فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال پنجاه و سوم شماره 2 (پیاپی 74، اردیبهشت 1401)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و سوم شماره 2 (پیاپی 74، اردیبهشت 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/02/13
  • تعداد عناوین: 15
|
  • زهرا گرامی، احمد کریمی*، محمود عرب خدری، حسین اسدی صفحات 217-231
    فرسایش خاک فرایندی است که تحت تاثیر زبری سطح (SSR) و بافت خاک، قرار می گیرد. این پژوهش با هدف بررسی ارتباط بین ضریب زبری با میزان برداشت و رسوب گذاری در نمونه خاک شخم خورده دیمزار مناطق کوهین، سرارود و گچساران به علت مستعد فرسایش بودن این خاک ها پس از شخم، به کمک شبیه سازی انجام شد. دو بارش (R1 و R2) با فاصله 4 ساعت با شدت 111 میلی متر بر ساعت در فلوم آزمایشگاهی 8/5 مترمربعی با شیب 12 درصد شبیه سازی شد. برای تعیین تلفات خاک، رواناب خروجی با رسوب همراه جمع آوری شد. همچنین قبل و بعد از هر بارش عکس برداری انجام و مدل رقومی ارتفاع با اندازه پیکسل دو میلی متری تهیه و از آن، زبری سطحی خاک محاسبه و به سه طبقه (زبر، متوسط و نرم) تقسیم شد. تفاوت مدل رقومی ارتفاع (DOD) در قبل و بعد از هر بارش (R0،R1 و R2) برای تعیین مقدار برداشت، رسوب گذاری و نسبت تحویل رسوب (SDR) محاسبه شد و روند آن ها با زبری بررسی شد. تلفات خاک در نمونه خاک گچساران در دو رویداد به ترتیب 4796 و 3909 گرم، کوهین 3465 و 2464 گرم و سرارود، 2679 و 2105 گرم اندازه گیری شد. نسبت مقادیر برداشت به رسوب گذاری در رویداد اول در خاک کوهین، سرارود و گچساران به ترتیب 4/5، 3/7 و 8/1 و در رویداد دوم به ترتیب 2/3، 9/1 و 2/1 برابر بوده است. مقدار SDR در بارش دوم در خاک کوهین، سرارود و گچساران به ترتیب 4/4، 3/6 و 3/2 برابر بیشتر از R1 شده است. رابطه رگرسیونی مستقیم بین تلفات خاک و زبری، با ضریب تعیین، 89/0 (P<0.05) به دست آمد. درنهایت می توان با تهیه DEM و رفع عدم قطعیت آن، مقادیر مطمینی از برداشت و رسوب گذاری را به دست آورد.فرسایش خاک فرایندی است که تحت تاثیر زبری سطح (SSR) و بافت خاک، قرار می گیرد. این پژوهش با هدف بررسی ارتباط بین ضریب زبری با میزان برداشت و رسوب گذاری در نمونه خاک شخم خورده دیمزار مناطق کوهین، سرارود و گچساران به علت مستعد فرسایش بودن این خاک ها پس از شخم، به کمک شبیه سازی انجام شد. دو بارش (R1 و R2) با فاصله 4 ساعت با شدت 111 میلی متر بر ساعت در فلوم آزمایشگاهی 8/5 مترمربعی با شیب 12 درصد شبیه سازی شد. برای تعیین تلفات خاک، رواناب خروجی با رسوب همراه جمع آوری شد. همچنین قبل و بعد از هر بارش عکس برداری انجام و مدل رقومی ارتفاع با اندازه پیکسل دو میلی متری تهیه و از آن، زبری سطحی خاک محاسبه و به سه طبقه (زبر، متوسط و نرم) تقسیم شد. تفاوت مدل رقومی ارتفاع (DOD) در قبل و بعد از هر بارش (R0،R1 و R2) برای تعیین مقدار برداشت، رسوب گذاری و نسبت تحویل رسوب (SDR) محاسبه شد و روند آن ها با زبری بررسی شد. تلفات خاک در نمونه خاک گچساران در دو رویداد به ترتیب 4796 و 3909 گرم، کوهین 3465 و 2464 گرم و سرارود، 2679 و 2105 گرم اندازه گیری شد. نسبت مقادیر برداشت به رسوب گذاری در رویداد اول در خاک کوهین، سرارود و گچساران به ترتیب 4/5، 3/7 و 8/1 و در رویداد دوم به ترتیب 2/3، 9/1 و 2/1 برابر بوده است. مقدار SDR در بارش دوم در خاک کوهین، سرارود و گچساران به ترتیب 4/4، 3/6 و 3/2 برابر بیشتر از R1 شده است. رابطه رگرسیونی مستقیم بین تلفات خاک و زبری، با ضریب تعیین، 89/0 (P<0.05) به دست آمد. درنهایت می توان با تهیه DEM و رفع عدم قطعیت آن، مقادیر مطمینی از برداشت و رسوب گذاری را به دست آورد.
    کلیدواژگان: آیش، دیمزار، شاخص تفاوت مدل رقومی ارتفاع، فتوگرامتری، نسبت تحویل رسوب
  • حامد اسکندری دامنه، غلامرضا زهتابیان، حسن خسروی*، حسین آذرنیوند، علی اکبر براتی صفحات 233-244

