فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبیاری - سال چهل و چهارم شماره 4 (زمستان 1400)

فصلنامه علوم و مهندسی آبیاری
سال چهل و چهارم شماره 4 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/12/25
  • تعداد عناوین: 10
|
  • فرشته دارابی، مجید شریفی پور*، علی حیدر نصرالهی صفحات 1-14
    بررسی واکنش گیاهان زراعی به کم آبی، با هدف افزایش بهره ‎وری مصرف آب، به عنوان بخشی از راه حل سازگاری با کم آبی در کشور اهمیت بسیار دارد. این پژوهش به منظور بررسی اثر کم آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره وری مصرف آب لوبیا چیتی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه لرستان انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح آبیاری برای گیاه لوبیا چیتی به روش آبیاری قطره ای نواری (تیپ) و یک روش آبیاری سطحی بود. سطوح تامین آب در آبیاری تیپ شامل؛ 120 درصد نیاز آبی ، 100 درصد نیاز آبی (شاهد، ،T100)، دو سطح کم آبیاری (80 و 60 درصد نیاز آبی، T80 و T60) بودند. علاوه بر آن برای مقایسه عملکرد و بهره وری محصول در روش های آبیاری تیپ و سطحی، یک تیمار براساس تامین 100 درصد نیاز آبی به روش آبیاری جویی و پشته ای اجرا شد (S100). بیش ترین و کم ترین عملکرد تولید دانه در تیمارهای S100 (kg/ha 3053) و T80 (kg/ha 7/821) مشاهده شد، البته گیاه در تیمار T60 موفق به تشکیل دانه نشد. عملکرد دانه در سطح آبیاری 100 درصد، در آبیاری سطحی نسبت به آبیاری تیپ، 18 درصد بیشتر بود. در صفات عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، تعداد دانه در غلاف، تعداد دانه در بوته و وزن صد دانه نیز بیش ترین عملکردها در تیمار آبیاری سطحی حاصل و کم آبیاری موجب کاهش مقادیر صفات شد. بیش ترین بهره وری آب به ازای عملکرد دانه kg/m3 59/0 و به ازای عملکرد بیولوژیک kg/m3 28/1 برآورد شد که در تیمار T100 به دست آمد.
    کلیدواژگان: آبیاری تیپ، بهره وری آب، عملکرد دانه، کم آبیاری
  • پوریا تقوایی، سید فرهاد موسوی، علی شاهنظری*، حجت کرمی، عیسی شوش پاشا صفحات 15-28
    میزان هدایت هیدرولیکی خاک ها در طراحی سازه های خاکی و یا مدیریت منابع آب و محیط زیست یک پارامتر مهم طراحی می باشد. در تحقیق حاضر، به مقایسه ی تاثیر افزودن  25/0، 5/0، 75/0 و 1 درصد نانورس مونتموریلونیت بر هدایت هیدرولیکی خاک های رسی و ماسه ای در سه تراکم مختلف (85، 90 و 95 درصد)، به صورت آزمایشگاهی، پرداخته شد. نتایج نشان داد که هدایت هیدرولیکی خاک ماسه ای در اثر کاربرد چهار سطح نانورس در تراکم 90 درصد به ترتیب به 3-10×67/3، 4-10×3/7، 5-10×12/9 و 5-10×24/1 سانتی متر بر ثانیه و در خاک رسی به ترتیب به 8-10×9/9، 8-10×3/4، 8-10×1/3 و 9-10×5/4 سانتی متر بر ثانیه کاهش می یابد. هم چنین، اثر تراکم بر کاهش هدایت هیدرولیکی خاک رسی نیز بررسی شد. با توجه به نتایج این تحقیق می توان بیان داشت که افزودن میزان کمی نانورس به هر دو نوع خاک، میزان هدایت هیدرولیکی را به شدت کاهش می دهد. لذا استفاده از این نانومواد در سازه های خاکی با هدف کاهش هدایت هیدرولیکی توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: قابلیت انتقال، مونتموریلونیت، نفوذپذیری، تخلخل، رطوبت بهینه
  • سالومه سپهری صادقیان*، نادر عباسی، محمدمهدی نخجوانی مقدم صفحات 29-44

