فهرست مطالب

مجله آبیاری و زهکشی ایران
سال پانزدهم شماره 5 (آذر و دی 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/17
  • تعداد عناوین: 20
|
  • فرهاد غلامی، بهمن یارقلی*، احمد شرافتی صفحات 993-1005

    پژوهش حاضر به بررسی کارآیی نیزار طبیعی در مقیاس واقعی در پالایش کیفی زهاب ورودی نیشکر خوزستان در طول مدت یک سال (1399-1398) پرداخته شد. کارایی نیزار طبیعی با سنجش پارامتر هایی نظیر NO3، NO2، NH4 و TN مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون t-test بر روی هر کدام از فاکتور های NO3، NO2، NH4 و TN نشان داد که بین ایستگاه های مطالعاتی ST0-ST1، ST0-ST2، ST0-ST3، ST1-ST2، ST1-ST3، ST2-ST3 در سطح یک درصد اختلاف معنی داری وجود دارد. بیشترین اختلاف میانگین در میزان NO3، NO2، NH4 و TN بین ایستگاه ST0-ST3 مشاهده شد.در ایستگاه ST3 که بیشترین فاصله را نسبت به نقطه ورودی دارد، بیشترین راندمان حذف برای هر کدام از ترکیبات ازته حاصل گردید. میانگین حذف فاکتور NO3 زهاب خروجی در ایستگاه های ST1، ST2 و ST3 نسبت به میزان اولیه آن در زهاب ورودی به ترتیب 23، 50 و 64 درصد کاهش داشت. کاربرد نیزار طبیعی باعث کاهش NH4 نسبت به میزان اولیه شد و این کاهش نسبت به میزان اولیه در ایستگاه ST2 و ST3 بیشتر بود و ایستگاه ST3 بیشترین کاهش (به ترتیب برابر با 70، 68، 67 و 68 درصد در هر چهار فصل بهار، تابستان، پاییز و زمستان) را به خود اختصاص داد. روند تغییرات TN نسبت به میزان اولیه مشابه با روند تغییرات NH4 بود، اما میزان کاهش TN در ایستگاه ST3 دارای شدت کاهش بیشتری بود و در مقایسه با ایستگاه های ST1 و ST2 به کمترین مقدار ممکن رسید و نتایج حاکی از تاثیر چشمگیر کاربرد نیزار در این فاصله از نقطه ورودی در کاهش TP بود. در ایستگاه های مختلف، با افزایش فاصله از نقطه ورودی، تاثیر زمان ماند ها (26/1، 10/1، 30/1 و 60/1 روز) بر حذف ترکیبات ازته چشمگیر بود و برای هر کدام از زمان ماند ها در ایستگاه ST3 که بیشترین فاصله نسبت به نقطه ورودی را داشت، بیشترین راندمان حذف مشاهده شد.

    کلیدواژگان: تصفیه زهاب، راندمان حذف، زمان ماند، گیاه نی، نیترات کل
  • هادی سیاسر، امیر سالاری* صفحات 1006-1017

    افزایش جمعیت و تقاضای روزافزون مواد غذایی و بهره وری اقتصادی پایین محصولات کشاورزی و هدررفت منابع آبی و خاکی، تعیین و اجرای الگوی کشت بهینه کشور را ضروری نموده است. در این تحقیق، با توجه به محدودیت ها و مشکلات روش های کلاسیک و همچنین به منظور کاهش زمان پردازش و بهبود کیفیت راه حل ها، از الگوریتم ازدحام ذرات چند هدفه آشوبناک در تعیین الگوی کشت بهینه دشت سیستان در شرایط بهینه و کم آبیاری استفاده گردید. نتایج کاربرد الگوریتم آشوبناک برای کشت های غالب منطقه نشان داد که الگوی کشت فعلی منطقه بهینه نبوده و با اجرای الگوی پیشنهادی مدل، سود حاصل به ازای واحد سطح زیر کشت، افزایش خواهد یافت. نتایج کاربرد کم آبیاری طی دوره های مختلف رشد محصولات گندم، جو، یونجه، سورگوم، هندوانه و انگور نیز نشان داد که اعمال کم آبیاری ها در این دشت استراتژی مناسبی نبوده و تنها استراتژی آبیاری کامل توصیه می گردد، مدل مقدار بهینه حجم آب برای سطح یک هکتار را 42750 متر مکعب برآورد نموده و با وارد کردن گیاهان گندم، یونجه، سورگوم، هندوانه و انگور با استراتژی آبیاری کامل در الگوی بهینه کشت، در نهایت بازده برنامه ای 4,153,448 تومان بدست آمد، با کاهش 25 درصدی آب مصرفی شبکه، مقدار بازده برنامه ای 5/14 درصد و با کاهش 50 درصدی آب مصرفی، مقدار بازده برنامه ای 5/41 درصد کاهش یافت. نتایج ارزیابی حساسیت مدل نیز نشان داد که در قیمت های پایین، کشاورزان واکنش کمتر و در قیمت های بالاتر، عکس العمل بیشتری به تغییر قیمت نشان داده و با افزایش قیمت آب، سود ناخالص (بازده برنامه ایی) کمتر و مدل بیشتر به سمت افزایش زیر کشت محصولاتی تمایل دارد که با مصرف آب کمتر عملکرد بیشتری دارند. نتیجه گیری کلی این تحقیق آن است که بی کشش بودن تقاضای آب در دامنه های قیمتی 725-0، 950- 750، 1050- 1000 و همچنین 1200- 1075 ریال در برنامه-ریزی های مربوط به قیمت گذاری منابع آب کشاورزی منطقه بایستی مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: کم آبیاری، سطح زیر کشت، دشت سیستان، حساسیت مدل
  • حسن ترابی پوده*، بابک شاهی نژاد، یزدان یاراحمدی، آزاده ارشیا صفحات 1018-1030

    شناسایی مناطق مستعد آب زیرزمینی به عنوان یکی از منابع مهم برای تامین آب آشامیدنی، کشاورزی، تنوع اکولوژیکی و صنایع مختلف از موارد مهم و ضروری در مدیریت منابع آب هر کشوری به ویژه کشورهای در حال توسعه محسوب می شود. در این پژوهش، نقشه پهنه بندی آب زیرزمینی به منظور مدیریت و برنامه ریزی منابع آب زیرزمینی با استفاده از مدل های WOE، SI و Shannonدر بستر ArcGIS10.5 در این منطقه ارایه شد. بدین منظور موقعیت جغرافیایی 624 چاه با دبی بیشتر از 10 مترمکعب بر ثانیه در منطقه به دو گروه واسنجی (70 درصد) و اعتبارسنجی (30 درصد) تقسیم شدند. در اجرای هر سه مدل از پارامترهای موثر در پتانسیل یابی آب زیرزمینی شامل: ارتفاع، شیب، جهت شیب، انحنای زمین، زمین شناسی، کاربری اراضی، خاک شناسی، شاخص رطوبت توپوگرافی، فاصله ازگسل، تراکم گسل، تراکم آبراهه و فاصله از آبراهه منطقه استفاده شد. همچنین برای اعتبارسنجی نتایج مدل ها از منحنی ROC در نرم افزار SPSSاستفاده شد. بیشترین صحت برای این منطقه به مدل شاخص آماری اختصاص داشت که مقدار AUCبرای این مدل، 5/84 درصد و بعد از آن به ترتیب مدل-های وزن شواهد با 6/81 و آنتروپی شانون با 6/80 درصد قرار دارند. بیش از 60 درصد منطقه دارای پتانسیل آب زیرزمینی متوسط تا خیلی زیاد است. مدل شاخص آماری برای این منطقه مناسب تر و با دقت خوب است. تعیین مناطق با پتانسیل بالای آب زیرزمینی با استفاده از روش های مذکور برای اجرای برنامه های مدیریتی، مناسب است.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، شاخص آماری، آنتروپی شانون، وزن شواهد، لنجانات
  • نجمه گازر، کامران داوری، حسین بانژاد* صفحات 1031-1039

    در حال حاضر اکثر نقاط جهان، با چالش جدی در تامین آب مواجه بوده و دسترسی به منابع آب شیرین با کیفیت مطلوب، بسیار محدود می باشد. تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آن می تواند علاوه بر کاستن خسارت های وارده از تخلیه فاضلاب خام در محیط زیست به تامین بخشی از نیازهای آبی کمک نماید. استفاده از پساب برای مصارف مختلف اگرچه برای رفع کمبود آب مفید خواهد بود اما درصورتی که بدون برنامه ریزی دقیق و اعمال مدیریت و نظارت صحیح انجام پذیرد می تواند اثرات اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی حاد و متعددی را درپی داشته باشد. در این پژوهش با استفاده از فرآیند تصمیم گیری چند معیاره به بررسی همه جانبه معیارهای تاثیرگذار در امکان استفاده از پساب برای مصارف گوناگون پرداخته شد. معیارهای در نظر گرفته شده شامل مسایل زیست محیطی، اجتماعی، اقتصادی و زیرمعیارهای ذخیره آب، کاهش میزان آلاینده های تخلیه شده در محیط، خطرات بهداشتی، همکاری نهادها و دولت، تامین امنیت غذایی، پذیرش عمومی، کیفیت پساب، فرصت های سرمایه گذاری، درآمدزایی و قابلیت اجرا بوده و با استفاده از تکنیک فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و مقایسه دو به دو و متکی بر قضاوت های متخصصان بهترین گزینه استفاده از پساب را بین گزینه های مصارف کشاورزی، صنعتی، زیست محیطی، شهری، تفریحی، شارژ آب های زیرزمینی برای مصارف غیرشرب، و استفاده غیرمستقیم برای شرب بررسی نموده؛ و در نهایت بخش کشاورزی به عنوان بهترین گزینه ای که می توان از پساب در آن استفاده نمود انتخاب شد.

