فهرست مطالب

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و سوم شماره 1 (پیاپی 73، فروردین 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/16
  • تعداد عناوین: 15
|
  • جواد خنیفر، عطاالله خادم الرسول* صفحات 1-13

    هدف این پژوهش بررسی اهمیت مقیاس همسایگی در مدل سازی رابطه پوشش گیاهی و متغیرهای مرفومتریک به کمک الگوریتم درخت رگرسیونی و طبقه بندی (CART) در جنوب غرب ایران است. برای این هدف، شاخص پوشش گیاهی اصلاح شده (MSAVI2) از یک تصویر لندست 8 محاسبه گردید و استخراج هشت متغیر مرفومتریک با به کارگیری روش Wood در چهار مقیاس همسایگی (90×90، 150×150، 210×210 و 270×270 متر) از یک مدل رقومی ارتفاع  SRTM با وضوح مکانی 30 متر انجام پذیرفت. نتایج آزمون کروسکال - والیس تایید کرد که در برخی از زیر حوزه های آبخیز تغییر مقیاس همسایگی می تواند تاثیری معنادار بر گرادیان شیب، انحنای پروفیل، سطح ویژه آبخیز، عامل LS و شاخص خیسی توپوگرافیک بگذارد. نتایج این مطالعه نشان داد که در هر زیر حوزه آبخیز متغیرهای مرفومتریک متفاوتی با توزیع مکانی شاخص MSAVI2 بیش ترین ارتباط را دارند و مقدار ضریب همبستگی اسپیرمن بین آن ها به میزان کمی تحت تاثیر مقیاس همسایگی می باشد. مدل های CART مبتنی بر شاخص MSAVI2 و متغیرهای مرفومتریک محاسبه شده در مقیاس همسایگی 270×270 متر به ترتیب با میزان ضریب کاپای 55/0 و 78/0 دارای بهترین عملکرد در طبقه بندی تیپ های گیاهی بودند. ارتفاع هموار شده که کم ترین تاثیر را از مقیاس همسایگی دارد، به عنوان مهم ترین پیش بینی کننده در مدل CART شناسایی شد ولی افزایش مقیاس همسایگی منجر به بیشتر شدن اهمیت دیگر متغیرهای مرفومتریک به ویژه گرادیان شیب در طبقه بندی تیپ های گیاهی و نهایتا ارتقاء دقت مدل CART گردید. نتایج کلی این پژوهش بیانگر آن می باشد که کاربرد آنالیز چند مقیاسی ژیومرفومتریک باتوجه به ژیومرفولوژی منطقه مطالعاتی می تواند عملکرد مدل های پیش بینی مرتبط با پوشش گیاهی را به میزان مناسبی افزایش دهد.

    کلیدواژگان: پوشش گیاهی، ژئومرفومتری، مقیاس همسایگی، درخت رگرسیونی و طبقه بندی (CART)
  • آرزو نقریان، جمال محمدولی سامانی، مهدی مظاهری* صفحات 15-31

    آب های زیرزمینی در مناطق خشکی همچون ایران، سهم بسیار زیادی در تامین آب آشامیدنی و کشاورزی دارند. یکی از خطرهایی که آینده بهره برداری از منابع آب زیرزمینی را تهدید می کند، آلودگی این منابع توسط مواد زیان آور است. در حال حاضر حدود 60 درصد از مصارف آب منطقه دشت ورامین و کل حجم آب مصرفی در بخش شرب از منابع زیرزمینی تامین می گردد. یکی از راه های مناسب جهت جلوگیری از آلودگی آب های زیرزمینی شناسایی مناطق آسیب پذیر آبخوان است که از مدل SINTACS برای ارزیابی آسیب پذیری آبخوان دشت ورامین استفاده شده است. این روش از هفت پارامتر تشکیل شده که پس از ترکیب پارامترها، نقشه شاخص آسیب پذیری به دست می آید. شاخص این روش بین 92 تا 168 متغیر می باشد که در رسوبات جاجرود واقع در شمال دشت آسیب پذیری زیاد و در اراضی جنوب شرقی روستای جلیل آباد در شرق دشت و اراضی پایاب دشت آسیب پذیری کم و مابقی دشت دارای آسیب پذیری متوسط می باشد. برای ارزیابی نتایج مدل مذکور از مدل عددی سه بعدی استفاده شد و مدل برای یک دوره یک ساله اعتبارسنجی شد که دقت مدل ساخته شده مناسب ارزیابی گردید. در این مدل آلاینده نیترات به عنوان عامل آلوده کننده آبخوان در نظر گرفته شد. به منظور صحت سنجی آسیب پذیری ذاتی و ویژه مدل SINTACS، از خروجی نیترات مدل استفاده گردید، مقدار مجذور همبستگی نتایج حدود 65 درصد به دست آمد که همبستگی خوبی را نشان می دهد. باتوجه به اهمیت نقش آبخوان دشت ورامین در تامین آب موردنیاز منطقه، حفاظت کمی و کیفی این آبخوان از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. همچنین جهت کاهش غلظت یون نیترات منطقه موردمطالعه راهکارهای درازمدت ازجمله اصلاح ساختار کشاورزی و الگوی کشت منطقه و احداث شبکه جمع آوری و تصفیه خانه فاضلاب پیشنهاد می گردد.

    کلیدواژگان: نیترات، آسیب پذیری، آب زیرزمینی، ارزیابی، مدل عددی سه بعدی
  • رسول دانشفراز*، احسان امین وش، امیر نجیبی صفحات 33-44
    در تحقیق حاضر، مشخصات هیدرولیکی جریان و پدیده هیسترزیس جریان با رژیم فوق بحرانی که می تواند در مجاورت سازه های الحاقی قرار گرفته در مسیر جریان مانند تنگ شدگی مقطع عرضی کانال ظاهر شود، به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. برای دستیابی به اهداف پژوهش، از دو قطر متوسط مصالح در داخل سبد گابیونی با اندازه های 28/1 و 08/2 سانتی متر استفاده گردید. دبی جریان ورودی به صورت افزایشی در جریان اولیه و به صورت کاهشی در جریان ثانویه و در محدوده 300 تا 650 لیتر بر دقیقه وارد فلوم آزمایشگاهی گردید. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که با افزایش دبی جریان و سپس کاهش جریان، دو رفتار و رژیم متفاوت از جریان در شرایط یکسان آزمایشگاهی مشاهده می شود. به طوری که با تشکیل پدیده هیسترزیس اعماق نسبی جریان به میزان 39/69 درصد و عدد فرود مقطع تنگ شدگی گابیونی به میزان 15/69 درصد افزایش چشمگیری داشته است و علت اصلی رفتار هیسترتیک جریان تبعیت رفتار فعلی جریان از رفتار قبلی آن می باشد. از طرفی میزان استهلاک انرژی جریان در استفاده از سبد گابیونی به مقدار نسبی 35/71 درصد نسبت به تنگ شدگی ساده افزایش یافته است. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش اندازه تنگ شدگی و افزایش قطر متوسط مصالح در سبد گابیونی باعث افزایش استهلاک انرژی و عمق نسبی پایین دست می گردد.
    کلیدواژگان: رفتار هیسترتیک، استهلاک انرژی نسبی، عمق نسبی پایین دست، عدد فرود پایین دست
  • مرضیه براتی زانیانی*، علیرضا حسین پور، محمدحسن صالحی صفحات 45-56