    محدودیت منابع آب شیرین در ایران به صورت یک معضل جدی در آمده به طوری که، به کارگیری فنون پیشرفته مانند کاربرد پلیمرهای جاذب رطوبت برای بهبود بهره وری مصرف آب اهمیت به سزایی دارد. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی اثر کاربرد هیدروژل آکواسورس بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره وری مصرف آب گیاه نعناع فلفلی و سنجش کارآیی این پلیمر در پایان یک دوره کشت می باشد. آکواسورس نسل جدیدی از پلیمرهای هیدروژل بر پایه پتاسیم بوده که زیست تجزیه پذیر و فاقد ترکیبات آکریل آمید است. به این منظور آزمایش هایی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد، که فاکتور اول چهار سطح کاربرد آکواسورس (صفر، نیم، یک و دو درصد وزنی پلیمر/خاک) و فاکتور دوم سه دور آبیاری (دو، چهار و شش روز) بود. نتایج نشان داد که کاربرد دو درصد وزنی آکواسورس در دورهای آبیاری دو، چهار و شش روز سبب بیشترین کاهش در مقدار آب مصرفی به ترتیب به میزان 65، 36 و 32 درصد نسبت به تیمار شاهد شد. از طرفی بیشترین افزایش بهره وری مصرف آب با کاربرد نیم درصد وزنی آکواسورس به دست آمد، به طوری که در دورهای آبیاری دو، چهار و شش روز به ترتیب افزایش بهره وری مصرف آب به میزان 1/1، 16/1 و 17/1 برابر نسبت به شاهد حاصل شد. افزایش سطح کاربرد هیدروژل به 2 درصد وزنی علی رغم کاهش میزان آب مصرفی به علت ایجاد شرایط نامطلوب برای رشد گیاه، کاهش بهره وری مصرف را به همراه داشت. ارزیابی عملکرد آکواسورس در پایان دوره کشت نشان داد که این پلیمر تا حد زیادی قادر به حفظ عملکرد بوده و قابلیت استفاده در کشت های متوالی را دارد.

    کلیدواژگان: پلیمر جاذب رطوبت، رطوبت قابل استفاده گیاه، عملکرد، اجزای عملکرد
  • سعید حبیبی، بابک لشکرآرا* صفحات 45-57
    سرریز تاج دندانه ای نوعی سرریز غیرخطی مدور قایم است که دارای ظرفیت تخلیه بیشتری نسبت به سرریزهای مشابه خود می باشد، در این نوع سرریز برای یک دبی ثابت، ارتفاع بار آبی روی آن کمتر بوده و همین امر احتمال انسداد ناشی از تجمع اجسام شناور را در آن افزایش می دهد. در این تحقیق انسداد سرریز تاج دندانه ای دو سیکل که از قابلیت گرداب شکنی ویژه ای نسبت به سرریزهای چهار، شش و هشت سیکل برخوردار است، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین جهت با استفاده از 13 نمونه قطعات چوب با ضریب قدکشیدگی (Ld/Dd) معادل 15، 20 و 25، تاثیر اجسام شناور بر میزان احتمال انسداد این نوع سرریز مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی اثر شیب کف کلیدهای ورودی و خروجی بر میزان احتمال انسداد، شیب های یک به نیم، یک به یک و یک به یک و نیم انتخاب شدند و به منظور دستیابی به شیب های مذکور، شکل سرریز تحت سه ارتفاع نسبی (P/D) معادل نیم، یک و یک و نیم طراحی و ساخته شد. آزمایش ها نشان داد که سرریز با ارتفاع نسبی (P/D) معادل 15 دارای احتمال انسداد بیشتری نسبت به مدل های با شیب کلید کمتر می باشد، هم چنین قطر اجسام شناور نسبت به طول و میزان بار آبی بالا دست سرریز تاثیرگذاری بیشتری در احتمال انسداد دارد .میزان احتمال انسداد با  قطر و طول اجسام شناور رابطه مستقیم داشته و با میزان بار آبی روی تاج سرریز رابطه معکوس دارد. مقایسه نتایج با سرریز نیلوفری نشان داد که، سرریز تاج دندانه ای از قدرت تله اندازی رسوبات شناور بیشتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: سرریز نیلوفری، ضریب قدکشیدگی، چوبهای شناور، جریان آواره ای، ضریب تخلیه
  • خدیجه امیری، حسام سیدکابلی*، فرهاد محمودی کهن صفحات 59-74