    کلیدواژگان: آب های نامتعارف، تصمیم گیری چند معیاره، خشک سالی، مدیریت منابع آب، معیار
  • محمدمهدی نخجوانی مقدم*، سالومه سپهری، نادر عباسی، داود رودی صفحات 1040-1051

    استفاده از مواد جاذب رطوبت برای افزایش بهره وری آب طی دهه های اخیر مورد توجه محققین بوده است. در این راستا مواد مختلفی با ماهیت و قابلیت متفاوت در جذب و نگهداری آب معرفی شده اند. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر کاربرد پلیمر سوپرجاذب آکواسورس بر عملکرد و بهره-وری آب سویا در منطقه کرج انجام شد. این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. فاکتور اول شامل دور آبیاری، 4 و 7 روز و فاکتور دوم کاربرد سوپرجاذب در سه سطح صفر، 200 و 300 کیلوگرم در هکتار بود. در طول دوره رشد قبل و بعد از هر آبیاری مقادیر رطوبت خاک تا عمق توسعه ریشه اندازه گیری گردید. در انتهای دوره رشد عملکرد دانه، درصد روغن و پروتیین دانه و بهره وری آب تعیین گردید. نتایج نشان داد اثر دور آبیاری بر تمامی شاخص های مورد بررسی معنی دار بود ضمن آنکه اثرات متقابل دورآبیاری و سوپرجاذب بر میزان آب مورد استفاده و عملکرد دانه معنی دار گردید. با تغییر دور آبیاری از 4 به 7 روز بطور میانگین میزان آب آبیاری، عملکرد دانه سویا، عملکرد روغن، عملکرد پروتیین، بهره وری آب در تولید دانه، روغن و پروتیین به ترتیب به میزان 30، 50، 52، 50، 26، 23 و 30 درصد کاهش یافت. در شرایط کاربرد سوپرجاذب، افزایش عمق آب آبیاری به بیش از 630 میلی متر، تاثیر زیادی بر عملکرد محصول نداشت. همچنین مصرف سوپرجاذب سبب گردید تا عمق مناسب آبیاری برای دستیابی به بالاترین میزان بهره وری آب سویا تقریبا 10 درصد کاهش یابد. نتایج بیانگر آن است که مصرف سوپرجاذب به میزان 200 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش عملکرد دانه، ، عملکرد روغن، عملکرد پروتیین و بهره وری آب در تولید دانه، روغن و پروتیین شده و مقادیر بیشتر از آن (300 کیلوگرم در هکتار) باعث کاهش صفات مذکور گردید.

    کلیدواژگان: دورآبیاری، پروتئین، روغن، عملکرد، عمق آبیاری
  • رزا شاه محمدنژاد، مطلب بایزیدی* صفحات 1052-1066

    به منظور پیشگیری از اثرات منفی دراز مدت طرح های توسعه منابع آب بر اکوسیستم های رودخانه ای، لازم است نیازمندی های هیدرولوژیکی و اکولوژیکی رودخانه در قالب یک نیاز آب اکولوژیکی، تعریف شده و در تعاملات تخصیص آب مدنظر قرار گیرد. هدف اصلی در این پژوهش، ارزیابی و برآورد توزیع ماهانه جریان اکولوژیکی رودخانه قزل اوزن، با دوره آماری 25 ساله و با استفاده از روش های هیدرولوژیکی تنانت، تسمن، تحلیل منحنی تداوم جریان، انتقال منحنی تداوم جریان، اسمختین و مدل ذخیره رومیزی است. نتایج این پژوهش نشان داد، روش انتقال منحنی تداوم جریان به دلیل در نظر گرفتن کلاس های مختلف اکولوژیکی، توجه به تغییرپذیری طبیعی جریان و سعی به حفظ این تغییرپذیری در جریان های اکولوژیکی پیشنهادی خود، نسبت به روش های دیگر ارجحیت دارد و به منظور حفظ الگوی کلی تغییرپذیری جریان، از شیفت منحنی تداوم جریان طبیعی استفاده می کند. این روش تطابق بهتری با پتانسیل جریان رودخانه قزل اوزن و روش مدیریت اکولوژیکی آن دارد. برای حفظ رودخانه قزل اوزن در حداقل وضعیت اکولوژیکی قابل قبول (کلاس مدیریت اکولوژیکی C) به ترتیب شدت جریان متوسط سالانه معادل 3.11 (23% متوسط جریان سالانه)، 1.91 (22% متوسط جریان سالانه)، 1.43 (25% متوسط جریان سالانه)، 0.84 (30% متوسط جریان سالانه) و 0.28 (32% متوسط جریان سالانه) مترمکعب بر ثانیه، باید در محدوده پنج ایستگاه هیدرومتری بیانلو، نساره علیا، سلامت آباد، حسن خان و شادی آباد برقرار باشد.

    کلیدواژگان: انتقال منحنی تداوم جریان، جریان اکولوژیکی، رودخانه قزل&lrm، اوزن، روش های هیدرولوژیکی، مدل ذخیره رومیزی
  • حامد زاهدی خامنه، سعیدرضا خداشناس* صفحات 1067-1080

    شهرنشینی باعث افزایش رواناب ورودی به سیستم های جمع آوری آب های سطحی می شود. در این پژوهش با استفاده از مدل SWMM به بررسی سیستم جمع آوری آب های سطحی مناطق 10 و 11 شهر مشهد پرداخته شده است. همچنین به منظور تعیین روابط بین متغییر های مدل با یکدیگر و همچنین تعیین الویت تاثیر پارامتر ها بر خروجی مدل آنالیز حساسیت مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج مطالعات نشان می دهد که سیستم جمع آوری موجود توان عبور حدود 80 درصد رواناب سطحی دارد و به ترتیب 38.2 و 29.1 درصد از کانال در مدلسازی با دوره بازگشت 50 و 5 ساله دچار پس زدگی و آبگرفتگی می شوند. به منظور بررسی اثرگذاری پارامتر ها بر عملکرد مدل، 8 پارامتر انتخاب و تاثیر آن ها بر دبی خروجی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که به ترتیب درصد مناطق نفوذ ناپذیر، عرض معادل و ضریب زبری در اراضی نفوذ پذیر و نفوذ ناپذیر بیشترین تاثیر را بر دبی خروجی دارد. همچنین پارامتر درصد اراضی نفوذ ناپذیر بدون ذخیره سطحی کمتر اثر را دارد. با افزایش 30 درصدی مناطق تفوذ ناپذیر به تریب دبی اوج و رواناب سطحی 1/20 و 1/19 درصد افزایش می یابد. بررسی ها نشان داد که تغییر کاربری، افزایش اراضی نفوذ ناپذیر، کاهش ضریب زبری و طراحی نامناسب و قدیمی کانال های موجود از دلایل اصلی کاهش عملکرد سیستم جمع آوری آب های سطحی محدوده مورد مطالعه می باشد.