    سرعت رهاسازی پتاسیم غیر تبادلی، نقش مهمی در عرضه پتاسیم تبادلی برای گیاهان، به خصوص در خاک های محتوی کانی های پتاسیم دار از جمله فلدسپارها و میکاها دارد. مطالعه ای در مورد سرعت آزاد شدن پتاسیم غیر تبادلی تحت تاثیر کاتیون ها در خاک های آهکی استان چهارمحال وبختیاری انجام نشده است، بنابراین هدف از این پژوهش بررسی تاثیر کاتیون های کلسیم و آمونیوم (از دو منبع کلرید کلسیم و کلرید آمونیوم) بر سرعت رهاسازی پتاسیم غیر تبادلی در 10 خاک آهکی بود. نمونه های خاک اشباع با کلسیم به روش عصاره گیری متوالی و با استفاده از کلرید کلسیم و کلرید آمونیوم 01/0 مولار در دمای 1±25 درجه سانتی گراد به مدت 2 تا 2017 ساعت عصاره گیری شدند. نتایج نشان داد، نمودارهای مقدار تجمعی پتاسیم غیر تبادلی آزاد شده در زمان 168 ساعت ناپیوستگی در شیب را نشان دادند؛ بنابراین نمودارها به دو بخش، شامل مرحله اول (168-2 ساعت) و مرحله دوم (2017-168 ساعت) تقسیم شد. نتایج نشان داد که مقدار پتاسیم غیر تبادلی آزادشده در خاک های موردمطالعه در مرحله اول در عصاره گیرهای کلرید کلسیم و کلرید آمونیوم 01/0 مولار به ترتیب در دامنه 33/220-50/96 و 50/549-67/189 و در مرحله دوم به ترتیب در دامنه 33/391-67/172 و 0/748 - 67/320 میلی گرم بر کیلوگرم متفاوت بود. بر اساس ضرایب تبیین و خطای استاندارد، پتاسیم غیر تبادلی آزادشده در هر دو مرحله و در هر دو عصاره گیر با استفاده از معادله های مرتبه صفر، الوویچ ساده، تابع توانی و انتشار پارابولیکی توصیف شد. همچنین، معادله تابع توانی در هر دو عصاره گیر قادر به توصیف رضایت بخش سرعت آزادسازی پتاسیم غیر تبادلی بود. ضرایب سرعت آزاد شدن پتاسیم در خاک های مختلف متفاوت بود. استفاده از معادلات رگرسیونی چند متغیره در هر دو مرحله آزادسازی پتاسیم و در هر دو عصاره گیر نشان داد که میزان آزاد شدن پتاسیم غیر تبادلی در خاک ها به غلظت پتاسیم غیر تبادلی، غلظت پتاسیم تبادلی و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک بستگی داشت.

    کلیدواژگان: آزادشدن، پتاسیم غیرتبادلی، کاتیون ها، معادله های سینتیکی
  • لیلا مهردار، محمد همتی*، مهدی یاسی صفحات 57-69
    شواهد زیادی از ساخت سرریز و سد انحرافی در محدوده پیچ رودخانه وجود دارد و عموما ساخت سامانه آبگیر در دو طرف پیچ آبراهه ضروری است. احداث سرریزها در محدوده پیچ رودخانه، مشکلاتی را از نظر عدم تقارن توزیع جریان و انحراف آب به آبگیرهای دو طرف رودخانه پدید می آورد. هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر شعاع انحنای پیچ بر نسبت بده ورودی به آبگیرهای دو طرف سرریز در پیچ یک آبراهه است. آزمایش ها در سه کانال آزمایشگاهی منحنی با شعاع انحناهای نسبی 3/3، 05/2 و 84/0 (که معرف پیچ های ملایم، متوسط و تند هستند) انجام گردید. سرریز لبه پهن با تاج افقی و شیب دار، در موقعیت 60 درجه از ابتدای پیچ در نظر گرفته شد. دو آبگیر در بدنه سرریز و در کناره پیچ داخلی و خارجی جانمایی گردید. نتایج تحقیق نشان داد که استقرار سرریز در پیچ ملایم عملکرد بهتری از نظر یکنواختی آبگیری داشته است. همچنین، عملکرد سرریز با تاج شیب دار بهتر از تاج افقی بوده است. به طور متوسط بده ورودی به آبگیرهای دو طرف سرریز، در سه انحنای نسبی 3/3، 05/2 و 84/0 با وجود سرریز با تاج شیب دار به ترتیب 8، 5 و 9 درصد نسبت به سرریز با تاج افقی افزایش یافته است. نسبت بده آبگیر خارجی به داخلی در سرریز با تاج شیب دار، در سه پیچ ملایم، متوسط و تند به ترتیب 1، 1/1 و 12/1 بوده است. افزایش بده آبراهه موجب افزایش یکنواختی در نسبت آبگیری در دیواره داخلی و خارجی، در هر سه پیچ شده است.
    کلیدواژگان: پیچ آبراهه، آبگیر، سرریز لبه پهن، شعاع انحنای نسب
  • رضا سعیدی* صفحات 71-84

    تخمین اجزاء تبخیر و تعرق گیاه ذرت با استفاده از مدل های تجربی، برای مدیریت مصرف آب در آبیاری سودمند است. در این پژوهش، مقدار اجزاء تبخیر و تعرق ذرت در مراحل رشد و برای شرایط تنش شوری، مدل سازی شد. در سال 1399 و در دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، تیمارهای شوری از طریق آب با هدایت الکتریکی (S0)5/0، (S1)1/2، (S2)5/3 و (S3)7/5 دسی زیمنس بر متر، در بستر کشت مینی لایسمتر اعمال شد. مدل سازی اجزاء تبخیر-تعرق ذرت، با توابع رگرسیونی شامل فرم های خطی، نمایی، لگاریتمی، درجه دوم و توانی انجام شد. پارامترهای تبخیر - تعرق (ETc)، ضرایب تنش تبخیر-تعرق (Ks) و حساسیت مرحله رشد گیاه (Kpi) به عنوان متغیرهای مستقل و پارامترهای تعرق (T)  و تبخیر (E) به عنوان متغیر وابسته (در مدل های مجزا) در نظر گرفته شد. ضرایب مجهول در معادلات توسط نرم افزار SPSS برآورد شد و مدل های رگرسیونی چند متغیره تولید شد. از تیمار S0 تا S3، مقادیر پارامترهای تبخیر - تعرق، تعرق و تبخیر (در کل دوره رشد) به ترتیب در بازه 420-5/307، 289-150 و 131- 5/157 میلی متر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد در شرایط تنش شوری، تعرق ذرت به میزان بیشتری نسبت به تبخیر - تعرق کاهش یافت. اما به همان اندازه، به مقدار تبخیر از سطح خاک افزوده شد. در ارزیابی مدل سازی ، مدل های نمایی و درجه دوم به ترتیب به عنوان مدل های بهینه برای تخمین مقادیر تعرق و تبخیر انتخاب شدند. مقدار ضریب حساسیت در چهار مرحله رشد (Kp) به ترتیب برابر با 556/0، 972/0، 315/1 و 432/0 (در مدل نمایی) و 485/1، 238/1، 447/0 و 816/0 (در مدل درجه دوم) بود. دستاورد پژوهش این بود که مدل های رگرسیونی عملکرد قابل قبولی برای شبیه سازی اجزاء تبخیر و تعرق ذرت در شرایط تنش شوری داشتند. ازاین رو با تخمین مقدار تعرق، نیاز خالص آبی گیاه به طور واقعی برآورد شده و راندمان مصرف آب افزایش می یابد. همچنین با تخمین مقدار تلفات تبخیر، راندمان کاربرد آب در آبیاری دقیق تر محاسبه می شود.