    پایش و حفاظت از تالاب ها به دلیل نقش مهم این منابع در حفظ اکوسیستم و تامین نیازهای افتصادی و اجتماعی جوامع بشری امری لازم و ضروری می باشد. در این تحقیق با استفاده از سه شاخص NDWI، MNDWI و AWEI میزان سطح تالاب های هورالعظیم و شادگان واقع در استان خوزستان در بازه زمانی 1397- 1378 مورد بررسی قرار گرفت. پس از فرایند پیش پردازش بر روی تصاویر لندست، برپایه 200 نقطه تعلیمی حد آستانه هر شاخص در شناسایی سطح تالاب ها تعیین گردید که با توجه به دقت کلی 5/95 درصد و ضریب کاپای 91 درصد، شاخص MNDWI نسبت به دو شاخص NDWI و AWEI از کارایی بهتر و دقت بالاتری برخوردار است. مساحت تالاب ها برای ماه های فروردین، شهریور و دی ماه در هر سال که معرف تغییرات حجم آب ورودی به تالاب ها هستند، با استفاده از شاخص MNDWI محاسبه شد. بررسی روند تغییرات سطح تالاب ها با استفاده از آزمون من-کندال نیز نشان داد که میزان تغییر مساحت تالاب ها در سطح اطمینان 95 درصد دارای روند معنی دار نیست. این موضوع بیانگر تاثیر دخالت انسان در تنظیم میزان جریان ورودی به این تالاب ها توسط سدهای بالادست به خصوص در زمان خشک سالی و سیلاب می باشد. به طوری که بیشترین تغییرات مربوط به ماه فروردین و کمترین آن در ماه شهریور اتفاق افتاده است. هم چنین بررسی همبستگی تغییرات دمایی تالاب ها با تغییر مساحت ها نشان داد که به طور متوسط به ازای تغییر هر 1000 هکتار از مساحت تالاب های هورالعظیم و شادگان میزان دما 4/0± درجه سلسیوس تغییر می کند.

    کلیدواژگان: سنجش از دور، شاخص طیفی، پهنه های آبی، من-کندال، ضریب کاپا
  • مهدی مکاری*، میثم مجیدی، حسن فلاحتی صفحات 75-91
    این پژوهش در قالب طرح کامل تصادفی به صورت کرت های یک بار خرد شده با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل پنج تیمار آبیاری   به عنوان عامل اصلی و دو رقم ذرت علوفه ای شامل سینگل کراس 704 و 606 به عنوان عامل فرعی بودند. تیمارهای آبیاری عبارت بودند از: 1) آبیاری کامل (FI)، 2) کم آبیاری به صورت استاتیک (SDI)، 3) کم آبیاری به صورت پویا (DDI)، 4) آبیاری بخشی از ریشه به صورت پویا (DPRD) و 5) آبیاری بخشی از ریشه به صورت استاتیک (SPRD). نتایج نشان داد که تیمارهای کم آبیاری DDI، SPRD و DPRD باعث کاهش معنی دار ماده خشک برگ، سرعت رشد گیاه و شاخص سطح برگ شدند. در انتهای فصل رشد، ماده خشک برگ در تیمارهای DDI، SPRD و DPRD نسبت به تیمار شاهد (FI) به ترتیب به اندازه 8/19، 8/20 و 3/25 درصد کاهش نشان داد. بیش ترین سرعت رشد گیاه و رشد نسبی به ترتیب با مقادیر 06/41 گرم بر مترمربع در روز و 13/0 گرم بر روز مربوط به تیمار آبیاری کامل بود. در 70 روز بعد از کاشت، سرعت رشد گیاه در تیمارهای DDI، SPRD و DPRD نسبت به تیمار شاهد (FI) به ترتیب به اندازه 7/31، 39 و 5/58 درصد و شاخص سطح برگ در این تیمارها نسبت به تیمار شاهد به ترتیب به اندازه 1/18، 7/22 و 8/31 درصد کاهش نشان دادند. با توجه به مصرف کم تر آب در تیمار SDI نسبت به تیمار شاهد و هم چنین محدودیت منابع آبی در منطقه مورد مطالعه، می توان تیمار SDI را به عنوان روش کم آبیاری مناسب برای این منطقه پیشنهاد نمود.
    کلیدواژگان: سرعت رشد گیاه، سرعت رشد نسبی، شاخص سطح برگ، زی توده خشک
  • بیژن نظری*، عبدالمجید لیاقت، مسعود پارسی نژاد صفحات 93-108
    یکی از بحرانی ترین چالش های حال حاضر بشر، رفع بحران آب است. در این پژوهش با استفاده از روش پویایی سیستم ها و نرم افزار Vensim به مطالعه و ارزیابی سناریوهای مختلفی که بر بهره وری آب اثر خواهد گذاشت، از جمله اثر توسعه سامانه های آبیاری تحت فشار، الگوی کشت و کم آبیاری پرداخته شد. نتایج نشان داد توسعه آبیاری تحت فشار در سطح شبکه قزوین، موجب افزایش بهره وری فیزیکی آب می شود و بسته به نوع الگوی کشت و سطح کم آبیاری می تواند موجب افزایش و یا کاهش بهره وری اقتصادی شود. بیشترین و کمترین حجم آب مورد نیاز سالانه شبکه آبیاری در سناریوهای ترکیبی به ترتیب مربوط به تیمارهای “CPS 3 FI MIDS 15%” و “CPS 8 DI 60% MIDS 45%” به مقدار 11738 و 2761 مترمکعب در هکتار بود. بهره وری آب اقتصادی در سطح شبکه در سناریوهای الگوی کشت CPS 8 و CPS 4 در مقایسه با بهره وری آب اقتصادی الگوی کشت موجود CPS 1 به ترتیب 51 و 2/25 درصد افزایش داشته است و بهره وری آب فیزیکی در سطح شبکه در سناریوهای الگوی کشت CPS 4، CPS 7 و CPS 8 در مقایسه با بهره وری آب فیزیکی الگوی کشت موجود به ترتیب 4/35، 1/35 و 3/27 درصد افزایش داشته است. از آن جای که الگوی کشت بر بهره وری اقتصادی و فیزیکی آب در سطح شبکه اثر قابل ملاحظه ای دارد، لذا بایستی تمهیداتی بر کنترل الگوی کشت انجام شود. این تمهیدات می تواند ترکیبی از رویکردهای آموزشی، ترویجی و یا تنظیم گری باشد.
    کلیدواژگان: حجم آب مصرفی، مدل سازی، نمودار حالت و جریان، Vensim
  • امین ذرتی پور*، میترا چراغی صفحات 109-122