    کلیدواژگان: سیلاب شهری، آنالیز حساسیت، مناطق نفوذ ناپذیر، زیر حوضه، مدل مدیریت آب باران
  • رضوان طالب نژاد*، محبوبه لر محمد حسنی، علیرضا سپاسخواه صفحات 1081-1091
    دانه های روغنی در بین محصولات زراعی اهمیت خاصی داشته، بنابراین نیاز به محصولات روغنی جدید با سازگاری بیش تر با تنش های محیطی و نیاز آبی و کودی کم تر به شدت احساس می شود. گیاهان در طول دوره ی رشد خود در معرض تنش های مختلف قرار دارند و کمبود آب بزرگ ترین چالش در تولید محصولات زراعی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا ازجمله ایران است. دانه کاملینا منبع غنی از روغن و اسید های چرب امگا 3 است. با توجه به اهمیت این دانه روغنی به منظور بررسی امکان کشت این گیاه در اواخر زمستان (30 بهمن)، آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی بخش مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز اجرا شد. تیمار موردبررسی آبیاری شامل چهار سطح (50،75،100 درصد نیاز آب آبیاری کامل و دیم) در نظر گرفته شد. با توجه به نتایج به دست آمده حداکثر عملکرد دانه و کاه و کلش به ترتیب 692 و 2130 کیلو گرم در هکتار در تیمار آبیاری کامل و حداقل آن به ترتیب 260 و 859 کیلو گرم در هکتار در تیمار دیم مشاهده شد. نتایج نشان داد که کاملینا پتانسیل تولید عملکرد دانه با حداقل آب مصرفی (370 میلی متر) را در کاشت در اواخر زمستان (30 بهمن) در شرایط آب و هوایی باجگاه تا حد قابل قبول (692 کیلوگرم بر هکتار) دارد. به طورکلی بر اساس شاخص بهره وری آب آبیاری و باران برای عملکرد دانه در صورت وجود آب به اندازه ای کافی در دسترس کشاورز آبیاری کامل توصیه می شود در غیر این صورت کشت دیم مناسب تر است.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، کشت زمستانه، کاملینا، عملکرد دانه روغنی، کم آبیاری
  • محمد رضا حدادی، ابراهیم امیری*، مجید عاشوری، سید مصطفی صادقی، ناصر محمدیان روشن صفحات 1092-1103
    با توجه به کمبود آب در بخش کشاورزی، محاسبه مقدار آب آبیاری برای محصولات زراعی در شرایط محدودیت منابع آب، بسیار اهمیت دارد. به منظور بررسی اثر تیمارهای مختلف آبیاری بر عملکرد و بهره وری مصرف آب در بادام زمینی، پژوهشی به صورت آزمایش اسپلیت پلات و در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در 3 تکرار در سال های 1396 و 1397 در استان گیلان انجام شد. فاکتور اصلی شامل آبیاری کامل با تامین 100 درصد نیاز آبی و کم آبیاری تنظیم شده به ترتیب با 40، 60، 80 درصد تامین نیاز آبی و فاکتور فرعی شامل چهار رقم بادام زمینی (گیل، گرگانی، جنوبی و مصری) بود. نتایج نشان داد اثر متقابل آبیاری و ارقام بر عملکرد دانه و بهره وری مصرف آب مبتنی دانه در سطح 1 درصد معنی دار شد و تیمار 100 درصد نیاز آبی و رقم جنوبی با میانگین 1732 کیلوگرم در هکتار دارای بیشترین میزان عملکرد دانه بود. در اثر متقابل آبیاری و ارقام، بیشترین بهره وری مصرف آب مبتنی بر عملکرد دانه، در تیمار 40 درصد نیاز آبی و رقم مصری با میانگین 40/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. در ارقام بادام زمینی، رقم جنوبی با میانگین 1273 کیلوگرم در هکتار نسبت سایر ارقام دارای بیشترین عملکرد دانه بود. بر اساس تامین نیاز آبی، رقم جنوبی در طی دو سال دارای بیشترین میزان عملکرد دانه بود که به عنوان رقم مناسب برای منطقه مورد مطالعه پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: آب مصرفی، بادام، تابع تولید، عملکرد دانه
  • آذر قنبری، محمدرضا خالدیان*، افشین اشرف زاده، مریم نوابیان صفحات 1104-1117

    امروزه در بسیاری از نقاط جهان منابع آب وخاک با تهدید شور شدن روبرو می باشند. تحقیقات گسترده ای برای شوری زدایی منابع آب و خاک انجام شده است. یکی از این راهکارهای ارایه شده، آبشویی خاک می باشد. برای بررسی روش های مختلف آبشویی خاک شور، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، به صورت فاکتوریل با سه عامل و سه تکرار انجام شد. تیمارهای نوع آب شامل: آب مغناطیسی، آب عبوری از رینگ مروس و آب معمولی به عنوان عامل اصلی و دو نوع تیمار فرعی که عبارتند از میزان شوری آب شامل آب شور با هدایت الکتریکی 5/2 دسی زیمنس بر متر، آب شیرین با هدایت الکتریکی یک دسی زیمنس بر متر و آب شور-شیرین در واقع ترکیب آب شور و شیرین و روش آبشویی (غرقاب دایم و متناوب) مجموعا در 54 ستون خاک برداشت شده از یک باغ زیتون واقع در شهرستان رودبار بودند. نتایج نشان دادکه تیمار مگنت نسبت به شاهد، توانسته است در روش متناوب عملکرد آب شور را در حد آبشویی با آب شور-شیرین برساند. تیمار رینگ مروس بهتر عمل کرد، به طوری که توانسته است در روش متناوب، عملکرد آب شور در آبشویی را به حد عملکرد آب شیرین، با خروج نمک بیشتر نسبت به مگنت برساند.

    کلیدواژگان: آب شور، رودبار، غرقاب دائم
  • سمیه حجابی* صفحات 1118-1130

    درک پاسخ هیدرولوژیکی حوضه های آبریز به خشکسالی ها اهمیت زیادی در شناخت میزان آسیب پذیری مناطق مختلف به خشکسالی ها و مدیریت ریسک خشکسالی دارد. در این مطالعه با استفاده از چارچوب بادیکو به بررسی میزان و جهت تغییرات مولفه های تبخیر و تعرق واقعی و رواناب در پاسخ به خشکسالی های رخ داده در زیرحوضه های حوضه آبریز دریاچه ارومیه پرداخته شد. برای این منظور داده های تبخیر و تعرق واقعی (ET) و تبخیر و تعرق پتانسیل (PET) از پایگاه داده GLEAM و داده های بارش از پایگاه داده MSWEP تهیه شدند. پس از تعیین سال های خشکسالی با استفاده از شاخص بارش- تبخیر و تعرق پتانسیل استاندارد (SPEI)، معادله فو (در چارچوب مدل بادیکو) برای سال های خشکسالی و غیرخشکسالی به طور جداگانه واسنجی شد. تفاوت معنی دار در توزیع های احتمال تجربی شاخص خشکی (PET/P) و شاخص تبخیری (ET/P) بین سال های خشکسالی و غیرخشکسالی به روش آزمون کلموگروف- اسمیرنوف دو نمونه ای تایید شد. در ادامه، تغییرات ناشی از رژیم و تغییرات ناشی از افراز به طور جداگانه برای تبخیر و تعرق واقعی و رواناب محاسبه و بررسی شد. در مورد رواناب در همه زیرحوضه ها تغییرات ناشی از رژیم، تغییرات ناشی از افراز و تغییرات کل رواناب در سال های خشکسالی نسبت به سال های غیرخشکسالی منفی و تغییرات ناشی از رژیم شدیدتر از تغییرات ناشی از افراز بودند. در مورد تبخیر و تعرق واقعی در همه زیرحوضه ها تغییرات ناشی از افراز، مثبت، تغییرات ناشی از رژیم، منفی و تغییرات کلی، منفی بود. به طور کلی، وقوع خشکسالی ها در زیرحوضه های مورد مطالعه سبب کاهش بیشتر رواناب (66.54- درصد) نسبت به تبخیر و تعرق واقعی (10.45- درصد) شده است. چارچوب بادیکو در توضیح رفتار غیرخطی ترازمندی آب طی خشکسالی موثر است.

    کلیدواژگان: بادیکو، تغییرات ناشی از افراز، تغییرات ناشی از رژیم، خشکسالی
  • هوشنگ قمرنیا*، زهرا براتی، زهرا جلیلی صفحات 1131-1140

    برنج یکی از مهمترین گیاهانی است که در سطح وسیعی تحت آبیاری سطحی با راندمان کم در استان های مختلف واقع در شمال، جنوب و غرب ایران کشت میشود. از طرفی برنامه ریزی مناسب برای مدیریت آبیاری و آگاهی دقیق از ضرایب گیاهی و نیاز آبی رقمهای مختلف این محصول در مراحل رشد گیاه ضروری است. این مطالعه با هدف تعیین ضرایب گیاهی برنج (رقم عنبربو) در طی سال های 1396 و 1397 انجام شد. برای این منظور از لایسیمتر های زهکش دار با قطر 2/1 و ارتفاع 4/1 متر در شرایط مزرعه و گلخانه استفاده گردید. در این راستا از معادله پنمن- مانتیث برای محاسبه تبخیر و تعرق پتانسیل و از معادله بیلان آبی، تبخیر و تعرق گیاه محاسبه شد. سرانجام متوسط نیاز آبی و ضرایب گیاهی برنج رقم عنبربو در شرایط غیر غرقابی و مزرعه و گلخانه برای مراحل ابتدایی، توسعه، میانی و پایانی رشد به ترتیب معادل (59/584 میلی متر، 96/0، 07/1، 25/1، 95/0) و (28/616 میلی متر،00/1، 10/1، 29/1، 05/1) برآورد گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که در شرایط آبیاری غیر غرقابی، حجم قابل توجهی از آب آبیاری قابل ذخیره بوده. لذا، با آب ذخیره شده، اراضی بیشتری زیر کشت رفته و تولید، درآمد و شغل بیشتری برای روستاییان فراهم خواهد شد.

    کلیدواژگان: لایسیمتر زهکش دار، کرمانشاه، پنمن- مانتیث، معادله بیلان آب
  • الهه سیفی پور، حسن غلامی، ابوالفضل عزیزیان*، نجمه یرمی صفحات 1141-1152

    منداب گیاهی سازگار با تنش های غیرزنده محیطی است و برای بهره برداری از اراضی بایر استفاده می شود. در این پژوهش اثر آبیاری با آب شور در دورهای مختلف (شامل 10، 20 و 30 روز) بر گیاه منداب در سه روش کاشت (کرتی، روی پشته و کف جویچه) در قالب آزمایش فاکتوریل و طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه اردکان طی سال زراعی 1398-99 بررسی شد. نتایج حاکی از آن بود که اثر روش کاشت نسب به دور آبیاری در توجیه تغییرات صفات اندازه گیری شده غالب بوده است. در روش کاشت کف جویچه منداب دارای رشد بیشتر (از نظر ارتفاع، تعداد غلاف در واحد سطح و در گیاه، تعداد دانه در غلاف، وزن هزاردانه و عملکرد علوفه، بیولوژیک و دانه) بود. هرچند افزایش دور آبیاری تا یک ماه تمام شاخص های رشد را کاهش داد، اما افزایش دور آبیاری در کنار تغییر شیوه کاشت از روش مرسوم کرتی به کف جویچه ارتقا قابل توجه صفات رشد و عملکرد علوفه (73 درصد) و بذر (88 درصد) را به دنبال داشت. به علاوه اگرچه از نظر مقدار مطلق تولید علوفه (24445 کیلگرم در هکتار) و بذر (1484 کیلوگرم در هکتار) تیمار دور آبیاری 10 روز و روش کاشت کف جویچه قابل توصیه است اما تحلیل اقتصادی تعیین کننده نهایی انتخاب روش کاشت خواهد بود.