    کلیدواژگان: تبخیر، تعرق، مدل تجربی، مراحل رشد
  • پریا نسیمی، احمد کریمی*، زهرا گرامی صفحات 85-97
    بیوچار نقش مهمی در استفاده بهینه از آب در بخش کشاورزی و بهبود عملکرد گیاه و کارایی مصرف آب گیاهان دارد. ازاین رو، این پژوهش با هدف بررسی اثرات کاربرد برگ خرما و بیوچار حاصل از آن بر عملکرد، اجزای عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت علوفه ای در یک خاک لوم رسی شنی در شرایط یکسان بررسی گردید. آزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی با دو نوع ماده اصلاحی برگ خرما و بیوچار حاصل از آن هر کدام در شش سطح (شاهد، 5/0، 1، 2، 3 و 5/4 درصد وزنی به ترتیب تیمارهای برگ خرما C0، D1، D2، D3، D4 و D5 و تیمارهای C0، B1، B2، B3، B4، B5) و در سه تکرار به صورت آزمایش گلخانه ای انجام گرفت. ویژگی های ارتفاع، قطر ساقه، وزن تر و خشک اندام هوایی گیاه، وزن و حجم ریشه اندازه‎گیری شد و کارایی مصرف آب گیاه بر اساس عملکرد ماده خشک محاسبه شد. نتایج نشان داد بیشترین تاثیر بیوچار و ماده خشک برگ خرما در عملکرد ماده خشک اندام هوایی در تیمار B5، عملکرد تر در تیمار D2، ماده خشک ریشه در تیمار D1، بیشترین حجم ریشه و قطر ساقه در تیمار B5، قطر ساقه در تیمار B5 و بیشترین ارتفاع گیاه در تیمار B1 و B2 به دست آمد. همچنین بیشترین کارایی مصرف آب گیاه در تیمار B5 به دست آمد که نسبت به تیمار شاهد کارایی مصرف آب را 6/3 درصد افزایش داد. نتایج نشان داد که مصرف 5/4 درصد وزنی بیوچار سبب بهبود عملکرد و کارایی مصرف آب اندام هوایی گیاه شد و از بیوچار می توان با درنظرگرفتن مقدار بهینه مصرف آن در افزایش عملکرد و کارایی مصرف آب در ذرت علوفه ای استفاده کرد.
    کلیدواژگان: آب مصرفی، بیوچار، عملکرد، ذرت علوفه ای، کارایی مصرف آب
  • کیومرث روشنگر*، سمیرا جولازاده صفحات 99-112

    در مهندسی هیدرولیک و رودخانه، بارهای جامد رسوبی نقش اساسی را در تعیین رفتار رودخانه و کنترل مورفولوژی دارند؛ به همین دلیل ارزیابی و برآورد صحیح انتقال بار جامد رسوبی از دیرباز یکی از مسایل عمده و اصلی در علوم مرتبط با مهندسی رودخانه و محیط زیست می باشد. هدف از این تحقیق برآورد میزان انتقال بار بستر در 19 رودخانه با بستر شنی می باشد. بدین منظور، ابتدا روند همبستگی آماری بین پارامتر انتقال رسوب (دبی بار بستر) و پارامترهای هیدرولیکی و رسوبی (دبی جریان، عمق جریان، سرعت متوسط جریان، قطر متوسط ذرات رسوب، عدد فرود و...) بررسی شده و دبی بار بستر به صورت تابع رگرسیونی تک متغیره برآورد می شود. مطابق نتایج ارایه شده به یک همبستگی مطلوبی بین پارامتر انتقال رسوب و پارامترهای هیدرولیکی و رسوبی رسیده شد و نتایج نشان داد این روابط رگرسیون ساده در اکثر رودخانه ها از دقت قابل قبولی برخوردار بوده است. ثانیا، عملکرد 10 رابطه تجربی در پیش بینی بار بستر مورد بررسی قرار گرفت. همه فرمول ها از نتایج خیلی ضعیفی برخوردار بوده اند؛ به همین دلیل پارامترهای مربوط به فرمول هایی که نتایج نسبتا بهتری نسبت به فرمول های دیگر داشته اند، انتخاب شده و به منظور افزایش دقت برآورد، بار دیگر با استفاده از دو روش یادگیری ماشین مبتنی بر کرنل: ماشین بردار پشتیبان (SVM)، رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) مدل سازی انجام شد. نتایج حاصله نشان داد روش های ماشینی از دقت قابل قبولی در پیش بینی بار بستر برخوردار بوده اند و مدل مربوط به پارامترهای فرمول بگنولد که شامل پارامترهای قدرت جریان، عمق جریان و قطر متوسط ذرات رسوب می باشد، با دارا بودن ضریب همبستگی و شاخص نش - ساتکلیف به ترتیب برابر 923/0R= و 851/0 NSE=برترین مدل حاصل از روش های ماشینی می باشد.