    شوری خاک در چند دهه اخیر به دلیل استفاده نامناسب و غیراصولی از منابع پایه به شدت رو به افزایش است. این معضل در مناطق مختلف کشور به ویژه مناطق خشک و نیمه خشک آثار زیان بار شدیدی را پدید آورده است. به طوری که در این مناطق با تجمع نمک های محلول در سطح خاک عملکرد محصول کاهش می یابد و در نهایت باعث ازبین رفتن زمین های کشاورزی می شود. باتوجه به اهمیت موضوع در این پژوهش به بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی شوری خاک در دشت میناب پرداخته شد. بدین منظور از تصاویر ماهواره ای مربوط به سال های 1380، 1390 و 1400 استفاده گردید. برای تهیه نقشه های شوری خاک از نرم افزار ENVI5.1  و برای بررسی تغییرات و پیش بینی آن در دوره آتی از مدل ترکیبیCA-Markov  در نرم افزار TerrSet استفاده شد. نتایج نشان داد که با گذشت زمان بر میزان شوری اراضی در این منطقه افزوده می شود به طوری که مساحت کلاس شوری خیلی زیاد در سال های 1380، 1390 و 1400 به ترتیب برابر است با 21/12، 14 و 51/19 درصد می باشد که این میزان افزایش در بخش های جنوب و جنوب غرب دشت بیش تر رخ داده است. همچنین نقشه پیش بینی نیز نشان دهنده گسترش شوری در منطقه موردمطالعه می باشد به طوری که بیش ترین وسعت افزایش نرخ تغییر شوری در سال 1420 مربوط به کلاس شوری خیلی زیاد و برابر 24/20 درصد است. مساحت اراضی با شوری خیلی زیاد در سال 1380 تا 1420 از 20/12 درصد به 62/29 درصد افزایش یافته، درحالی که مساحت اراضی با شوری متوسط از 47/60 درصد در سال 1380 به 88/13 درصد در سال 1420 کاهش یافته است. در حالت کلی یکی از راهکارهای مدیریتی جهت جلوگیری از افزایش شوری خاک در این منطقه تغییر سیستم آبیاری می باشد تا به کمک آن به توان از مصرف شدید آب و کاهش کیفیت آب وخاک جلوگیری کرد.