    کلیدواژگان: تنش خشکی، تولید علوفه، روش کاشت، شوری، منداب
  • پانیذ رویانی، سید حسین حسینی*، خلیل اژدری، صمد امامقلی زاده صفحات 1153-1171

    از جمله پدیده های پیچیده در مهندسی هیدرولیک رسوب، آبشستگی در اطراف پایه های پل ها است. با توجه به الگوی سه بعدی و پیچیده جریان در اطراف پایه ها، اندازه گیری برخی از پارامترهای هیدرولیکی در حین انجام آزمایش ها از قبیل الگوی جریان، تغییرات پروفیل بستر و تنش برشی مشکل است، در این شرایط می توان از مدل های عددی جهت استخراج نتایج و مطالعات دقیق تر بهره برد. هدف از این تحقیق، مدلسازی عددی الگوی جریان، تغییرات پروفیل بستر و عمق آبشستگی در اطراف پایه مستطیلی با نرم افزار Flow 3D و کاربرد نتایج آن در حمایت پایه در برابر آبشستگی می باشد. نتایج نشان داد، برای پایه همراستا با جریان، شکل حفره و الگوی جریان در اطراف پایه متقارن بود. با زاویه دار شدن پایه در قسمت جلو آن مقدار تنش برشی افزایش یافت به طوریکه برای پایه 10 درجه بیشترین مقدار آن و در حدود 0.55نیوتون بر مترمربع بدست آمد. همچنین نوسانات پروفیل بستر و سطح آب نیز با افزایش زاویه پایه، بیشتر شد. کاربرد صفحات مستغرق، الگوی آبشستگی را تغییر داده و با جابجایی رسوبات به جلوی پایه، کاهش آبشستگی را به دنبال داشت. افزایش ارتفاع و زاویه صفحات مستغرق نقش حمایتی آن ها را بهبود داد. براساس نتایج مدل عددی، عمق آبشستگی در جلوی پایه همراستا با جریان و صفحات با زاویه 30 درجه، هم تراز با بستر، با ارتفاع 1.25سانتیمتر و با ارتفاع 2.5 سانتیمتر روی بستر، بعد از 30 دقیقه به ترتیب 3.1، 0.035 و 0.005+ (روی بستر) سانتیمتر بود. با زاویه دار شدن پایه عملکرد صفحات در کنترل آبشستگی در قسمت جلوی پایه و در سمت دیوار پرفشار پایه کاهش یافت، اما در سمت دیواره ی کم فشار، عمق آبشستگی نسبت به پایه ی بدون زاویه کمتر بود.

    کلیدواژگان: الگوی جریان، پروفیل بستر، تنش برشی، Flow 3D، صفحات مستغرق
  • فرزین پرچمی عراقی*، منصور معیری، حسین زینل زاده تبریزی صفحات 1172-1186

    در پژوهش حاضر، از طریق انجام اندازه گیری های میدانی، میزان آب کاربردی فصلی و بهره وری فیزیکی آب کلزا (Brassica napus L.) در 26 مزرعه تحت مدیریت زارعین (شامل 18، پنج و سه مزرعه به ترتیب، با روش آبیاری شیاری، بارانی سنترپیوت و بارانی کلاسیک ثابت) در سطح دشت مغان (استان اردبیل) طی فصل زراعی 99-1398، مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار فصلی کل آب مصرفی (آبیاری و بارندگی موثر) و عملکرد دانه کلزا به ترتیب، بین 2921 تا 6762 مترمکعب بر هکتار و 00/1 تا 70/3 تن بر هکتار متغیر بود (به ترتیب، با میانگین 4798 مترمکعب بر هکتار و 64/2 تن بر هکتار). نیاز آبی خالص کلزا در مزارع مورد مطالعه طی فصل زراعی 99-1398 و میانگین 10 ساله آن به ترتیب، در دامنه 285 تا 399 و 282 تا 354 میلی متر قرار داشت (به ترتیب، با میانگین 325 و 304 میلی متر). میانگین آب کاربردی فصلی در مزارع با روش آبیاری شیاری (4328 مترمکعب بر هکتار) به طور معنی داری (p < 0.01) بیشتر از مقدار نظیر آن برای مزارع تحت آبیاری بارانی سنترپیوت و کلاسیک ثابت (به ترتیب، 2154 و 2633 مترمکعب بر هکتار) بود. نمایه های بهره وری مجموع آب کاربردی و بارش موثر (WPI+Pe) و بهره وری آب کاربردی (WPI) در مزارع مورد بررسی به ترتیب، بین 28/0 تا 95/0 و 41/0 تا 45/1 کیلوگرم بر مترمکعب متغیر بود (به ترتیب، با میانگین 58/0 و 77/0 کیلوگرم بر مترمکعب). بر اساس نتایج تحلیل رگرسیونی خطی چندمتغیره، عواملی شامل شوری آب آبیاری، تاریخ کشت، تراکم کشت بذر، تاریخ اعمال اولین آبیاری، طول دوره رشد گیاه، وزش بادهای شدید در دوره های زمانی مقارن با زمان برداشت محصول، ارتفاع مزارع از سطح دریا، شدت جریان آب تحویلی، متوسط دور آبیاری و میزان رطوبت و ناخالصی محصول در زمان برداشت به عنوان مهمترین عوامل موثر بر عملکرد دانه کلزا و نمایه های بهره وری آب در دشت مغان شناسایی شد.

    کلیدواژگان: تاریخ کشت، تراکم کشت بذر، زه آب، عملکرد، فائو پنمن-مانتیث
  • علیرضا دنیائی، امیرپویا صراف* صفحات 1187-1197

    در پژوهش حاضر، از الگوریتم بهینه سازی چندهدفه جستجوی شکار گروهی دلفین ها (MODEA) در تهیه قواعد بهره برداری بهینه سد گاوشان در استان کرمانشاه، در شرایط تغییراقلیم، استفاده شد. این قواعد با دو هدف کمینه سازی آسیب پذیری و بیشینه سازی اطمینان پذیری در شرایط پایه - از فروردین 1386 الی مهرماه 1398- و شرایط تغییراقلیم- فروردین 1420 الی مهرماه 1432- تهیه شدند. نتایج نشان داد که در شرایط تغییراقلیم بر اساس سناریوی متوسط، ضمن افزایش دما به میزان 8/1 و کاهش بارش به میزان 1/20%، میزان رواناب نیز به 69/0 مقدار دوره پایه کاهش می یابد. به علاوه محدوده تغییرات آسیب پذیری در شرایط پایه و تغییراقلیم، به ترتیب، برابر 18 تا 45 % و 10 تا 39 ٪ و محدوده تغییرات اطمینان پذیری در شرایط مذکور، به ترتیب، برابر 52 تا 5/89 ٪ و 28 تا 90 ٪ بوده و به ازای اطمینان پذیری 80 %، مقادیر آسیب پذیری به ترتیب، به میزان 33 و 30 % برای شرایط پایه و تغییراقلیم برآورد گردید. مقایسه حجم رهاسازی و حجم کمبود نیاز آبی به ازای نقطه پرتوی حاصل از اطمینان پذیری 80% ضمن افزایش میزان رهاسازی در شرایط تغییراقلیم نسبت به شرایط پایه، نشان دهنده تطابق بیشتر میزان رهاسازی از مخزن با تقاضا و عملکرد بهتر سد در شرایط تغییراقلیم می باشد.

