moslem Savari *, Fatmeh Bayranvand Pages 262-268
    Introduction

    Our farmers are a vital part of the national economy, providing jobs for people in rural communities and food for our tables. Farmers can play an essential role in sustainable development by protecting agricultural water resources. To achieve this, they need training to be able to conserve water optimally. In this regard, this study was conducted with the aim of the effect of communication and information channels in adopt agricultural water protection behavior.

    Materials and Methods

    The statistical population of the study was all households of wheat farmers in Khorramabad County (N = 12500). The sample size was determined using Cochran's sampling formula of 240 heads of farmers' households. The data collection tool was a questionnaire, which its validity was determined by a panel of experts including faculty members of the Department of Agricultural Extension and Education, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan and its reliability for communication channels and water protection behavior were confirmed using Cronbach's alpha coefficient and Split Half method, respectively. Data analysis was performed in two sections of descriptive and inferential statistics by SPSS software.

    Results

    The results showed that most of the water conservation behaviors used by farmers included "irrigation of the land to the extent that the land is able to absorb it" and "irrigation of the land is uniform" and minimum operations include "storing excess water at each irrigation for subsequent irrigation" and "storing water in the pool". The results also showed that the most used channels in the field of water conservation included participation in promotional rounds and television programs. The results of discriminate analysis showed that the dimensions of communication and information channels (face to face, electronic, audio and text) can be about 87% of farmers who carry out water conservation operations than other farmers in Properly separate these fields of activity.

    Conclusion

    The agricultural sector as the most important sector of water consumption needs special attention to be used optimally for water. The media can help farmers in this important matter.

    Keywords: communication channels, Khorramabad county, Sustainable agriculture, Water conservation, Water management
  • Seyed Esmaeil Mirabdolahi, Ebrahim Amiri * Pages 269-277

    Knowledge and awareness of temporal and spatial changes of quality parameters, especially salinity in groundwater and surface water resources and the preparation of zoning maps can be an important step in proper management and planning in the use of water resources. In this research, the trend of spatial and temporal changes of some groundwater quality parameters in Guilan province has been evaluated. Measurement data of some cations and anions sampled from 150 wells in September and March of 2011-2018 and water level data of 282 piezometric wells were collected. The zoning maps obtained by ordinary kriging method were examined. These maps show that in terms of quality parameters, groundwater resources in the central part of Gilan province have higher values ​​and in the growing season due to agricultural activities and fertilization, groundwater quality decreases. Effect of groundwater depth on the concentration of the parameters was assessed. According to the map of groundwater depth changes, the largest area of ​​Gilan province has a water level of 0.23 to 5.5 m. The results of classification of qualitative parameters show that in shallow groundwater depths the concentration of qualitative parameters increases.

    Keywords: GIS, Groundwater depth, Interpolation, Kriging, Water Quality