    بهم خوردن تعادل هیدرولوژی حوضه های آبریز، یکی از مهم ترین علل سیل خیزی می باشد. از آن جایی که هر قسمتی از حوضه، پتانسیل معینی را در تولید رواناب و سیل دارد، لذا تهیه نقشه های حساسیت به وقوع سیل و شناسایی مناطق مستعد، برای پیشگیری و مدیریت سیلاب بسیار مهم است. تهیه نقشه های خطر در قسمت های مختلف حوضه آبریز و اولویت بندی پارامترهای موثر در وقوع سیلاب، می تواند، نقش موثری در بهبود مدیریت سیلاب داشته باشد. در تحقیق حاضر از  یازده شاخص تاثیر گذار در وقوع سیلاب شامل ارتفاع، شماره منحنی، تندی شیب، جهت شیب، بارندگی، پوشش گیاهی، تراکم زهکشی، فاصله از آبراهه، کاربری اراضی، توان آبراهه و رطوبت توپوگرافی استفاده گردید. سپس تک تک سلول ها بر اساس معیارها و زیرمعیارها، وزن دهی شده و با استفاده از روش TOPSIS اولویت بندی شدند. نتایج نشان داد، شماره منحنی و جهت شیب به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر پتانسیل سیل خیزی حوضه آبریز داشتند. هم چنین منطقه مورد مطالعه از نظر خطر سیلاب به پنج منطقه با ریسک وقوع کم تا بسیار زیاد تقسیم شدند. بر این اساس، 45 درصد سطح حوضه در قسمت های شمالی و شرقی ، به عنوان محدوده خطر، قلمداد شده که از دلایل اصلی آن می توان به بالاتر بودن شماره منحنی و نیز کوهستانی بودن منطقه آن اشاره کرد. نتایج به دست آمده نشان داد که روش TOPSIS در محیط GIS ابزاری قوی در تهیه نقشه های خطر سیلاب با درجه مطلوبی از دقت است که در مخاطرات شهری و محیطی، کاربرد زیادی می تواند داشته باشد.

    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، حوضه آبریز، تاپسیس، سیلاب، خوزستان
  • شهربانو عباسی جندانی*، علی اکبر نظری سامانی صفحات 123-137