    کلیدواژگان: اطمینان پذیری، بهینه سازی، ریزمقیاس نمایی، شبیه سازی بارش - رواناب، قواعد تصمیم گیری
  • حمید نیسی، اصلان اگدرنژاد*، سالومه سپهری صفحات 1198-1211

    شبیه سازی گیاه سیب زمینی به محققان کمک می کند تا بتوانند برنامه ریزی صحیحی در خصوص واکنش این گیاه نسبت به مقدار آب آبیاری داشته باشند. مدلهای AquaCrop و DSSAT به عنوان دو مدل پرکاربرد در این خصوص مطرح هستند ولی تاکنون در شرایط یکسان برای شبیه سازی عملکرد و بهره وری آب سیب زمینی مورد ارزیابی قرار نگرفته اند. بر این اساس، در پژوهش حاضر از داده های برداشت شده از یک مزرعه واقع در کرمانشاه برای ارزیابی این دو مدل تحت تنش های مختلف آب آبیاری استفاده شد. تیمارهای آبیاری مورد بررسی در این تحقیق شامل تامین 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی سیب زمینی تحت آبیاری قطره ای سطحی بود. نتایج نشان داد که هر دو مدل AquaCrop و DSSAT در شبیه سازی عملکرد و بهره وری آب سیب زمینی دچار خطای بیش برآوردی شدند. دقت این دو مدل برای شبیه سازی عملکرد و بهره وری آب در دسته عالی قرار داشت .در مرحله واسنجی، خطای مدل AquaCrop برای شبیه سازی عملکرد و بهره وری آب سیب زمینی به ترتیب برابر با 3/1 تن در هکتار و 22/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. در حالی که مقادیر خطا برای این پارامترها در مرحله صحت سنجی به ترتیب برابر با 5/1 تن در هکتار و 23/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. خطای مدل DSSAT در مرحله واسنجی برای شبیه سازی عملکرد و بهره وری آب به ترتیب برابر با 4/2 تن در هکتار و 34/0 کیلوگرم بر مترمکعب و در مرحله صحت سنجی به ترتیب برابر با 61/0 تن در هکتار و 11/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود.مقادیر آماره EF برای عملکرد شبیه سازی شده توسط مدل های AquaCrop و DSSAT به ترتیب برابر با 92/0 و 98/0 بود.مقادیر این آماره برای بهره وری آب این دو مدل به ترتیب برابر با 6/2- و 17/0 تعیین شد.با توجه به این نتایج، کاربرد هر دو مدل AquaCrop و DSSAT برای شبیه سازی سیب زمینی پیشنهاد می شود. گرچه نتایج به دست آمده برای مدل DSSAT دقت و کارایی بهتری داشت.

    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، تنش آبی، مدل آب محور، مدل رشد گیاهی، نیاز آبی گیاه
  • علی سرداری هارونیه، مهدی همایی، علی اکبر نوروزی* صفحات 1212-1225

    ایران دارای پهنه ‏های گسترده تحت‏کشت است که برآورد دقیق‏ و به‏ موقع عملکرد در چنین پهنه ‏هایی برای هرگونه مدیریت کشاورزی از اهمیت بالایی برخوردار است. در سال‏های اخیر، روش‏های مختلفی برای برآورد عملکرد محصولات زراعی بر پایه مشاهدات سنجش از دور ارایه شده ‏است. هدف اصلی این مقاله ارزیابی مدل AquaCrop برای برآورد عملکرد گندم با استفاده از اطلاعات تصاویر ماهواره‏ای است. در این پژوهش یکی از مراحل اولیه و مهم، برآورد میزان تبخیر-تعرق واقعی با استفاده از الگوریتم توازن انرژی سطح زمین (SEBAL) و تصاویر ماهواره Landsat8 است. تبخیر-تعرق حاصل از تصاویر ماهواره‏ای با داده‏های تبخیر-تعرق تشت تبخیر ایستگاه هواشناسی سینوپتیک زنجان مقایسه شده و نتایج قابل قبولی در شاخص‏های آماری (36/0MAE =،45/0RMSE = و 94/0R2=) به دست آمد. در ادامه از مدل رشد گیاهی AquaCrop در جهت شبیه سازی رشد گندم استفاده شد. مقدار شاخص‏های آماری RMSE، MAE و R2 برای داده‏های (CC) ، تعرق، تصاویر ماهواره‏ای و مدل AquaCrop به‏ترتیب برابر (06/11، 2/9 درصد و 94/0) و (633/0، 359/0 میلی‏متر در روز و 95/0) به‏دست آمد. نتایج حاصل از میانگین عملکرد محصول پیکسل‏های مزرعه‏ای برابر 189/1 تن در هکتار به‏ دست آمد و در مقایسه با آمارنامه کشاورزی وزارت جهاد کشاورزی با استفاده از شاخص آماری RMSE، MAE و مطالعات میدانی انجام شده (1-2/1 تن در هکتار) در این پژوهش نشان می‏دهد که میزان برآورد عملکرد گندم در منطقه مورد مطالعه قابل قبول است.

    کلیدواژگان: AquaCrop، SEBAL، تبخیر-تعرق
  • احسان پازوکی* صفحات 1226-1237

    افزایش بهره وری در بکارگیری منابع کشاورزی همواره مورد توجه بوده است. آب یکی از محوری ترین و موثرترین منابع مورد نیاز در کشاورزی است. روش آبیاری سطحی به روش جویچه ای یکی از پر استفاده ترین روش های آبیاری است. معمولا روش های آبیاری با هدف افزایش کیفیت که به صورت کمی نیز قابل اندازه گیری است، طراحی می شوند. علاوه بر کیفیت، اجراپذیری و هزینه کارگری مورد نیاز برای آبیاری دو عامل مهم دیگری هستند که در صورت عدم توجه به آن ها کیفیت بالقوه مورد انتظار از روش آبیاری در عمل تحقق پذیر نخواهد بود. اما در اکثر مدل های طراحی روش آبیاری صرفا کیفیت مورد توجه بوده است. در این پژوهش مدلی مبتنی بر شبیه سازی و بهینه سازی برای طراحی روش آبیاری جویچه ای با هدف افزایش اجراپذیری، کاهش هزینه کارگری در کنار افزایش کیفیت ارایه شده است. این مدل از روش خبره فازی که بر اساس دانش کشاورزان با سابقه آماده شده برای کمی سازی میزان هزینه کارگری و اجراپذیری طرح آبیاری استفاده می کند. آزمایش هایی بر اساس داده های چندین مزرعه مختلف انجام شد که کیفیت مدل پیشنهادی را تایید نمود. هم چنین با مقایسه نتایج مشخص شد روش پیشنهادی به صورت متوسط منجر به کاهش 10 درصدی میزان هزینه کارگری و افزایش 9 درصدی میزان اجراپذیری شده است.

    کلیدواژگان: روش آبیاری جویچه ای، اجراپذیری روش آبیاری، هزینه کارگری
  • ناصر رمضانیان عزیزی، عسکری تشکری*، عیسی معروف پور، صمد امامقلی زاده صفحات 1238-1249

    برای بررسی جبهه پیشروی رطوبت خاک، مدل فیزیکی به شکل مکعب مستطیل با ابعاد، 160 ، 120 و 60 سانتیمتر به ترتیب طول، ارتفاع و عرض ساخته شد به منظور تاثیر شیب زمین، دبی قطره چکان و نوع بافت خاک بر پیشروی جبهه رطوبتی آزمایش هایی در سه نمونه خاک با بافت شنی لومی، لومی رسی شنی و رسی در شیب ها و دبی های متفاوت انجام گردید. نتایج نشان داد که در تمامی آزمایش های انجام گرفته بیشترین مقدار حداکثر شعاع خیس شده برای همه شیب ها در بافت خاک رسی و پس از آن برای خاک لومی رسی شنی و کمترین مقدار آن برای نمونه خاک شنی لومی ایجاد می گردد. حداکثر شعاع جبهه رطوبتی در آزمایش های انجام گرفته بین 37 الی 115 سانتیمتر متغیر بوده است. با افزایش دبی قطره چکان در شرایط برابر، حداکثر شعاع جبهه رطوبتی افزایش پیدا می کند. در تمام آزمایش ها با شیب های برابر بیشترین عمق نفوذ در محور قطره چکان، با حجم ثابت آب کاربردی به ترتیب برای خاک با بافت شنی لومی ، لومی رسی شنی و رسی تشکیل شده است. مقدار عمق جبهه رطوبتی در زیر قطره چکان در آزمایش های انجام گرفته بین 37 الی 65 سانتیمتر متغیر بوده است. همچنین با افزایش شیب، عمقی که در آن حداکثر شعاع جبهه رطوبتی تشکیل می شود به سطح زمین نزدیکتر می شود. کمترین مقدار عمقی که در آن حداکثر شعاع جبهه رطوبتی ایجاد می گردد برای خاک رسی با دبی قطره چکان 8 لیتر در ساعت در شیب 20 درصد برابر 5/4 سانتیمتر و بیشترین مقدار آن برای خاک شنی لومی با دبی قطره چکان 2 لیتر در ساعت و در شیب صفر برابر 19 سانتیمتر می باشد. بیشترین درصد مساحت جبهه رطوبتی پایین دست قطره چکان، در شیب 20 درصد و بافت خاک رسی با دبی قطره چکان 8 لیتر در ساعت ، برابر با 81 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: بافت خاک، جبهه رطوبتی، دبی قطره چکان، سطح شیبدار، منبع نقطه ای
|
  • Farhad Gholami, Bahman Yargholi *, Ahmad Sharafati Pages 993-1005

    the present study investigated the efficiency of natural reeds on a real scale in qualitative treatment of incoming drainage water of Khuzestan sugarcane during a period of one year (2010-2011). The efficiency of natural reeds was evaluated by measuring parameters such as NO3, NO2, NH4 and TN. T-test results on NO3, NO2, NH4 and TN factors showed that there is a significant difference between ST0-ST1, ST0-ST2, ST0-ST3, ST1-ST2, ST1-ST3, ST2-ST3 stations (1%). The highest mean difference in NO3, NO2, NH4 and TN was observed between ST0-ST3 stations. At ST3 station, which has the greatest distance from the entry point, the highest removal efficiency was obtained for each of the nitrogen compounds. The mean removal for NO3 factor in the outlet drainage water in ST1, ST2 and ST3 stations was 23, 50 and 64% lower than the initial amount in the inlet drainage water, respectively. At ST3 station with an average of 0.02 mg / l, the lowest amount of NO2 was observed. The use of natural reeds reduced NH4 compared to the initial level. This decrease was greater at ST2 and ST3 stations and ST3 station had the largest decrease (70, 68, 67 and 68% in all four seasons of spring, summer, autumn and winter, respectively). The trend of TN changes compared to the initial rate was similar to the trend of NH4 changes, but the rate of TN decrease at ST3 station was more severe and reached the lowest possible value compared to ST1 and ST2 stations. The results showed a significant effect of reed application in reducing TP in this distance from the entry point. In different stations, with increasing distance from the entry point, the effect of retention time (1.26, 1.10, 1.30