    کلیدواژگان: پیش بینی رسوب، همبستگی آماری، روابط تجربی، ماشین بردار پشتیبان، رگرسیون فرآیند گاوسی
  • محدثه السادات فخار، عباس کاویانی* صفحات 113-127
    برآورد تبخیر - تعرق واقعی در پهنه های وسیع و با فاصله زمانی مناسب، امری مهم در مدیریت بهینه منابع آب است. نیاز مداوم به داده های تبخیر - تعرق، موجب ابداع روش های متعددی برای برآورد آن شده است. در سال های اخیر استفاده از روش سنجش ازدور به منظور برآورد میزان تبخیر - تعرق در نواحی وسیع و باقدرت تفکیک مکانی و زمانی مطلوب ارایه شده است. در این پژوهش کارایی کالیبراسیون خودکار دو الگوریتم رایج تبخیر - تعرق تک منبعی برآورد شده از PYSEBAL و METRIC با نتایج یک لایسیمتر زهکش دار کشت شده با چمن در محدوده دشت قزوین مورد مقایسه قرار گرفتند. در همین راستا از 15 تصویر TM، 22 تصویر ETM+ و 24 تصویر MODIS بدون ابر و برف در طی سال های 1379 تا 1382 استفاده شد که در مجموع از هر دو الگوریتم  122 خروجی حاصل شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که الگوریتمMETRIC  در هر سه سنجنده به ترتیب با مقدار RMSE  (42/0، 42/0 و 05/1 میلی متر بر روز) عملکرد بهتری را نسبت به مدلPYSEBAL  داشته است. همچنین بررسی های صورت گرفته از سه سنجنده مورد بررسی نشان داد که سنجنده   MODI با مقدار خطای استاندارد (15/0 میلی متر بر روز) و ضریب همبستگی (98/0) در مقایسه با دو سنجنده ETM+  و TM با مقدار ضریب همبستگی به ترتیب (97/0 و 92/0)، خطای استاندارد (17/0 و 59/0 میلی متر بر روز) توانسته است نتایج بهتری را ایجاد کند. از کاربرد اجرایی این پژوهش می توان به برآورد مقدار دقیق تبخیر - تعرق در اراضی تحت آبیاری برای برنامه ریزی تخصیص آب، بهینه سازی تولید محصول، مدیریت آبیاری و ارزیابی اثر تغییر کاربری روی راندمان آب اشاره نمود.
    کلیدواژگان: سنجش از دور، تبخیر-تعرق روزانه، MODIS، Landsat-5، Landsat-7
  • علی محکمی، نجمه یزدان پناه*، امیرحسین سعیدنژاد صفحات 129-140
    به منظور بررسی اثر کاربرد کودهای ورمی کمپوست و بیوچار بر خصوصیات فیزیولوژیک، شاخص های رشد و عملکرد دانه کینوا در دورهای آبیاری مختلف، آزمایشی به صورت اسپلیت پلات و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی واقع در شهر کرمان در سال 1399 اجرا شد. در این مطالعه واکنش گیاه کینوا (رقم Titicaca) با سه دور آبیاری (70، 100 و 130 میلی متر از تشتک تبخیر کلاس A) و چهار تیمار کود آلی (شاهد، ورمی کمپوست، بیوچار و ترکیب ورمی کمپوست و بیوچار) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دور آبیاری از 70 به 130 میلی متر باعث کاهش ارتفاع بوته (9/23 درصد)، طول پانیکول (6/17 درصد)، وزن هزار دانه (6/22 درصد)، و عملکرد دانه (6/21 درصد) کینوا شد. استفاده از تیمار کود آلی بیوچار+ ورمی کمپوست (به نسبت مساوی 10 تن در هکتار) در دور آبیاری 130 میلی متر از تشتک تبخیر موجب افزایش کلروفیل کل (96 درصد) و شاخص سطح برگ (5/15 درصد) و کاهش مقدار پرولین (48 درصد) در مقایسه با شاهد با دور آبیاری یکسان شد. در این مطالعه همچنین بیشترین ارتفاع بوته (97 سانتی متر)، طول پانیکول (4/15 سانتی متر)، وزن هزار دانه (141/3 گرم) و عملکرد دانه (94/321 گرم در مترمربع) در تیمار کود آلی بیوچار+ ورمی کمپوست مشاهده شد که در هیچ یک از صفات نامبرده اختلاف معنی داری با تیمار ورمی کمپوست نداشت. در مجموع می توان گفت که کاربرد کود آلی بیوچار+ ورمی کمپوست از طریق افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک و همچنین عناصر غذایی خاک باعث بهبود رشد و نمو گیاه کینوا در شرایط تنش خشکی می شود.
    کلیدواژگان: بیوچار، پروتئین، کینوا، کلروفیل، عملکرد دانه
  • مریم اوسط*، احمد حیدری صفحات 141-158
    پذیرفتاری مغناطیسی (MS[1]) یکی از شاخص هایی است که در سنجش تکامل خاکرخ مورداستفاده قرار می گیرد. پژوهش حاضر با هدف کارایی پذیرفتاری مغناطیسی در بررسی وضعیت تکامل خاک در یک زمین نمای کوهستانی در منطقه باندر استان مازندران مورد بررسی قرار گرفت. جهت نیل به اهداف مورد بررسی 56 خاکرخ حفر شد و پس از انجام مطالعات صحرایی و آنالیزهای فیزیکوشیمیایی، کلاس های رده بندی خاک و شاخص تکامل مورفولوژیک تعیین گردید. برخی از شاخص های تکامل شیمیایی و ژیوشیمیایی و همچنین پذیرفتاری مغناطیسی در دو فرکانس پایین (χlf) و بالا (χhf) توسط دستگاه Bartington MS2 dual frequency sensor بر روی نمونه های سطحی اندازه گیری شدند. همبستگی بین پذیرفتاری مغناطیسی و کلاس های رده بندی خاک، ویژگی های فیزیکوشیمیایی و شاخص های تکامل، نشان دهنده کارایی بیشتر پذیرفتاری مغناطیسی و شاخص تکامل مورفولوژیک در نشان دادن وضعیت تکامل خاک های منطقه می باشد. شیب دار بودن منطقه و همچنین حضور مقادیر بالای کربنات ها در منطقه باعث به وجودآمدن روابط معکوس بین شاخص های تکامل ژیوشیمیایی و کلاس های رده بندی خاک شده است. [1]. Magnetic Susceptibility
    کلیدواژگان: پذیرفتاری مغناطیسی، شاخص ژئوشیمیایی، شاخص مورفولوژیک
  • زهره شعبانی روچی، سعید یزدانی*، رضا مقدسی صفحات 159-169

    دشت هشتگرد با داشتن تقریبا 56 درصد مساحت استان البرز و با مصرف بیش از 87 درصد منابع آب های سطحی و بیش از 90 درصد آب های زیرزمینی، یکی از مهم ترین مناطق کشاورزی محسوب می گردد که به علت برداشت بی رویه، درگیر بحران های شدید از جمله فرونشست سطح زمین شده است. لذا مدیریت بهینه منابع آبی به دلیل برداشت بیش از حد در آبخوان دشت مذکور اجتناب ناپذیر بوده که راه اندازی بازار آب به عنوان یک ابزار اقتصادی، نقش قابل توجهی دراین خصوص خواهد داشت. در این مطالعه، به منظور بررسی امکان تشکیل بازار آب در دشت هشتگرد، ضمن برآورد الگوی کشت بهینه با استفاده از روش برنامه ریزی ریاضی مثبت و رهیافتSWAP  در منطقه که شامل شهرستان های ساوجبلاغ، نظرآباد و طالقان است، ارزش اقتصادی نهاده آب و تابع تقاضا و قیمت تعادلی نهاده آب محاسبه و پس از مقایسه با نتایج ارزش گذاری مشروط، امکان تشکیل بازار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که در صورت وجود زیرساخت های فیزیکی لازم و همچنین وضع قوانین مربوطه، امکان تشکیل بازار آب بین منطقه ای در شرایطی که شهرستان نظرآباد خریدار و شهرستان های طالقان و ساوجبلاغ فروشنده منابع آبی مازاد خود باشند، وجود دارد. از سوی دیگر، مقایسه قیمت تعادلی با نتایج ارزش گذاری مشروط نشان داد که امکان تشکیل بازار آب محلی بین کشاورزان داخل هر شهرستان، با قیمت تعادلی برابر با 3394 ریال به ازای هر مترمکعب وجود دارد. در این شرایط، هم خریداران (به علت خرید ارزان تر آب نسبت به تمایل به پرداخت خود) و هم فروشندگان (به علت فروش گران تر آب نسبت به تمایل به دریافت خود) از تشکیل بازار منتفع خواهند شد. ولیکن باتوجه به بیشتر بودن قیمت تعادلی از ارزش اقتصادی آب در شهرستان های طالقان و ساوجبلاغ، احتمال شکست بازار آب و انتقال آب به سایر بخش ها، وجود خواهد داشت.