    کلیژن یک مولد هواشناسی تصادفی است که 10 متغیر اقلیمی از قبیل بارش روزانه، مدت رگبار، حداکثر شدت نیم ساعته رگبار، تابش خورشیدی، دمای بیشینه و کمینه و سرعت و جهت باد را تولید می کنند. هدف از این مطالعه ارزیابی کارایی کلیژن در تولید داده های اقلیمی در ایستگاه تحقیقاتی سنگانه در شمال شرق ایران می باشد. برای اجرای کلیژن مقادیر ماهانه پارامترهای اقلیمی مورد نیاز بر اساس دوره آماری 2013-2006 در ایستگاه سنگانه استخراج شده است. برای محاسبه متغیرهای مربوط به بارش نیز الگوی شدت 241 رگبار تجزیه و تحلیل شده است. پس از اجرای مولد کلیژن، مجموعه داده اقلیمی 100 ساله تولید شده به 12 زیرمجموعه 8 ساله تقسیم شده و سپس میانگین داده های مشاهداتی و تولید شده توسط کلیژن  با استفاده از آزمون آماری t مقایسه شده است. نتایج حاصل از اجرای آزمون t نشان داد که بین میانگین گروه های مختلف متغیرهای بررسی شده (بارش کل سالانه، تعداد روز مرطوب سالانه، دمای کمینه و دمای بیشینه) اختلاف معنی داری وجود ندارد. در واقع کارایی کلیژن در ایستگاه سنگانه برای متغیرهای میانگین بارش سالانه، تعداد روز مرطوب سالانه و میانگین دمای بیشینه سالانه 100 درصد، در مورد میانگین دمای کمینه سالانه 83 درصد و در مورد میانگین بارش ماهانه 95 درصد است. به طور کلی نتایج حاصل از این مطالعه نشان دهنده کارایی قابل قبول کلیژن برای تولید داده های اقلیمی بلند مدت با استفاده از داده های کوتاه مدت می باشد، اما با توجه به طول دوره آماری کوتاه و نیز تغییر پذیری های اقلیمی به تحقیقات بیشتری برای تایید کارایی کلیژن در کشور ایران نیاز است.

    کلیدواژگان: مولد هواشناسی، کلیژن، آزمون آماری، حداکثر شدت بارش نیم ساعته، زنجیره مارکوف، سنگانه
  • حمید آهنی، حسین خزیمه نژاد*، محمدحسین نجفی مود صفحات 139-151

    نهشته شدن رسوب در سازه ها و مجاری انتقال آب، باعث ایجاد مشکلاتی نظیر کاهش ظرفیت و سرعت جریان و به طور کلی کاهش راندمان سازه می شود. از جمله مسایلی که در رودخانه ها و طراحی سازه های آبیاری و آب رسانی نقش مهمی دارد، مساله انتقال رسوب و کنترل آن است. در این پژوهش با استفاده از مدل آزمایشگاهی، تاثیر تعریض بستر به همراه نصب موانع در اندازه ها و شرایط مختلف در مسیر رودخانه هایی که دارای حمل رسوب زیادی به صورت بار بستر می باشند؛ بر نحوه انتقال رسوبات مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا یک آزمایش شاهد در شرایط تعریض رودخانه بدون حضور مانع و سپس 21 آزمایش در شرایط تعریض با نصب موانع انجام شد.  نتایج نشان داد که نصب موانع بر حرکت بار بستر موثر است. با افزایش اندازه موانع، سرعت حرکت بار بستر و پیش روی رسوبات، کاهش و تله اندازی رسوبات افزایش یافت، به نحوی که با افزایش ابعاد موانع، کاهش پیش روی جبهه رسوبی در بخش تعریض شده نسبت به وضعیت شاهد (RS)، از حدود 15- درصد به حدود 41 درصد افزایش را نشان داد. هم چنین نتایج نشان داد با افزایش تعداد ردیف موانع، از سه به هفت ردیف، پیش روی رسوبات کاهش، تله اندازی رسوبات افزایش و کاهش پیش روی جبهه رسوبی در بخش تعریض شده نسبت به وضعیت شاهد (RS)، 24 درصد افزایش را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: انتقال رسوب، تله اندازی رسوبات، جبهه رسوبی، رودخانه، مشخصات موانع
|
  • Fereshteh Darabi, Majid Sharifipour *, Ali Heidar Nasrolahi Pages 1-14
    Irrigation has greatly contributed to crop production in arid and semi-arid regions. In addition, agricultural production in irrigated lands is more sustainable than in rain feed lands, which has helped significantly stabilize food prices in the world (Hanjra et al., 2009; Rosegrant and Cline, 2003). Considering the role of irrigation and scarce water resources, the United Nations Development Program has predicted that the future of food supply for the world's growing population will be affected by the water crisis, not the crisis of arable land (Du Toit, 2011). Therefore water is a major player in increasing agricultural production (Hanjra and Qureshi, 2010). At the same time, competition for water between the agricultural, industrial and urban sectors is also increasing (Dubois, 2011). Under such circumstances, any method or technology that can increase the productivity of water consumption (product per unit volume of water) will contribute to the development of food security. Naturally, cheap and simple methods and technologies, especially among low-income farmers in developing countries, will become more common; deficit irrigation is one of them.Beans are an important source of protein, fiber, and nutrients and have for centuries played an important role in the human diet (Yonts et al., 2018). The bean is a water-consuming plant, its net water requirement in the Khorramabad Plain (Project Area) is about 5500 m3/ha, which is 2.5 times more than wheat and 2 times more than rapeseed (Zabihiafrous et al., 2018). Deficit irrigation of beans can be an effective solution to reduce the irrigation water consumption of this crop and increase its water productivity.
    Keywords: Drip tape irrigation, Water productivity, Grain yield, Deficit İrrigation
  • Pouria Taghvai, Seyed Farhad Mousavi, Ali Shahnazari *, Hojat Karami, Issa Shooshpasha Pages 15-28
    Hydraulic conductivity of soils is one of the most important parameters in designing soil structures, water, and environmental resources management. Hydraulic conductivity in the soil varies with the size of their particles. Several studies by different researchers on fine-grained soil hydraulic conductivity and coarse-grained soils are done. In some studies, the methods and materials used to reduce soil hydraulic conductivity. On the other hand, nanoclays are nanoparticles of layered mineral silicates. Depending on chemical composition and nanoparticle morphology, nano clays are organized into several classes such as montmorillonite, bentonite, kaolinite, hectorite, and halloysite(Majeed and Taha, 2013). Organically modified nanoclays (organoclays) are an attractive class of hybrid organic-inorganic nanomaterials with potential uses in polymer nanocomposites, as rheological modifiers, gas absorbents, and drug delivery carriers(Abbasi et al, 2016).Plate-like montmorillonite is the most common nanoclay used in materials applications. Montmorillonite consists of ~ 1 nm thick aluminosilicate layers surface-substituted with metal cations and stacked in ~ 10 µm-sized multilayer stacks. Depending on the surface modification of the clay layers, montmorillonite can be dispersed in a polymer matrix to form a polymer-clay nanocomposite. Within the nanocomposite individual, nm-thick clay layers become fully separated to form plate-like nanoparticles with a very high (nm × µm) aspect ratio.In this study, the effect of different amounts of montmorillonite nano clay (0.25, 0.5, 0.75, and 1%) on the hydraulic conductivity in three different densities (85, 90, and 95%) of sandy and clay soils have been investigated experimentally.
    Keywords: Hydraulic conductivity, Montmorillonite Nanoclay, Clay soil, Sandy soil, Density
  • Saloome Sepehri Sadeghian *, Nader Abbasi, MohammadMehdi Nakhjavanimoghaddam Pages 29-44