    Keywords: Drainage water treatment, Elimination efficiency, Reed plant, retention time, Total nitrate
  • Hadi Siasar, Amir Salari * Pages 1006-1017

    Increasing population and food demand, disproportionate cultivation and annual production of various agricultural products with market needs and low productivity of the agricultural sector and the loss of water and soil resources have made it necessary to determine and implement the country's optimal cropping pattern. In this study, due to the limitations and problems of classical methods in order to reduce processing time and improve the quality of solutions, the Multi-Objective Chaotic Particle Swarm Optimization was used to determine the optimal cultivation pattern of Sistan plain in optimal conditions and deficit irrigation. The results of the Multi-Objective Chaotic Particle Swarm Optimization for the dominant cultures in the region showed that the current cropping pattern of the region is not optimal and with the implementation of the proposed model, the profit per unit area under cultivation will increase. The results of application of deficit irrigation during different growing periods of wheat, barley, alfalfa, sorghum, watermelon and grapes showed that applying deficit irrigation in this plain is not a good strategy and therefore only a full irrigation strategy is recommended. The results of sensitivity analysis of the model showed that at low prices, farmers reaction is less and at higher prices more reaction to price changes and with increasing prices, the program efficiency is lower.

    Keywords: Deficit irrigation, Cultivation area, Sistan plain, Model Sensitivity
  • Hasan Torabi Poodeh *, Babak Shahinejad, Yazdan Yarahmadi, Azadeh Arshia Pages 1018-1030

    Identification of groundwater potential areas as one of the important sources for drinking water supply, agriculture, ecological diversity and various industries is one of the important and necessary issues in the management of water resources of any country, especially developing countries. In this study, a groundwater zoning map was presented to manage and plan groundwater resources using WOE, SI and Shannon models in ArcGIS10.5 in this area. For this purpose, the geographical location of 624 wells with a flow rate of more than 10 cubic meters per second in the region were divided into two groups: calibration (70%) and validation (30%). In implementing all three models, the effective parameters in groundwater potential identification include: height, slope, slope direction, land curvature, geology, land use, soil science, topographic moisture index, distance from fault, fault density, waterway density and Distance from the area waterway was used. Also, the ROC curve in SPSS software was used to validate the results of the models. The highest accuracy for this region was assigned to the statistical index model, the AUC value for this model is 84.5%, followed by evidence weight models with 81.6% and Shannon entropy with 80.6%, respectively. More than 60% of the area has moderate to very high groundwater potential. The statistical index model is more appropriate and accurate for this region. Determining areas with high groundwater potential using these methods is appropriate for implementing management programs.

    Keywords: Evidence weight, Groundwater, Lenjanat, Shannon Entropy, statistical index
  • Najmeh Gazor, Kamran Davary, Banejad Hossein * Pages 1031-1039

    Currently, most parts of the world face a serious water supply challenge, with limited access to freshwater resources of good quality. In addition to reducing the damage caused by the discharge of raw wastewater in the environment, wastewater treatment and re-use can help in providing one part of the water need. The use of wastewater for various purposes can have many social, economic, and environmental impacts if not managed properly, even though it is a tool against water shortage. This research by using a multi-criteria decision-making process is a comprehensive study of the effective criteria for the possibility of using wastewater for various purposes. Criteria include environmental, social, economic, and sub-criteria including water storage, reduction of pollutants discharged into the environment, health risks, cooperation between institutions and government, food security, public acceptance, wastewater quality, investment opportunities, revenue generation, feasibility. Combined with the Analytical Hierarchy Process (AHP) technique and pairwise comparisons and relies on the judgments our study shows that the best use of wastewater can be found in the agricultural, industrial, environmental, urban, impoundments, groundwater recharge sectors for non-drinkable usages and indirect usages for drinkable items. and non-volatile uses and indirect use for potable.

    Keywords: Inconvenient water, Multiple Criteria Decision Making, Drought, Water Resource Management, Criteria
  • Mohammad Mehdi Nakhjavanimoghaddam *, Saloome Sepehri, Nader Abbasi, Davood Roodi Pages 1040-1051

    Application of water-absorbent material to increase Water productivity (WP) has been considered by researchers in recent decades. In this regard, different materials with different nature in water absorption and storage have been introduced. Aquasource is a kind of water-absorbent polymers that intruduces as an additive for modification of soil-water-plant relationship. Therefore, the present study was conducted to investigate the effect of application of Aquasource superabsorbent on WP of soybean using experimental plots. This study was performed in a factorial experiment with a completely randomized design and three replications. The first factor was two different irrigation intervals (4 and 7 days) and the second factor was different levels of superabsorbent (zero, 200 and 300 kg/ha). During the growth period, the amount of soil moisture was measured using a hydrometer. At the end of the plant growth period, yield and yield components and WP were determined. The results showed that the effect of irrigation interval on all indices was significant. The interaction between Irrigation and superabsorbent on water use and yield was significant. By changing the irrigation interval from 4 to 7 days, the average irrigation water, yield, oil yield, protein yield, WP of oil and protein decreased by 30, 50, 52, 50, 26, 23 and 30 percent, respectively. Aquasource superabsorbent reduced the average water use by 10% compared to the control treatment. Under the application of two levels of 200 and 300 kg of superabsorbent per hectare, increasing the depth of irrigation water to more than 630 mm did not have much effect on crop yield. Use of superabsorbent also reduced the appropriate irrigation depth to achieve the highest WP from 700 to 630 mm. This study suggests that the use of superabsorbent at a rate of 200 kg/ha (probably the optimal limit) increase grain yield, WP of oil and protein.

    Keywords: irrigation depth, irrigation interval, Oil, Protein, Yield
  • Roza Shahmohammadnejad, Motaleb Byzedi * Pages 1052-1066

    In order to prevent the long-term negative impacts of resource development projects on the riverine ecosystems, it is necessary to define hydrological and ecological needs of river in the form an ecological water-need and consider them in water allocation interactions. The main objective of the present study is to evaluate and estimate the monthly distribution of ecological flow of Ghezel Ozan river by means of hydrological methods, such as Tessman, Tennant, flow-duration curve analysis (FDC), flow-duration curve shifting (FDC-Shifting), Smakhtin and Desktop Reserve Model (DRM), and with reference to the given 25-year statistical period. The results drawn from the present study illustrated that the FDC-Shifting method is superior to other methods due to considering diverse ecological classes, focusing on natural variability of flow, and attempting to maintain this variability in its proposed ecological flows, and in order to maintain the general pattern of flow variability, it employs natural flow-duration curve shift. The abovementioned method is better adapted to the flow potential of Ghezel Ozan river as well as its ecological management method. To preserve Ghezel Ozan river in the minimum acceptable ecological status (ecological management class C), the mean annual flow intensity equivalent to 3.11 (%23 MAR), 1.91 (%22 MAR), 1.43 (%25 MAR), 0.84 (%30 MAR) and 0.28 (%32 MAR) cubic meter per second must be determined respectively within the range of five hydrometric stations including Bianlu, Nesare Olia, Salamat Abad, Hasan Khan, and Shadi Abad.

    Keywords: FDC-Shifting, Ecological Flow, Ghezel Ozan River, hydrological methods, DRM
  • Hamed Zahedi Khameneh, Saeed Reza Khodashenas * Pages 1067-1080

    Urbanization causes the increase of runoff to stormwater collection systems. In this research, using the SWMM model, the stormwater collection system of districts 10 and 11 of Mashhad has been evaluated. Furthermore, sensitivity analysis model has been used to determine the relationship between model variables as well as to determine priorities of the effect of parameters on output. The results of studies show that the existing collection system has about 80% of discharge capacity of surface runoff and in the modeling 38.2 and 29.1% of the canals with a 50 and 5 years of return period, respectively, face with waterlogging and back flow. In order to assess the effect of parameters on model performance, 8 parameters were selected and their effect on output discharge was evaluated. The results showed that the percentage of impervious surfaces, the equivalent width and the roughness coefficient in pervious and impervious surfaces, respectively, have the most effect on the output discharge. Also, the parameter of the percentage of impervious surfaces without the surface reserve has the least effect. With a 30% increase in impervious surfaces, the peak discharge and the surface runoff increase by 20.1% and 19.1%, respectively. The assessment indicated that the land use change, the increase of impervious surfaces, the decrease of roughness coefficient and unsuitable and old design of existing canals are the main reasons for decrease of performance of stormwater collection system in the study area.