    کلیدواژگان: عرضه و تقاضای آب، بازار آب، برنامه ریزی ریاضی مثبت، مدل SWAP، درجه رقابت پذیری
  • هادی کوهکن*، محمد صدیق مرتضوی، احمد گلچین، غلامعلی اکبرزاده چماچایی، فرشته سراجی، محسن گذری صفحات 171-187
    فرآورده های نفتی از پرکاربرد ترین و گران بهاترین مواد شیمیایی در دنیای مدرن به شمار می آیند ولی آلودگی های وابسته به استخراج و حمل نفت خام به یک دشواری جهانی برای محیط زیست تبدیل شده است. در این آزمایش کارایی گیاه بهسازی، زیست پالایی و گیاه بهسازی زیست افزونی شده در حذف نفت خام از خاک بررسی شد. برای این کار، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل سه سطح آلودگی خاک به نفت (صفر، 4 و 8 درصد وزنی)، چهار تیمار گیاهی (بدون گیاه، برموداگراس (Cynodon dactylon)، سورگوم (bicolor Sorghum) و جو (Hordeum vulgare)) و سه تیمار باکتری (بدون باکتری، باکتری بومی (Brachybacterium muris) و باکتری غیربومی (سودوموناس پوتیدا)) بودند. نتایج  نشان داد که درصد حذف نفت خام با کشت گیاه، مایه زنی خاک با باکتری و کاربرد هم زمان گیاه و باکتری به گونه چشم گیری در برابر شاهد افزایش یافت. کشت گیاه در برابر مایه زنی باکتری در کاهش غلظت مواد نفتی کاراتر بود و کارایی باکتری ها با کشت گیاه به گونه چشم گیر افزایش یافت. در هر سطح از آلودگی، بیشترین درصد حذف نفت با کاربرد هم زمان سورگوم و باکتری Brachybacterium muris  دیده شد. در همه تیمار گیاهی، بالاترین درصد حذف نفت در سطح 4 درصد آلودگی نفتی و مایه زنی Brachybacterium muris  اندازه گیری شد. آلودگی نفتی وزن خشک و غلظت کلروفیل برگ را به گونه چشم گیری کاهش داد ولی کاربرد باکتری ها (به ویژه باکتری بومی) اثرات منفی آلودگی نفتی بر گیاهان را به گونه چشم گیری در برابر تیمارهای بدون مایه زنی کاهش داد. آلودگی نفتی غلظت پرولین در برگ گیاهان را افزایش داد و با کاربرد باکتری بومی غلظت پرولین کاهش یافت. استقرار گیاه به همراه ریز جانداران می تواند به عنوان جز کلیدی استراتژی حذف هیدروکربن های نفتی در نظر گرفته شود. پس این گونه باکتری ها و گیاهان را می توان برای زیست پالایی خاک های آلوده به نفت خام بکار برد.
    کلیدواژگان: آلودگی نفتی، براکی باکتریوم موریس، برموداگراس، سورگوم، گیاه بهسازی زیست افزونی شده
  • سبحان مرادی، کاظم اسماعیلی*، سعید رضا خداشناس صفحات 189-203
    پیش بینی رفتار جریان در قوس رودخانه های مرکب پیچانی در برنامه های حفاظت سواحل (الگوی انتقال و ته نشست رسوبات)، انتشار آلودگی و کنترل سیلاب کاربردی و دارای اهمیت زیادی می باشد. ازاین رو؛ هیدرودینامیک جریان در آبراهه مرکب - پیچان با ضریب خمیدگی ثابت 3/1، و هم راستایی دیواره سیلاب دشت با کانال اصلی در دو عمق نسبی 3/0 و 55/0 با استفاده از مدل آزمایشگاهی بررسی شد. به دلیل ساختار سه بعدی جریان در قوس آبراهه، تجزیه وتحلیل داده ها در هفت مقطع عرضی با زوایای صفر، 30 و 60 درجه نسبت به ریوس قوس با استفاده از سرعت سنج ADV در صفحه های مشبک با ابعاد cm2 3×3 و عمود بر جریان انجام گرفت. نتایج نشان داد؛ گرادیان هر سه مولفه سرعت در عمق نسبی 3/0 بیش تر از 55/0 است که نشان از قدرت بیشتر گرداب ها و شدت آشفتگی در عمق نسبی کمتر دارد. نسبت سرعت متوسط در ساحل خارجی سیلاب دشت به سرعت متوسط کل مقطع، مشابه ساحل داخلی، تابع عمق نسبی جریان بوده و به ترتیب کمتر و بیشتر از یک است. به همین علت، جریان در سیلاب دشت خارجی بر خلاف سیلاب دشت داخلی اثر کاهنده بر سرعت جریان در آبراهه اصلی دارد. همچنین نسبت سرعت متوسط جریان در آبراهه اصلی به سرعت متوسط کل به ازای افزایش عمق نسبی تقریبی از 3/0 به 55/0 کاهش یافته و به یک نزدیک می گردد. تنش رینولدز  در نزدیک بستر آبراهه اصلی، دارای مقادیر بیشینه و مثبت بوده و با فاصله گرفتن از بستر، با روندی کاهشی، به مقدار منفی رسیده و کمینه خود را در نزدیکی سطح جریان نشان می دهد. همچنین در لبه دشت های سیلابی نیز مقدار این پارامتر موضعی افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: قوس رودخانه، انتقال مومنتوم، جریان آشفته، پیچان رود مرکب
  • سیده فاطمه مدنیان، رضا خراسانی*، زهرا قشلاقی صفحات 205-215
    کاربرد کود های حاوی آهن از موثرترین روش های مقابله با کمبود آهن در خاک های آهکی برای مقاصد کشاورزی می باشد. در این راستا استفاده از منابع ارزان تر و در دسترس، همواره موردتوجه پژوهشگران بوده است. در این پژوهش اثر منابع مختلف کودی آهن بر فراهمی آهن در گیاه سویا به صورت آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل شامل سه فاکتور شامل منابع مختلف کود آهن (صفر، سکوسترین آهن، سولفات آهن و اکسید آهن به ترتیب با غلظت 5، 30 و 50 میلی گرم آهن بر کیلوگرم خاک)، کود گاوی پوسیده (صفر و 5/1% وزنی) و گوگرد عنصری در حضور باکتری تیوباسیلوس (صفر و 25 میلی گرم گوگرد بر کیلوگرم خاک و تیوباسیلوس 8/1% مقدار گوگرد) در سه تکرار در سال 1398 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کاربرد اکسید آهن، اکسید آهن به همراه کود دامی، اکسید آهن و گوگرد و کاربرد اکسید آهن به همراه کود دامی و گوگرد توانست تفاوت معنی داری در افزایش میزان غلظت و جذب آهن با دیگر تیمارهای کودی نشان دهد. مصرف اکسید آهن به ترتیب باعث افزایش 24/1، 36/1 و 69/1 برابری غلظت آهن و 11/1، 28/1 و 73/1 برابری جذب آهن نسبت به تیمارهای سکوسترین، سولفات آهن و اکسید آهن در اندام هوایی گیاه سویا شد. کاربرد سولفات آهن به تنهایی تفاوت معنی داری در افزایش میزان غلظت و جذب آهن در مقایسه با تیمارهای کاربرد سولفات آهن همراه با کود دامی و همراه با گوگرد نداشت. همچنین بین جذب آهن در تیمار سکوسترین و کاربرد این تیمار کودی همراه با کود دامی تفاوت معنی داری مشاهده نشد. باتوجه به نتایج به دست آمده برای افزایش کارایی اکسید آهن، به عنوان جایگزینی مناسب برای منابع مختلف کود آهن، کاربرد آن همراه با کود دامی و گوگرد توصیه می شود.
    کلیدواژگان: ضایعات آهن، کلات آهن، کود معدنی آهن، گیاه آهن کارا، میزان آهن کل گیاه
|
  • Javad Khanifar, Ataallah Khademalrasoul * Pages 1-13

    The aim of this research was to study the importance of the neighborhood scale in modeling the relationship between vegetation cover and morphometric variables using the classification and regression trees algorithm (CART) in southwestern of Iran. For this purpose, the second Modified Soil-Adjusted Vegetation Index (MSAVI2) was calculated from a Landsat 8 image, and eight morphometric variables were derived using the Wood method in four neighborhood scales (90×90, 150×150, 210×210, and 270×270 m) from a 30 m SRTM digital elevation model. The results of the Kruskal-Wallis test confirmed that in some sub-watersheds, neighborhood-scale change can have a significant effect on slope gradient, profile curvature, specific catchment area, LS factor, and topographic wetness index. The results showed that in each sub-watershed different morphometric variables are most related to the spatial distribution of the MSAVI2 index and the value of the Spearman correlation coefficient between them is slightly affected by the neighborhood scale. CART models based on the MSAVI2 index and 270×270 m morphometric variables with a kappa coefficient of 0.55 and 0.78, respectively, had the best performance in classifying vegetation types. The elevation smoothed, which is the least affected by the neighborhood scale, was recognized as the most important predictor in the CART model. However upscaling led to the increasing importance of other morphometric variables, especially slope gradient, in classifying vegetation types and finally improving the accuracy of the CART model. Overall, the present results indicate that the application of multi-scale geomorphometric analysis with respect to the geomorphology of the study area can improve the performance of prediction models related to vegetation cover to an appropriate extent.