    کلیدواژگان: شوری خاک، دشت میناب، تصاویر ماهواره ای، تخریب اراضی
  • مهین خسروی، علی اصغر ذوالفقاری*، سید حسن کابلی، حیدر غفاری صفحات 245-261

    توزیع اندازه ذرات اولیه خاک یکی از مهم ترین خصوصیات خاک بوده که بر بسیاری از خصوصیات هیدرولیکی خاک از جمله هدایت هیدرولیکی اشباع، موثر است؛ لذا دانش دقیق از نحوه پراکنش اندازه ذرات خاک در حوزه آبخیز بر مدیریت بهینه حوزه آبخیز بسیار تاثیرگذار است. در این مطالعه تغییرات مکانی ذرات شن، سیلت و رس خاک در سطح حوزه آبخیز دامغان‎رود با قدرت تفکیک مکانی 30 متر در عمق 30-0 سانتی‎متری، 60-30 سانتی‎متری پیش‎بینی شد. به این منظور 110 نقطه نمونه‎برداری با استفاده از روش مکعب لاتین تعیین شد و نمونه‎برداری در دو عمق انجام گرفت. متغیرهای محیطی از تصاویر ماهواره لندست و مدل رقومی ارتفاع (DEM) استخراج شدند. جهت ارتباط بین ذرات خاک و متغیرهای محیطی از مدل RF استفاده شد. نتایج نشان داد که ضریب تبیین مدل RF در عمق 30-0 سانتی‎متری برای ذرات رس، شن و سیلت با دامنه‎ای به ترتیب برابر با 6/0، 52/0 و 71/0 و در عمق 60-30 سانتی‎متری به ترتیب برابر با 69/0، 67/0 و 49/0 به دست آمد. در لایه سطحی، متغیرهای کمکی مستخرج از داده های سنجش ازدور و در لایه عمقی، متغیرهای مستخرج از DEM بیشترین ارتباط را با داده‎های ذرات خاک داشتند. مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (Ks) برآورد شده با استفاده از توابع انتقالی بین 08/0 تا 1 متر در روز متغیر بود، که کمترین مقدار Ks در اراضی با رخنمون های سنگی و خاک‎های مارنی مشاهده شد. نتایج نشان داد که پراکنش مکانی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (Ks) مشتق شده از داده های شن و رس، به خوبی با واقعیت منطقه همخوانی داشت. به طوری که کمترین مقادیر Ks در مناطق با رخنمون سنگی و در خاک های مارنی مشاهده شد.

    کلیدواژگان: متغیرهای محیطی، مدل جنگل تصادفی، توابع انتقالی
  • رضا سعیدی* صفحات 263-275

    در سال زراعی 1400-1399، پژوهشی بر روی گیاه عدس در دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) انجام شد. تیمارها شامل یک تیمار کشت دیم (D) و پنج تیمار شوری آب آبیاری با هدایت الکتریکی برابر با  (S0)5/0،  (S1)2،  (S2)4،  (S3)6 و (S4) 8 دسی زیمنس بر متر بودند. آزمایش در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی و با سه تکرار اجرا شد. در تیمارهای D، S0، S1، S2، S3 و S4، به ترتیب عملکرد زیست توده عدس برابر با 66/2094، 9/3621، 6/3525، 6/2771، 62/1965 و 6/1120 کیلوگرم بر هکتار، عملکرد دانه برابر با 25/399، 53/957، 07/932، 25/639، 33/279 و 82/46 کیلوگرم بر هکتار و عملکرد کاه برابر با 41/1695، 37/2664، 53/2593، 35/2132، 29/1686 و 78/1073 کیلوگرم بر هکتار اندازه گیری شد. نتایج نشان داد کاربرد آب تا سطح شوری S2  برای کشت عدس، قابل توصیه بود و شوری بیش تر از آن باعث کاهش محصول نسبت به شرایط دیم شد. به طور دقیق تر در حد آستانه شوری آب برابر با 5/5، 3/5 و 6/5 دسی زیمنس بر متر، به ترتیب عملکرد زیست توده، دانه و کاه عدس برابر با شرایط دیم بود. در اثر اعمال تنش شوری، عملکرد نسبی (نسبت به دیم) زیست توده، دانه و کاه به ترتیب با شیب 166/0، 325/0 و 129/0 کاهش یافت. این مسیله نشان داد حساسیت عملکرد دانه به شوری آب، در مقایسه با کاه بیش تر بود. علت آن تاثیر تنش شوری بر اختلال در گرده افشانی گیاه و عدم دانه بستن غلاف ها بود. مقدار بهره وری مصرف آب در تولید زیست توده خشک عدس در تیمارهای D، S0، S1، S2، S3 و S4 به ترتیب برابر با 55/3، 32/1، 3/1، 23/1، 11/1 و 97/0 کیلوگرم بر مترمکعب محاسبه شد. دستاورد کلی پژوهش این بود که به منظور افزایش عملکرد گیاه عدس (نسبت به شرایط دیم)، امکان کاربرد آب شور (در حد تحمل گیاه) وجود داشت. در این شرایط، زمینه ای برای بهره برداری از منابع آب های لب شور منطقه نیز فراهم شد.