    Drought and water shortage in Iran is a climatic fact and due to the growing need for water in different sectors, this problem will become more acute in the coming years. Therefore, managing water consumption and applying advanced techniques in the agricultural sector as the largest consumer of water in the country, can be very helpful. One of the most effective strategies to improve water productivity in agricultural sector is to use hydrogel polymers to improve soil texture, increase soil water retention, reduce erosion and increase germination (Nirmala and Guvvali, 2019). However, in general, due to differences in the synthesis and chemical structure of polymers, the water uptake and storage capacity of these hydrophilic polymers are different, and hence their effect on changes in soil moisture and storage capacity will be very different (Yu et al ., 2017). The aim of this study was to investigate the effect of different levels of Aquasource hydrogel on yield, yield components and water productivity of peppermint (Mentha piperita) at different irrigation intervals.

    Keywords: Moisture-absorbing polymer, Plant available water, Yield, Yield components
  • Saeid Habibi, Babak Lashkarara * Pages 45-57
    This study uses the blocking of a two-cycle circular piano key weir (C.P.K) that benefits from a considerable vortex breaking capability compared to other kinds. To do so, the impact of floating objects on the blocking amount of this weir is investigated using 13 pieces of wood with slenderness coefficients (Ld/Dd) of 15, 20, and 25. Three slopes of 1:0.5, 1:1, and 1:1.5 (vertical: horizontal) were chosen to study the impact of the bottom slope of the input and output keys on the blocking probability. To reach the mentioned slopes, the shape of the weir was designed and built with three P/D relative heights of 0.5, 1, and 1.5. The experiments showed that the weir had more blocking probability with a relative height of 1.5 than the other models with fewer key slopes. In addition, individual experiments revealed that the diameter of floating objects was more influential on blocking probability than the length of the objects and the amount of upstream watery load. It can generally be concluded that increasing the diameter and length of the floating objects are directly and indirectly correlated with the blocking amount and the amount of watery load on the weir crown, respectively. Comparing the obtained results with the bell-mouth spillway reveals that the C.P.K weir benefits from more sediment trapping capability.
    Keywords: Morning Glory Weir, Slenderness Coefficient, Discharge Coefficient, Floating Debrise, Debris Flow
  • Khadijeh Amiri, Hesam Seyed Kaboli *, Farhad Mahmoodi Kohan Pages 59-74