    Keywords: vegetation cover, geomorphometry, neighborhood scale, Classification, Regression Trees (CART)
  • Arezoo Noghreyan, Jamal Mohamadvali Samani, Mehdi Mazaheri * Pages 15-31

    Groundwater in arid regions such as Iran plays a very large role in drinking water supply and agriculture. One of the threats to the future of groundwater exploitation, could be the contamination of these resources by harmful substances. At present, about 60% of the water consumption of Varamin plain region and the total volume of water consumption in the drinking sector is provided from groundwater sources. One of the best ways to prevent groundwater pollution is to identify vulnerable aquifer areas. The SINTACS model has been used to assess the vulnerability of the Varamin plain aquifer. This method consists of seven parameters that after combining the parameters, the vulnerability index map is obtained. The index of this method varies between 92 and 168.Results show that the north of the plain is very vulnerable and vulnerability is low in the south-eastern parts of Jalilabad village and downstream areas of the plain, while the rest of the plain has moderate vulnerability. A three-dimensional numerical model was used to evaluate the results of the model and the model was validated for a period of one year. The accuracy of the constructed model was evaluated as appropriate. In this model, nitrate contaminant was considered as an aquifer contaminant. In order to validate the inherent and special vulnerability of the SINTACS model, the nitrate output of the model was used, The correlation square of the results was about 65%, which shows a good agreement between the two models even thogh the numerical model is considered as micro- model compared to SINTACS one. Considering the role of the aquifer of Varamin plain in supplying the required water of the region, the quantitative and qualitative protection of this aquifer is a necessary and strongly recommonded. Also, in order to reduce the nitrate ion concentration in the study area, long-term solutions such as improving the agricultural structure and cultivation pattern of the area and constructing a collection network and wastewater treatment plant are proposed.

    Keywords: Nitrate, Vulnerability, Groundwater, Evaluation, 3D Numerical Model
  • Rasoul Daneshfaraz *, Ehsan Aminvash, Amir Najibi Pages 33-44
    In the present study, the hydraulic characteristics of the flow and the phenomenon of flow hysteresis with the supercritical regime, which can appear in the vicinity of the additional structures in the flow path, such as contracting of the cross-section of the channel, were investigated experimentally. To achieve the objectives of the study, two average diameters of materials inside the gabion basket with sizes of 1.28 and 2.08 cm were used. The inlet flow rate increased in the primary flow and decreased in the secondary flow in the range of 300 to 650 liters per minute. The results of the present study show that by increasing the flow rate and then decreasing the flow, two different behaviors and regimes of flow are observed in the same experimentally conditions. So that with the formation of the phenomenon of hysteresis, the relative depths of the flow were increased by 69.39% and the Froude number of the gabion contraction section has increased significantly by 69.15% and the main cause of the hysteretic behavior of the flow is the current behavior of the flow following its previous behavior. On the other hand, the rate of flow energy dissipation in the use of gabion basket has increased by a relative amount of 71.35% compared to simple contracting. The results also showed that by increasing the size of the constriction and increasing the average diameter of materials in the gabion basket increases energy dissipation and relative downstream depth.
    Keywords: Hysteretic Behavior, Relative energy dissipation, Relative downstream depth, Downstream Froude number
  • Marzieh Barati Zanyani *, Alireza Hossienpur, MohammadHassan Salehi Pages 45-56

    The release rate of non-exchangeable potassium (NEK) plays a significant role in supplying K for plants; particularly in soils containing bearing minerals such as micas and feldespars. No study has been conducted on NEK release kinetics influence of cations in calcareous soils of Chaharmahal and Bakhtiari province. Therefore, the purpose of this study was to investigate the impact of cations calcium and ammonium (from two sources of calcium chloride and ammonium chloride) on kinetics of NEK release in 10 calcareous soils. Soil samples of calcium-saturated were extracted using successive extractions with 0.01 M CaCl2 and NH4Cl solutions for 2-2017 h at 25±1 0C. The results showed that amount of NEK released have a discontinuity in slope at 168 h. Therefore, corves were divided into two segments, including the first stage (2-168 h) and the second stage (168-2017 h). The results showed that released NEK in the studied soils in the first stage, in the 0.01 M Cacl2 and NH4cl extractors were different in the range of 96.50-220.33 and 189.67-549.50, respectively, and in the second stage, in the range of 172.67-391.33, and 320.67-748.0 mg kg-1 respectively. Based on the coefficients of determination (R2) and standard error (SE), the released NEK described in both segment and in both extractors using the zero order, power function, simplified ellovich, and parabolic diffusion equations. Also, the power function equation in both extractants was able to satisfactorily describe the kinetics of NEK release. The kinetics coefficients of the release of NEK were different in the studied soils. the use of multivariate regression equations in both segments and in both extractors of potassium release showed that the NEK release in soils depended NEK concentration, exchangeable potassium concentration and cation exchange capacity of the soil.

    Keywords: cations, Kinetic equations, non-exchangeable potassium, release
  • Leyla Mehrdar, Mohammad Hemmati *, Mehdi Yasi Pages 57-69
    There are evidences of the construction of weirs and diversion dams in river bends, and the necessities for building water intakes on both sides of the river bend. The construction of weirs in rivers reaches encounters problems in terms of asymmetry of flow distribution into the intake structures on both sides of the river. The purpose of this study is to investigate the effect of relative curvature on the ratio of the inlet discharge of bilateral water intakes from a weir in a channel bend. The experiments were carried out in three laboratory channels with different relative curvatures (i.e. 3.3, 2.55 and 0.84), which falls into the category of mild, moderate and sharp bends. A broad-crested weir with two types of horizontal and sloping crests was installed at an angle of 60 degrees from the bend inlet. Two intakes were located next to the inner and outer banks. The results indicated that the weir installation in the mild bend performed better uniformity of intake discharges on both channel sides. The performance of sloping crest weir was superior compare with the horizontal crest weir. With the sloping crest weir, average inlet discharge into the inner and outer intakes increased by 8%, 4% and 8%, in three bends of  relative curvatures 3.3, 2.55 and 0.84, respectively, compared to the horizontal crest weir. Considering the sloping crest weir, the discharge ratio of the outer to inner intakes in the three mild, moderate and sharp bends was 1.00, 1.10 and 1.12, respectively. Increasing the channel discharges would result in more uniformity of inflows in the inner and outer banks in the three bends with different relative curvatures.
    Keywords: Channel bend, Intake, broad crested weir, relative curvature
  • Reza Saeidi * Pages 71-84

    Estimation of evaporation and transpiration components of maize using by experimental models, is useful for management the water consumption in irrigation. In this research, the amounts of evaporation and transpiration components of maize were modeled for growth stages and salinity stress conditions. Salinity treatments were applied by water with EC of 0.5(S0), 2.1(S1), 3.5(S2), and 5.7(S3)dS.m-1, in the mini-lysimeter. Modeling of maize evapotranspiration components was performed by regression functions of linear, exponential, logarithmic, polynomial and power. Parameters of evapotranspiration (ETc), coefficients of evapotranspiration stress (Ks) and crop growth stage sensitivity (Kpi) were considered as the independent variables and transpiration (T) and evaporation (E) parameters (in separate models) were considered as the dependent variables. The equations coefficients were estimated by SPSS software and the multivariate regression models were generated. From S0 to S3 treatments, the values of evapotranspiration, transpiration and evaporation parameters (in the all of growth period) were measured in the range of 420-307.5, 289-150 and 131-157.5 mm, respectively. Under salinity stress conditions, the maize transpiration was decreased to a more value relative to evapotranspiration. But the evaporation was increased to the same extent. In modeling evaluation, exponential and polynomial models were selected as the optimal models for estimation the transpiration and evaporation rates, respectively. The sensitivity coefficient values (Kp) in four growth stages were equal to 0.556, 0.972, 1.315 and 0.432 (in exponential model) and 1.485, 1.238, 0.447 and 0.816 (in polynomial model). The result of this research was that regression models had an acceptable performance for simulation the evaporation and transpiration components of maize, under salinity stress conditions. Therefore, by estimation the transpiration amount, the crop net water requirement is estimated actually and the water use efficiency increases. Also, by estimation the amount of evaporation losses, the water application efficiency is calculated accurately.