    کلیدواژگان: بهره وری مصرف آب، تنش شوری، عملکرد، نیاز آبی
  • شهداد کامفیروزی، رضوان طالب نژاد* صفحات 277-286

    کاهش منابع آب تجدیدپذیر و خشک سالی ، بسیاری از نقاط ایران از جمله استان فارس را با بحران جدی تامین آب شرب روبه رو کرده است. باتوجه به اینکه بسیاری از منابع آبی موجود در سطح استان فارس و حومه شهرستان شیراز از نظر کیفیت به حالت لب شور درآمده است، یکی از راه حل های کارآمد به منظور تامین آب شرب افراد ساکن روستاها با جمعیت محدود در این مناطق، نمک زدایی است. در این تحقیق، یک سامانه نمک زدایی غشایی خورشیدی (PV-RO) در سال 1399، طراحی و ساخته شد و به منظور ارزیابی آن از سه منطقه؛ مرکز تحقیقات کشاورزی زرقان، روستای سلطان آباد و روستای کمال آباد نمونه آب جمع آوری گردید. نتایج نشان داد، امکان تامین آب شرب روزانه 146 نفر در منطقه اول موردمطالعه، 122 نفر در منطقه دوم و 50 نفر نیز در منطقه سوم با احتساب نیاز L/day 10 برای هر فرد وجود دارد. بیشینه دبی تولید آب شیرین L/h 61 با درصد بازیافت 41% و انرژی موردنیاز به ازای یک متر مکعب آب شیرین kWh/m3 98/1 است و در نهایت هزینه تولید هر متر مکعب آب شیرین برابر 180،000 ریال تعیین شد؛ بنابراین امکان کاربرد این سامانه در منطقه موردمطالعه جهت تامین آب شرب در شرایط خشک سالی با راندمان مطلوب وجود دارد.

    کلیدواژگان: آب شرب، راندمان نمک زدایی غشایی، انرژی خورشیدی
  • بیتا مروج الاحکامی*، نیاز علی ابراهیمی پاک، آرش تافته، سید نرگس حسینی صفحات 287-303