    Monitoring and conservation of the wetlands are very important due to their role in eco-system protection and providing the socio-economic needs of the local community. Sarp and Ozcelik (2017); Nandi et. al. (2018); Ali et. al. (2019) used NDWI, MNDWI and AWEI indices to monitor waterbodies changes based on Landsat (ETM+, OLI) dataset. In this study, these indices were applied to monitor area changes of Hor-alazim and Shadegan wetlands in Khuzestan province that were selected as case study areas for period 2000-2018. Wetlans area changes were evaluated for three months, include April, September, and January in any year that represent inflow changes. Mann-Kendall statistics was also used to study the changes in a wetlands area. The  MNDWI index in comparison to NDWI and AWEI has better performance and higher accuracy. The results of Man-Kendall statistics showed that wetlands area changes have no significance relation in 95% confident level. Also, the correlation between temperature and wetland area changes showed that on average, the wetlands temperature changes by ±0.4 C for per 1000-hectare area change.

    Keywords: Remote Sensing, Spectral index, Water bodies, Mann-Kendall, Kappa coecifient
  • Mahdi Mokari *, Maysam Majidi, Hasan Falahati Pages 75-91
    Deficit irrigation is a suitable method for obtaining the economic and acceptable yield with the minimum amount of water (Zegbe et al., 2004). Although the yield in unit area is decreased in this irrigation method, the amount of consumption water, water harvesting, delivery and distribution costs of water decreased, which results in more benefit (Yazar et al., 2009).Partial root drying (PRD) is the modified method of deficit irrigation which some part of plant roots is irrigated and another part of them are placed in dry soil. For the first time, the concept of PRD was applied by Grimes et al. (1968) in the United States. In this method, water uptaking from the wet zoning of plant roots holds the water status in plant in a favorable condition (Davies et al., 2002), and the other part of roots placed in dry soil results in increasing abscisic acid hormone production.The most important growth indices which are used frequently in plants include leaf area index (LAI), crop growth rate (CGR) and relative growth rate (RGR) so that plant production dry matter can be investigated using these indices (Modarresi et al., 2004). Investigation of variations of growth indices of five maize hybrids under two different irrigation regimes indicated that interrelationship between leaf area index and grain yield was significant (Nori Azhar and Ehsanzadeh, 2007).Water scarcity is one of the most important factors that decrease the maize yield and yield reduction depending on corn cultivars and growth stages that are affected by water stresses. With regard to desirable features of leafy and commercial hybrids of maize and also different effect of stresses in different stages of vegetative and reproductive growth, the objective of this study was to investigate the effect of water stress and new deficit irrigation strategies on growth indices of two corn cultivars in Kashmar climate.
    Keywords: Crop growth rate, Relative growth rate, Leaf area index, Dry biomass
  • Bijan Nazari *, Abdolmajid Liaghat, Masoud Parsinejad Pages 93-108
    One of the most critical challenges of the twenty-first century is to resolve water crisis. This crisis is characterized by scarcity of water, the destruction of natural ecosystems, and food shortages. In spite of extensive efforts made to ensure food security, human societies still have trouble feeding their populace. This problem is most likely due to their inability to access healthy and safe water resources (Kijne, 2003). The solution to the water crisis can be expressed as better development and proper management of water resources systems. Various technical and managerial solutions should be taken such as upgrading and improving irrigation systems, introducing new irrigation methods, deficit irrigation, optimizing the cropping pattern, improving the efficiency of irrigation networks, etc. to improve water productivity in agriculture. The system dynamics methodology is a modeling and simulation technique and is specially designed for long-term, chronic, and dynamic management issues (Vlachos et al., 2007). Crop pattern scenarios, crop production, and agricultural pollution in a region in southern Turkey have been studied by Saysel et al. (2002) with a system dynamics approach. Also, the system dynamics approach was applied in the study of integrated water management at the catchment scale by Soltani and Alizadeh (2017). In this study, the systems dynamics approach, which is a suitable method for studying complex water systems, was applied in water productivity investigation in the Qazvin irrigation network.
    Keywords: Water Consumption, modeling, Stoke, Flow Diagram, Vensim
  • Amin Zoratipour *, Mitra Cheraghi Pages 109-122
    Introduction

    Flood is one of the most common and dangerous natural disasters occurring worldwide (Samanta et al., 2018). Iran is ranked sixth in the world in terms of flooding (Khosroshahi and Saghafian, 2003) due to the disturbance of the hydrological balance of the country's watersheds, of which Abolabbas River Basin is no exception. In effect, due to the hydrological imbalance of the watershed, the river runoff cannot be transferred well (Tehrany et al., 2013). Given that each part of the basin has a certain potential in the production of runoffs and floods, once water overflows into the surrounding lands floods occur. It is thus necessary to prepare flood sensitivity maps and identify susceptible areas for flood prevention and management (Bout et al., 2018). This study was thus intended to prepare hazard maps for different parts of the watershed, and to prioritize the effective parameters in the occurrence of floods in the study area.