    Keywords: Evaporation, experimental model, growth stages, transpiration
  • Pariya Nasimi, Ahmad Karimi *, Zahra Gerami Pages 85-97
    Biochar plays an important role in the optimal use of water in agriculture and improving plant yield and water use efficiency. Therefore, the aim of this study was to investigate the effects of palm leaf and it’s biochar on yield, yield components and water use efficiency of forage corn in a sandy clay loam soil under the same conditions. Experiment with a completely randomized design with two types of modifiers of palm leaf and it’s biochar at six levels (control, 0.5, 1, 2, 3 and 4.5% by weight of date leaf treatments C0, D1, D2, D3, D4, D5, respectively and treatments C0, B1, B2, B3, B4, B5) were performed in three replications as a greenhouse experiment. Characteristics of height, stem diameter, wet and dry weight of shoots, root weight and volume were measured. Water use efficiency base on dry matter yield were calculated. The results showed that the effects of date palm leaves and biochar on the yield and its components, water use efficiency based on the dry matter yield of shoots and roots are significant at the level of 1%. The most effect of biochar and date palm leaf dry matter on shoot dry matter yield has observed in B5, wet plant yield in D2, root dry matter in D1, root volume and stem diameter in B5 and maximum plant height in B1 and B2. Also, the highest water use efficiency of plant is related to B5, which has increased the water use efficiency by 3.6% as compared to the control. It was while D1 improved root water use efficiency. The results showed that use of 4.5% by weight of biochar improved the yield and water use efficiency of the shoot and biochar can be used by increasing the amount of yield and water use efficiency in forage corn by considering its optimal amount.
    Keywords: Biochar, Consuming water, forage corn, Water consumption efficiency, yield
  • Kiyoumars Roushangar *, Samira Joulazadeh Pages 99-112

    In hydraulic and river engineering, solid load sediment play an essential role in determining river behavior and morphological control; For this reason, the assessment and correct estimation of  solid load sediment transfport from a long time ago is one of the important issues in the sciences related to river engineering and the environment. The purpose of this study is to estimate the bed load transfer in 19 gravel-bed rivers. For this purpose, first the statistical correlation trend between sediment transport parameter (bed load discharge) and hydraulic and sedimentary parameters (flow discharge, flow depth, flow velocity, the median bed material particle diameter, Froude number,…) is investigated and the bed load discharge is estimated as a univariate regression function. According to the presented results, a favorable correlation was reached between the sediment transport parameter and hydraulic and sedimentary parameters and the results showed that these simple regression relationships in most rivers had acceptable accuracy. Also, the performance of 10 experimental formulas in bed load prediction was investigated. All formulas have had very poor results. For this reason, the parameters related to the formulas that had relatively better results than the other formulas were selected and, in order to increase the estimation accuracy, once again using two kernel-based machine learning methods Support Vector Machine (SVM). Gaussian process regression (GPR) modeling was performed. The results showed that the machine methods have acceptable accuracy in predicting the bed load and the model is related to the parameters of  Begnold formula, which includes the parameters of the stream power, the average flow depth and the median bed material particle diameter, with R =0.923 and NSE =0.851 has the best results in the machine methods.

    Keywords: Sediment Prediction, Statistical Correlation, Experimental Formula, Support vector machine, Gaussian process regression
  • Mohadese Sadat Fakhar, Abbas Kaviani * Pages 113-127
    Estimation of actual evapotranspiration over large areas with appropriate time intervals is important in the optimal management of water resources. The constant need for evapotranspiration data has led to the development of several methods for estimating it. In recent years, the use of remote sensing method to estimate the rate of evapotranspiration in large areas with the desired spatial and temporal resolution has been proposed. In this study, the automatic calibration efficiency of two common mono-source evapotranspiration algorithms estimated from PYSEBAL and METRIC were compared with the results of a drainage lysimeter planted with grass in the Qazvin plain. In this regard, 15 images TM, 22 images ETM+ and 24 images MODIS without cloud and snow during the years 2000 to 2003 were used, which in total 122 outputs were obtained from both algorithms. The results of this study showed that the METRIC algorithm in all three sensors with RMSE (0.42, 0.42 and 1.05 mm / day) respectively had better performance than the PYSEBAL model. Also, the studies performed from the three sensors showed that the MODIS sensor with standard error value (0.15 mm / day) and correlation coefficient (0.98) compared to the two ETM and TM sensors with correlation coefficient values (0.97 and 0.92), standard error (0.17 and 0.59 mm/day) have been able to produce better results. The executive applications of this study can be used to determine the exact amount of evapotranspiration in irrigated lands for water allocation planning, optimization of crop production, irrigation management and assessment of land use change on water effieiency.
    Keywords: Remote Sensing, Daily Evapotranspiration, MODIS, Landsat5, Landsat7
  • Ali Mohkami, Najme Yazdanpanah *, Amirhosein Saeidnejad Pages 129-140
    In order to investigate the effect of vermicompost and biochar fertilizers on physiological characteristics, growth indices, and grain yield of quinoa in different irrigation frequencies, a split-plot experiment based on randomized complete block design was carried out in the research farm of Kerman in 2020. In this study, the reaction of quinoa (Titicaca cultivar) to three irrigation frequencies (70, 100, and 130 mm from class A evaporation pan) and four organic fertilizers (control, vermicompost, biochar, and vermicompost + biochar) were investigated. The results showed that increasing irrigation frequency significantly reduced the plant height (23.9%), panicle length (17.6%), 1000-seed weight (22.6%), and quinoa grain yield (21.6%). Application of biochar + vermicompost treatment (in equal proportions of 10 tons per hectare) with irrigation frequency of 130 mm from class A evaporation pan increased total chlorophyll (96%) and leaf area index (15.5%) and decreased proline content (48%) compared to control with the same irrigation frequency. In this study, the highest plant height (97 cm), panicle length (15.4 cm), 1000-seed weight (3.141 g), and grain yield (321.94 g/m2) were observed from biochar + vermicompost treatment, which was not significantly different from vermicompost treatment in none of the mentioned traits. In general, it can be concluded that the application of biochar + vermicompost in equal proportions of 10 tons per hectare by increasing the water holding capacity of the soil and also soil nutrients improves the growth and development of quinoa under drought stress.
    Keywords: Biochar, Chlorophyll, Grain yield, Protein, Quinoa
  • Maryam Osat *, Ahmad Heidari Pages 141-158
    Magnetic susceptibility (MS) is one of the indices used in soil development evaluation. The aim of this study was to investigate the efficiency of soil magnetic susceptibility in study of soil evolution in the Bandar mountainous landscape of Mazandaran province. In order to achieve the objectives of this study, soil taxonomic classes and morphological index were determined after field studies and physicochemical analysis of 56 soil profiles. Some chemical and geochemical indices were determined and magnetic susceptibility in low (χlf) and high (χhf) frequency were measured by Bartington MS2 dual-frequency sensor on topsoil samples. The correlations between soil magnetic susceptibility and soil taxonomic classes, physicochemical properties, and development indices indicated more efficiency of magnetic susceptibility and morphological index in the representation of soil development in this region. The slope of the study area, as well as the presence of a high amount of carbonates, has caused an inverse relationship between geochemical indices and soil taxonomic classes.
    Keywords: geochemical index, magnetic susceptibility, morphological index
  • Zohreh Shabani Rouchi, Saied Yazdani *, Reza Moghaddasi Pages 159-169