    به دلیل بحران کمی و کیفی آب در استان یزد و لزوم تخمین دقیق نیاز آبی گیاهان، تحلیل حساسیت تبخیر-تعرق مرجع به پارامترهای هواشناسی امری ضروری است. به این منظور در این مطالعه تاثیر تغییرات پارامترهای هواشناسی بر تغییرات تبخیر-تعرق مرجع (تخمینی با استفاده از معادله فایو پنمن مانتیث) در ایستگاه های هواشناسی متفاوت استان یزد مورد بررسی قرار گرفت. داده های هواشناسی بین سال های 1380 تا 1399، شامل دما، رطوبت، سرعت باد و مجموع ساعات آفتابی در محدوده 20± درصد تغییر داده شدند. بر اساس نتایج این مطالعه در هر سه مقیاس سالانه، فصلی و ماهانه پارامترهای سرعت باد، دمای بیشینه و ساعات آفتابی به عنوان مهم ترین پارامترهای موثر بر تبخیر-تعرق مرجع هستند. ضریب حساسیت تبخیر-تعرق مرجع سالانه نسبت به تغییر 20 درصدی هر یک از پارامترهای سرعت باد، بیشینه دما و ساعات آفتابی به ترتیب در محدوده (32/0-46/0)، (27/0-34/0)و (12/0-2/0) به دست آمد. به طورکلی در مقیاس فصلی بیشترین تاثیرگذاری پارامتر سرعت باد بر تبخیر-تعرق مرجع در فصل تابستان و بیشترین تاثیرگذاری پارامتر بیشینه دما بر تبخیر-تعرق مرجع در فصل بهار و پاییز بود. در ماه های آبان تا فروردین بیشترین حساسیت تبخیر-تعرق مرجع به ترتیب به پارامترهای بیشینه دما، سرعت باد و ساعات آفتابی و در ماه های اردیبهشت تا مهر به ترتیب به پارامترهای سرعت باد، بیشینه دما و ساعات آفتابی بود. بر اساس نتایج این مطالعه در مقیاس ماهانه ضریب حساسیت تبخیر-تعرق مرجع به پارامتر سرعت باد در ایستگاه های با ارتفاع کمتر، بیشتر است. همچنین تغییر ارتفاع ایستگاه های هواشناسی مورد بررسی در حساسیت تبخیر-تعرق مرجع به سرعت باد در مقیاس سالانه و فصلی موثر بوده است.

    کلیدواژگان: نیاز آبی، تغییر اقلیم، تبخیرتعرق
  • سعید حیدرزاده، امیر رحیمی، عبدالله حسن زاده قورت تپه، رضا امیرنیا، رقیه واحدی* صفحات 305-315
    تنش کم آبی مهم ترین عامل غیرزنده در کاهش رشد و تولید گیاهان محسوب می شود. به منظور بررسی تاثیر سطوح مختلف آبیاری و کود دامی بر ویژگی های بیوشیمیایی و جذب عناصر غذایی گیاه دارویی کاسنی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل سطوح رطوبتی (50،  70 و 90 درصد رطوبت ظرفیت مزرعه ای) و مقادیر مصرفی کود گاوی پوسیده (صفر، 10، 20 و 30 تن در هکتار کود دامی) بودند. نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد که محتوای فسفر و پتاسیم دانه، قندهای محلول، پرولین، گلایسین بتایین، گلوتاتیون و اسید آسکوربات گیاه دارویی کاسنی در سطح احتمال یک درصد تحت تاثیر سطوح مختلف آبیاری و مقادیر مصرفی کود دامی قرار گرفت. اثر متقابل تیمارهای آزمایشی (سطوح رطوبتی × مقادیر مصرفی کود دامی) بر میزان جذب عناصر غذایی کم مصرف (روی، مس و منگنز) و محتوای رطوبت نسبی در سطح احتمال یک درصد، فعالیت آنزیمی کاتالاز در سطح احتمال 5 درصد، گلوتاتیون ردوکتاز و آسکوربات پراکسیداز و عملکرد علوفه گیاه دارویی کاسنی نیز در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که با افزایش تنش کم آبی محتوای فسفر، پتاسیم، گلوتاتیون و آسکوربیک اسید به طور معنی داری کاهش می یابد. درحالی که بیشترین میزان قندهای محلول کل، پرولین و گلایسین بتایین در شرایط تنش شدید آبی به دست آمد. مقادیر مصرفی 30 تن در هکتار کود دامی در مقایسه با شاهد، میزان فسفر، پتاسیم، قندهای محلول کل، گلوتاتیون و اسید آسکوربات را به ترتیب 44، 42، 27، 26 و 41 درصد افزایش داد. افزایش مقادیر مصرفی کود دامی نقش موثری در جذب عناصر ریزمغذی (روی، مس و منگنز به ترتیب با مقادیر 57/2، 74/0 و 72/1 میلی گرم بر کیلوگرم) و بهبود محتوای رطوبت نسبی (54/83 درصد) و عملکرد بیوماس کاسنی (83/2506 کیلوگرم در هکتار) در هر یک از سطوح آبیاری شد؛ لذا، در تیمارهای مختلف تنش، استفاده از کود دامی با کاهش آسیب اکسیداتیو ناشی از کم آبی سبب بهبود جذب عناصر غذایی و برخی ویژگی های بیوشیمیایی گیاه کاسنی در راستای کشاورزی پایدار می باشد.
    کلیدواژگان: اسید آسکوربات، آنتی اکسیدان، کود آلی، تنش رطوبتی
  • کوکب شاهقلیان، جواد بذرافشان*، پرویز ایران نژاد صفحات 317-332