    Methodology

    This study considered 11 important indicators including altitude, runoff curve number, slope, slope direction, rainfall, vegetation, drainage density, distance from waterway, land use, stream power index and topographic wetness index to determine the flood potential of Abolabbas River Basin with an area of 281.23 square kilometers. For the purpose of this study, the layers were scaled and the individual pixels were weighted and then prioritized using the TOPSIS technique (Rasooli et al., 2018).

    Keywords: Sensitivity analysis, Basin, TOPSIS, Flood, Khuzestan
  • Shahrbanoo Abbasi Jondani *, AliAkbar Nazari Samani Pages 123-137

    Recorded daily weather data are used as climate input in a number of models that continuously simulate the natural resource systems (Yu, 2003). However, it is sometimes difficult to obtain the required data, and also to process them simply because they are lacking or unavailable. Weather generators have been accordingly developed to produce synthetic weather sequences capturing the essential features of observed weather data needed for running the models. In effect, weather generators are widely used in hydrological, ecological, and crop-yield modeling frameworks. CLIGEN (CLImate GENerator), which was first developed as a component of the Water Erosion Prediction Project (WEPP) (Nicks et al., 1995), is a stochastic weather generator that generates long sequences of daily precipitation (e.g., the pattern of each rainfall event including its duration, time to peak, and intensity), maximum and minimum daily temperature, dew point temperature, solar radiation, and wind speed and direction. CLIGEN has been currently used as a general weather generator beyond its initial intention in many locations around the world. This research was thus conducted to examine the efficiency of CLIGEN in generating the weather data in Sanganeh station in the northeast of Iran.

    Keywords: Weather generator, CLIGEN, Statistical test, Maximum 30-minute precipitation intensity, Markov chain model, Sanganeh
  • Hamid Ahani, Hossein Khozeymehnezhad *, MohammadHosein Najafi Mood Pages 139-151
    Introduction

    Sediment control is one of the issues of paramount importance in designing irrigation networks and water supply facilities. The most important methods of erosion and sedimentation management and control include basin management, sediment trap management in upstream, and sediment trap source management out of the river. Jafari et al. (2019) investigated the effect of submerged vanes and their dimensions on the bed load transport in the widened part of the river using a laboratory model. The results showed that by increasing the dimensions of submerged vanes, the speed of the bed load transport decreased, and as a result the performance of vanes improved. In a similar research strand, the present study evaluated the effect of obstacle installation and its size in the widened part of the river on the bed load transport using a laboratory model.

    Methodology

    Using a dimensional analysis of the effective variables in the widened part of the river and installing obstacles, this study identified the influential parameters on the bed load transport. Some experiments were then carried out by simulating the widened conditions of the river in a laboratory canal. Then, a witness experiment was carried out in the widened part of the river without the presence of an obstacle. This was followed by 21 experiments in the widened parts of the river by installing an obstacle. Linear obstacle arrangement in the basin was then performed in 5 rows and 3 columns and it was considered constant for all experiments. Moreover, the discharge rate and depth, according to the initial experiments and the amount and manner of sediment movement, were constant for all experiments and equal to 10 liters per second and 0.16 meters, respectively. In order to examine the effect of the obstacle size, 15 obstacles with 0.04 meter height (hb), different width (Wb) and length (Lb) with 0/02, 0/03, 0/04 and 0.05 meters were installed and tested. At the end of the performance, the main section (i.e., the widened part) of the bed load control was examined quantitatively and qualitatively. To examine the quantitative performance of the main section, equation (1) was used. Rs = (1) In (1), Rs is the reduction in the distance of sediment flow in the widened part with an obstacle relative to the state without an obstacle (i.e., witness test), xe is the progression of sediment flow in the widened section without an obstacle, (xe- xb) is decreasing the progression of the sediment flow in the widened part with an obstacle relative to the widened conditions without an obstacle.

    Keywords: Sediment transport, sediment trapping, sedimentary front, River, obstacle specifications