    Hashtgerd plain has 56percent of Area of Alborz province and consumes more than 84% of surface water resources and more than 90% of groundwater. It is recognized as one of the most significant agricultural zones that experiences critical crises such as subsidence because of excessive withdrawal of these resources. Consequently, it will be inevitable to manage water resources optimally that establishing the water market as an economic instrument will play a significant role in allocating water resources optimally. The economic value of water input and its demand function was estimated in these areas. The equilibrium price of water input in plain was calculated and compared with the results achieved by valuation calculations using the results of estimating the demand functions and the amount of water supply in this study to examine the probability of developing a water market in Hashtgerd using the positive mathematical planning method and SWAP approach and also the optimal cultivation pattern of the region was estimated, which includes 3divisions.As the result, if there is the required physical infrastructure and the related laws, it will be possible to create a water market among regions in conditions that Nazarabad is the purchaser and Taleghan and Savojbolagh are the sellers of their surplus water resources. The results of examining the possibility of forming an intra-regional water market also show that considering that the enthusiasm to pay in people who have limited resources is more than the obtained equilibrium price and the willingness to receive is lower in people who sell their surplus water resources than the equilibrium price; it will be possible to form a water market among farmers in each city with an equilibrium price equal to 3394 Rials per cubic meter. In this situation, both customers (due to purchasing water cheaper than enthusiasm to pay) and sellers (selling water more expensive than enthusiasm/willing to receive) will benefit from creating the market. However, due to the higher equilibrium price of the economic value of water in the cities of Taleghan and Savojbolagh, there is a possibility of failure of the water market and the transfer of water to other sectors.

    Keywords: Water Demand, Supply. Water market, Positive Mathematical Programming, degree of competitivness. SWAP Model
  • Hadi Koohkan *, Mohammad Sedigh Mortazavi, Ahmad Golchin, Gholamali Akbarzadeh- Chomachaei, Fereshteh Saraji, Mohsen Gozari Pages 171-187
    Petroleum products are considered to be the most widely used and expensive chemicals in the modern world, but pollution from the extraction and transportation of crude oil has become a global environmental problem. In this experiment, the efficiency of phytoremediation, bioremediation and bio-enhanced phytoremediation in removing crude oil from soil was investigated. For this purpose, a factorial experiment was performed in a completely randomized design with three replications. Factors include three levels of soil oil pollution (zero, 4 and 8% by weight), four plant treatments (without plants, bermudagras (Cynodon dactylon), sorghum (Bicolor Sorghum) and barley (Hordeum vulgare)) and three bacterial treatments (without bacteria). Were native bacteria (Brachybacterium muris) and non-native bacteria (Pseudomonas putida). The results showed that the percentage of crude oil removal by plant cultivation, soil inoculation with bacteria and combined application of plant and bacteria increased significantly compared to the control. Plant culture was more effective than bacterial inoculation in reducing the concentration of petroleum products and the efficiency of bacteria increased significantly with plant culture. At each level of contamination, the highest percentage of oil removal was observed with the combined application of sorghum and Brachybacterium muris. In all plant treatments, the highest oil removal percentage was measured at 4% oil pollution and Brachybacterium muris inoculation. Oil pollution significantly reduced leaf dry weight and chlorophyll concentration, but the use of bacteria (especially native bacteria) significantly reduced the negative effects of oil pollution on plants compared to non-inoculation treatments. Oil pollution increased the proline concentration in the leaves of plants and decreased the proline concentration with the use of native bacteria. Establishment of plant with microorganisms can be considered as a key component of the strategy to remove hydrocarbons. Consequently, these bacterial and plant species can be used for the biodegradation of soils contaminated with crude oil.
    Keywords: Petroleum pollution, Brachybacterium muris, bermudagras, Sorghum, bioaugmented phytoremediation
  • Sobhan Moradi, Kazem Esmaili *, Saeed Reza Khodashenas Pages 189-203
    Predicting the flow behavior in the arch of meandering compound channels has a great importance in coastal protection programs (sediment transport and deposit pattern), pollution propagation and flood control. Therefore; the hydrodynamics of the flow in the composite-meander channel with a constant sinuosity factor 1.3, and at two relative depths 0.3 and 0.55 were investigated using a laboratory model. Due to the three-dimensional structure of the flow in the channel bend, the data were analyzed in seven cross sections with angles of zero, 30 and 60 degrees to the vertices of the bending apex using an ADV velocity-meter in lattice plates with dimensions 3*3 cm2 and perpendicular to the flow. The results showed that the gradient of three components of velocity at relative depths 0.3 are greater than 0.55 which shows more vortex power and intensity of turbulence in less amount of relative depth. average velocity ratio on the outer beach of the floodplain to the average velocity of the whole section, similar to the inner beach, has been a function of the relative depth of the flow, and is less and more than one, respectively. For this reason, the flow in the outer floodplain, unlike the inner floodplain, has a reducing effect on the flow velocity in the main channel. Also, as the relative depth increases from 0.3 to 0.55, the ratio of the average flow velocity in the main channel to the total average velocity decreases and approaches one. Reynolds stress () had maximum and positive values near the main channel bed, and by moving away from the bed, it has reached a negative value and it shows its minimum amount near the flow surface. The value of this local parameter also increases at the edge of floodplains.
    Keywords: River bend, Momentum Transmission, Turbulent Flow, Compound Meander Channel
  • Seyede Fateme Madanian, Reza Khorasani *, Zahra Gheshlaghi Pages 205-215
    The use of iron (Fe) fertilizers is the most effective methods to deal with Fe deficiency in calcareous soils for agricultural purposes. Use of cheaper and available resources has been the focus of researchers. In this study, the effect of different sources of Fe fertilizer on the availability of Fe in soybean in a completely randomized design with factorial arrangement including three factors of different sources of Fe fertilizer (zero, Fe-sequestrin, Fe-sulfate and Fe-oxide with concentrations of 5, 30 and 50 mg of Fe per kg of soil, respectively), decomposed cow manure (0.5 and 1.5% by weight) and elemental sulfur in the presence of Thiobacillus bacteria (zero and 25 mg kg-1 and thiobacillus 1.8% of sulfur) in three replications. In 2019, it was studied in the research greenhouse of the Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad.The results showed that concentration and absorption of Fe in shoots in fertilizer treatments was higher than that in the control. Application of iron oxide alone, with manure, with sulfur and application of iron oxide with manure and sulfur could make a significant difference in increasing the concentration and absorption of Fe with other treatments. Use of iron oxide increased iron concentration by 1.24, 1.36 and 1.69 times and Fe uptake by 1.11, 1.28 and 1.73 times compared to sequestrin, iron sulfate and iron oxide treatments in shoots of soybean in the shoots. Application of ferrous sulfate alone did not differ significantly in increasing the concentration and absorption of Fe compared to treatments of ferrous sulfate with manure and with sulfur. In addition, no significant difference was observed between Fe uptake in sequestrin alone and manure. According to the results, to increase the efficiency of iron oxide, it is recommended to use it with manure and sulfur as a suitable alternative.
    Keywords: Efficient iron plant, Iron chelate, Iron mineral fertilizer, Iron scrap, Total plant iron content