    Keywords: urban floods, Sensitivity analysis, impervious surfaces, Sub-basins, Storm water management model
  • Rezvan Talebnejad *, Mahboobeh Lor-Mohammad- Hasani, Ali Reza Sepaskhah Pages 1081-1091
    At present, oilseeds are of great importance among crops and constitute the second largest food reserves in the world after cereals, so the need for new oil products with more adaptation and less needs is strongly felt. Plants are exposed to various stresses during their growth period, and water shortage is the biggest challenge in crop production, especially in arid and semi-arid regions of the world, including Iran; Also, planting date has a great impact on production and the amount of crops. Camellina is an annual shrub and the most important oilseed in the United States and South Asia.Due to the importance of this plant, during a one-year experimental design, it was performed as a factorial experiment in a completely randomized design with three replications. The treatments were irrigation and planting date. Irrigation treatments (50, 75, 100% of full irrigation and rainfeed) and a planting date (February 19) were performed in the research farm of the Department of Water Engineering, Agricultural College, Shiraz University. The highest amount of seed yield and Shoot dry matter was observed in full irrigation treatment, the amount of harvest index in different irrigation treatments was not significantly different. Its amount was not significant in different treatments. Maximum irrigation and rainfeed productivity and water use efficiency for the total dry matter were not significantly different between treatments. This oilseed has the potential to planting with a minimum of water consumption in the climatic conditions of the farm to an acceptable level. In general, based on the irrigation and rainfall water productivity index for the grain crop, if there is enough water available to the farmer, it is recommended to do full irrigation. Otherwise, dryland conditions are more suitable. Keywords Camelina, Deficit irrigation, Planting date, Seed yield, Water productivity
    Keywords: Water productivity, Winter Planting date, Camelina, Oil seed yield, Deficit irrigation
  • Mohamadreza Haddadi, E Amiri *, Majid Ashouri, Seyyed Mostafah Sadeghi, Naser Mohammadiyan Roshan Pages 1092-1103
    Due to the shortage of water in the agricultural sector, it is very important to calculate the amount of irrigation water for crops in conditions of limited water resources. In order to investigate the effect of different irrigation treatments on yield and water use productivity in peanuts, a study was conducted as a split plot experiment in a randomized complete block design with 3 replications in 2017 and 2018 in Gilan province. The main treatment included full irrigation with 100% water requirement and adjusted low irrigation with 40, 60, 80% water supply and the sub-treatment consisted of four peanut cultivars (Guil, Gorgani, Jonobi and Mesri). The results showed that the interaction effect of irrigation and cultivars on seed yield and seed water use productivity was significant at 1% level and 100% water requirement treatment and southern cultivar with an average of 1732 kg / ha had the highest grain yield. Due to irrigation and cultivars, the highest water use productivity based on seed yield was in the treatment of 40% of water requirement and Mesri cultivar with an average of 0.40 kg / m3. In peanut cultivars, Jonobi cultivar with an average of 1273 kg/ha had the highest seed yield compared to other cultivars. Based on water supply, the Jonobi cultivar had the highest seed yield during two years, which is suggested as a suitable cultivar for the study area.
    Keywords: Deficit irrigation, Peanut, Production Function, Water use
  • Azar Ghanbari, Mohammadreza Khaledian *, Afshin Ashrafzadeh, Maryam Navabian Pages 1104-1117

    In many parts of the world today, water and soil resources are threatened with salinization. Extensive research has been done to desalinate water and soil resources. One of the solutions is soil leaching. To assess different methods of saline soil leaching, an experiment was performed in a randomized complete block design with three factors and three replications. Water type treatments include: magnetic water, water passing through merus ring and ordinary water as the main factor and two sub-treatments which are the salinity of water including saline water with electrical conductivity of 2.5 dS/m, fresh water with electrical conductivity of 1 dS/m, and saline-fresh water, in fact, the combination of saline and fresh water and leaching method (permanent and intermittent flooding) were in a total of 54 soil columns gathered from an olive orchard in Roudbar city. The results showed that the magnet treatment compared to the control was able to increase the yield of saline water to the level of leaching with saline-fresh water in the alternating method. The merus ring treatment performed better, as it was able to increase the yield of saline water in the leachate to the level of fresh water in the alternating method, by releasing more salt than the magnet.

    Keywords: Permanent flooding, Roudbar, Saline Water
  • Somayeh Hejabi * Pages 1118-1130

    Understanding the hydrological response of the basins to droughts is essential in recognizing different regions’ vulnerability to droughts and drought risk management. In this study, the amount and direction of changes in the components of actual evapotranspiration and runoff in response to the occurred droughts were investigated in the sub-basins of the Lake Urmia Basin in the Budyko framework. To this end, actual evapotranspiration (ET) and potential evapotranspiration (PET) data from the GLEAM database and precipitation data from the MSWEP database were obtained. After determining the drought years using the Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI), the Fu’s equation (in the Budyko framework) was calibrated separately for drought and non-drought years. The significant difference in empirical probability distributions between drought and non-drought years for the aridity index (PET/P) and the evaporative index (ET/P) was investigated using two-sample Kolmogorov-Smirnov test. In the following, the regime-related and the partitioning-related changes were calculated and examined separately for the actual evapotranspiration and the runoff. In the case of the runoff, the regime-related, the partitioning-related and the total changes of runoff were negative in drought years compared to non-drought years in all the sub-basins and the regime-related changes were more severe than the partitioning-related changes. In the case of the actual evapotranspiration, the partitioning-related changes were positive, the regime-related changes were negative and the total changes were negative in all the sub-basins. In total, the occurrence of droughts in the studied sub-basins has resulted in more decreasing of the runoff (-66.54%) compared to the actual evapotranspiration (-10.45 %). The Budyko framework is effective in the explanation of the nonlinear behavior of water balance during drought.

    Keywords: Budyko, Drought, Partitioning Shift, Regime Shift
  • H Ghamarnia *, Zahra Barati, Zahra Jalili Pages 1131-1140

    Rice is one of the most important plants, which grows in different provinces located in north, south and western parts of Iran through a high level of flooding surface irrigation systems with low efficiency. On the other hand, suitable irrigation management programming and the awareness of crop coefficients and exactly, the water requirement of different varieties of this crop is essential in different plant stages. This study was conducted to determine the crop coefficients of rice (Amberbo cultivar) during years 2017 and 2018. For this purpose, water balance drainable lysimeters with a diameter and height of 1.20m and 1.40m were used in farm and glasshouse condition, separately. In this regard, the Penman-Monteith equation for potential evapotranspiration and water balance equation to measure actual evapotranspiration were used to calculate potential evapotranspiration. Finally, the average values of crop water requirement and Ambarbo rice crop coefficients were determined in non-flooding condition for different initial, development, middle, and end stages in the farm and glasshouse condition as (584.59 mm, 0.96, 1.07, 1.25, and 0.95) and (616.28 mm,1.00,1.10,1.29, and 1.05), respectively. The results of this research showed that a lot of rice irrigation water could be saved under Non-Flooding Irrigation Conditions. Therefore, with the saved water, more lands will be cultivated and more production, income and jobs will be provided for the villagers.

    Keywords: Drainable lysimeter, Kermanshah, Penman-Monteith, Water balance equation
  • Elahe Seyfipour, Hassan Gholami, Abolfazl Azizian *, Najmeh Yarami Pages 1141-1152

    Arugula as an adapted plant to the abiotic environmental stresses uses for poor soil improvement and exploitation. In this research the effect of saline water application with different irrigation water frequencies (10, 20 and 30 days) on arugula plant under three planting methods (basin. on-ridge and in-furrow) was studied. The experiment arranged in factorial scheme under a complete block design in 2018-19 in Ardakan Unversity Agricultural Experiment Station with three replications. Results showed that the effect of planting method was dominant in justifying changes in measured traits compared to the irrigation interval. Arugula had better growth (regarding height, number of pod per unit area and plant, number of seeds per pod, 1000-grain weight, biologic- forage- and seed-yield) under in-farrow planting method. Although, increasing irrigation interval up to 30 days decreased all growth parameters; however, increasing irrigation frequency with changing planting method form the conventional basin to in-furrow planting method significantly promoted growth traits and forage (as 73%) seed (as 88%) yield. Furthermore, although in term of absolute amount of forage (as 24445 kg/ha) and seed (as 1484 kg/ha) production, in-furrow planting under 10 -days irrigation frequency is the recommendable treatment; however, the final selection of planting method depends on the economic analysis.

    Keywords: Arugula, Drought stress, Forage production, Planting method, Salinity
  • Paniz Royani, Seyyed Hossein Hosseini *, Khalil Azhdary, Samad Emamghoizadeh Pages 1153-1171

    One of the complicated phenomena in sediment hydraulic engineering is scouring around bridge pier. Regard to three-dimensional and complicated flow pattern around piers, measuring some hydraulics parameters during the tests such as flow pattern, variation of bed profile and shear stress are difficult, in this situation application of numerical models in order to extract results and more detailed study is useful. Aim of this research is numerical modeling of flow pattern, variation of bed profile and scour depth and shear stress around rectangular pier using Flow 3D and applying the results to protect piers against scouring. Results showed, for aligned pier with flow, shape of scour hole and flow pattern were symmetrical, the side in contact with flow is high-pressure and the other side is low-pressure. As increase of pier angle, shear stress in front of the pier increased so that for pier with 10° angle with flow direction, shear stress was 0.55 N/m2. Also fluctuations of bed profile and water surface increased. Application of submerged vanes, changed scour pattern and moved sediment in front of pier which scouring was reduced. Increase of height and angle of submerged vanes improved their protective role. Base on the results of numerical model, after 30 minutes, scour depth in front of pier in aligned pier with flow and angle of submerged vanes 30°, in same level with bed, 1.25 cm and 2.5 cm on the bed, was 3.1 cm, 0.035 cm and +0.005 cm (on the bed), respectively. As increase of pier angle, performance of submerged vanes to control scouring in front of pier and in side of high-pressure wall decreased, but in side of low-pressure wall scouring compared with alone pier was less.

    Keywords: Flow Pattern, Bed profile, Shear Stress, Flow 3D, Submerged vanes
  • Farzin Parchami-Araghi *, Mansour Moayeri, Hossein Zeinalzadeh-Tabrizi Pages 1172-1186

    In this work, the seasonal applied water and physical water productivity of rapeseed (Brassica napus L.) were evaluated through monitoring 26 farmer fields (including 18, five, and three farmer fields with furrow, center-pivot, solid-set irrigation systems, respectively) over Moghan Plain, Ardabil Province, Iran, during the growing season 2019-2020. The rapeseed seasonal water use (irrigation + effective precipitation) and the grain yield value ranged from 2921-6762 m3 ha-1 and 1.00-3.70 ton ha-1, respectively (with a mean of 4798 m3 ha-1 and 2.64 ton ha-1, respectively). The net rapeseed water requirement during the growing season 2019-2020 and its 10-year mean value ranged from 285-399 mm and 282-354 mm, respectively (with a mean of 325 and 304 mm, respectively). The mean seasonal applied water at farmer fields with furrow irrigation (4328 m3 ha-1) was significantly (p < 0.01) higher compared to the farmer fields with center pivot and solid set sprinkler irrigation (2154 and 2633 m3 ha-1, respectively). Total water productivity (WPI+Pe) and irrigation water productivity (WPI) ranged from 0.28 to 0.95 kg m-3 and 0.41 to 1.45 kg m-3, respectively (with a mean of 0.58 and 0.77 kg m-3, respectively). Based on the results of multivariate linear regression analysis, the factors, including irrigation water salinity, sowing date, seeding rate, date of the first irrigation, growth period length, strong winds near harvest time, the latitude of farmer fields, flowrate of delivered water, mean irrigation interval, and rapeseed grain moisture content and impurity rate were recognized as the most important factors affecting the grain yield and the physical water productivity indices.

    Keywords: Drainage Water, planting date, seeding rate, Yield, FAO Penman-Monteith
  • Alireza Donyaii, Amirpouya Sarraf * Pages 1187-1197

    In the present study, a multi-objective Dolphin Echolocation Algorithm (MODEA) was used to derive optimized operation rules of Gavoshan dam in kermanshah province under climate change conditions. These rules were extracted for the two purposes of minimizing vulnerability and maximizing reliability indices under the baseline i.e., April 2007 to October 2019 and climate change conditions i.e., April 2040 to October 2052. Results showed that under climate change conditions, in addition to increasing temperature by 1.8 degrees Celsius and decreasing in precipitation by 20.1%, the runoff would also be reduced to 0.69 related to the baseline period. Moreover, vulnerability changes by 18% to 45% and 10% to 39% in baseline and climate change conditions respectively, and the range of reliability changes by 52% to 89.5% and 28% to 90%, under these conditions, respectively. Comparison of the release and the water demand volume under climate change to the baseline conditions -based on the Pareto point with 80% reliability while increasing the release rate- indicates a greater adaptation of the release rate from the reservoir to the demand volume and a better performance of the reservoir under climate change conditions.

    Keywords: Decision Making Rules, Rainfall-runoff simulation, Reliability, Statistical Downscaling
  • Hamid Neysi, Aslan Egdernezhad *, Saloome Sepehri Pages 1198-1211

    Simulation of Potato growth helps researchers to plan crop's response to the amount of irrigation water. AquaCrop and DSSAT are the most widely used crop models but have not yet been evaluated under the same conditions for potato simulation. Therefore, in the present study, biennial data collected from a research farm located in Kermanshah, Iran, were used to evaluate these two models under different irrigation water stresses. Irrigation treatments include: 100% supply; T2: 75% supply and T3: 50% water supply in surface drip irrigation. The results showed that both AquaCrop and DSSAT had overestimated errors in simulating potato yield and water productivity (MBE<0). The accuracy of these two models was excellent for simulating yield and water productivity (NRMSE<0.10). In calibration stage, the error of AquaCrop to simulate yield and water productivity of potato water was equal to 1.3 ton.ha-1 and 0.22 kg.m-3, respectively. While the error values for these parameters in the validation stage were equal to 1.5 ton.ha-1 and 0.23 kg.m-3, respectively. DSSAT model error in the calibration stage to simulate water yield and productivity is equal to 2.4 ton.ha-1 and 0.34 kg.m-3, respectively, and in the validation stage is equal to 0.61 ton.ha-1 and 0.11 kg.m-3, respectively. Therefore, both crop models used had acceptable error. The EF values for the yield simulated by AquaCrop and DSSAT models were 0.92 and 0.98, respectively. The EF values for water productivity of these two models were determined to be -2.6 and 0.17, respectively. According to these results, the use of both models for potato simulation is suggested. However, the results obtained for the DSSAT were better accurate and efficient.

    Keywords: crop growth model, Drip Irrigation, Water-driven Model, Water requirement, water stress
  • Ali Sardari, Mehdi Homaee, Aliakbar Noroozi * Pages 1212-1225

    Iran has a large area under cultivation, and reliable and timely crop yield forecasts are critical for making timely food supply decisions. As a result, several methods for estimating crop yield based on remote sensing observations have been published in recent years. One of the first and most critical steps in this study is to estimate real evapotranspiration using the SEBAL algorithm and high spatial and temporal resolution Landsat8 satellite images. The evapotranspiration obtained from satellite images was compared to evaporation data from the Zanjan synoptic meteorological station's evaporation pan, with statistical indicators (MAE=0/36, RMSE=0/45, R2 =0/94) indicating satisfactory results. The AquaCrop model and its four execution steps were used to simulate the product yield, and the necessary coefficients and data from the model were applied in satellite imagery calculations for each of these steps. For comparing CC data determined by satellite imagery and AquaCrop model, the RMSE, MAE, and R2 indices were respectively 11/06, 9/2 percent, and 0/94, and 0.633 and 0/359 mm/day and 0/95 for transpiration. The average yield was calculated to be 1/189 ton/ha in field pixels and its comparison with agricultural statistics and field studies (1-1/2 ton/ha) showed acceptable estimates for wheat yield in the area of this study.

    Keywords: AquaCrop, SEBAL, evapotranspiration
  • Ehsan Pazouki * Pages 1226-1237

    Increasing productivity in the use of agricultural resources has always been considered. Water is one of the most central and effective resources needed in agriculture. The furrow surface irrigation system is one of the most widely used irrigation systems. Irrigation systems are usually designed to increase quality, which can also be quantified. In addition to quality, practicality and the amount of required labor for irrigation are two other important factors that if not considered, the potential quality considered in the irrigation plan will not be realized. But in most irrigation system design models, only quality has been considered. In this research, a simulation and optimization model is presented for designing a furrow irrigation system with the aim of increasing practicality, reducing labor along with increasing quality. This model uses a fuzzy expert system based on the knowledge of experienced farmers to quantify the amount of labor and the practicality of the irrigation system. Experiments have been performed based on data from several different farms that show the quality of the proposed model. Also, by comparing the results, it was found that the proposed method, on average, has led to a 10% reduction in the labor and a 9% increase in the practicality.

    Keywords: Furrow Irrigation System, Practicality of Irrigation System, Labor
  • Naser Ramzanian Azizi, Askari Tashakori *, Eisa Maroufpoor, Samad Emamgholizadeh Pages 1238-1249

    A cuboid-shaped physical model with the dimensions of 160 cm×120 cm×60 cm in length, height and width, respectively, was built to study the advance of the wetting front. The results indicated that, in all the experiments, the largest value for the maximum wetted radius at all slopes was observed in the soil with clay texture followed by that with sandy clay loam and the smallest in the soil with loamy sand texture. The maximum wetting front radius in the experiments varied from 37 to 115 cm. When the other conditions were kept constant, the maximum wetting front radius increased at higher emitter flow rates. When the slope was kept constant, the maximum infiltration depths at the location of the emitter axis at constant volume of irrigation water were that of the soil with loamy sand texture followed by the soil with sandy clay loam texture with the soil with clay texture having the minimum infiltration depth. The depth of the wetting front under the emitter in the experiments varied from 37 to 65 cm. In addition, at higher slopes, the depth at which the maximum wetting front radius occurred was closer to the ground surface. The minimum depth at which the largest wetting front radius occurred was 4.5 cm in the clay soil at emitter rate of 8 L/h and 20% slope and the maximum was 19 cm in the loamy sand soil at emitter flow rate of 2 L/h and 0% slope. The highest percentage of wetted soil downstream of the emitter (81%) was that of the soil with clay texture at emitter flow rate of 8 L/h and 20% slope.

    Keywords: Soil texture, Wetting Front, Emitter Flow Rate, Sloping Surface, Point source