    پیش بینی کوتاه مدت بارش‏های سنگین اهمیت ویژه‏ای در هشدار سیل و به حداقل رساندن آسیب‏های ناشی از آن دارد. در این مطالعه، تعریف جدیدی از بارش سنگین منطقه ای برپایه الگوی احتمالاتی رگبارها ارایه شد. برای این منظور از داده های بارش روزانه (2018-1987) مربوط به 12 ایستگاه همدید در جنوب غرب ایران استفاده شد. به علاوه، شش متغیر همدیدی در ترازهای 1000 تا 200 هکتوپاسکال مربوط به یک تا پنج روز قبل از بارش سنگین (که گستره وسیعی در خارج منطقه مطالعاتی را پوشش می دهند) به عنوان پیش بینی گر مورداستفاده قرار گرفت. برای اجرای این پژوهش از چهار روش انتخاب متغیر و ده مدل یادگیری ماشین از نوع طبقه بندی کننده دودویی استفاده شد. نتایج نشان داد که به منظور تشخیص بارش‏های سنگین از غیر سنگین، بهترین حالت استفاده از داده‏های تا چهار روز پیش از رخداد بارش است. همچنین، از بین چهار روش انتخاب متغیر، روش‏های Chi-Square و Extra Tree برCorrelation  و Random Forest  برتری دارند. در نتیجه این مطالعه مشخص شد که مدل Random Forest با روش انتخاب متغیر Chi-Square بالاترین کارایی در پیش بینی بارش‏های سنگین در منطقه مطالعاتی را دارد. متغیرهای همدیدی مناسب برای پیش بینی بارش سنگین شامل رطوبت نسبی و رطوبت ویژه 1-2 روز قبل و باد برداری 2-4 روز قبل از رخداد بودند.

    کلیدواژگان: بارش سنگین منطقه ای، پیش‏ بینی، داده‏ کاوی، متغیرهای همدیدی، ایران
  • هدیه بهنام، احمد فرخیان فیروزی* صفحات 333-346

    فلزات سنگین خطرات جبران ناپذیری برای سلامت انسان و محیط زیست دارند. استفاده از روش های موثر و کم هزینه جهت حذف این آلاینده ها امری ضروری است. زغال زیستی از جمله جاذب های پایداری است که می تواند نقش موثری در کاهش آلایندگی این فلزات ایفا کند. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر نوع زیست توده (بقایای ذرت [1] و چوب کنوکارپوس [2]) و دمای گرماکافت (°C400 و °C700) در حذف سرب از محلول آبی و مقایسه عملکرد مدل های خطی و غیرخطی در داده های سینتیک و هم دمای جذب بود. برای این منظور، ویژگی های موثر بر حذف سرب شامل pH محلول، غلظت زغال زیستی، زمان تماس و غلظت اولیه سرب اندازه گیری و ارزیابی شد. به طور مختصر، پس از تعیین بهترین pH محلول، اثر غلظت جاذب بر حذف سرب مورد بررسی قرار گرفت. سپس از PH بهینه محلول و غلظت بهینه جاذب استفاده شد و اثر زمان تماس ارزیابی گردید. در انتها با کمک pH بهینه محلول، غلظت بهینه جاذب و زمان بهینه تعادل، تاثیر غلظت آلاینده در حذف توسط زغال های زیستی بررسی شد. نتایج نشان داد شرایط بهینه زغال های زیستی برای حداکثر جذب سرب، شامل pH محلول برابر 5 و همچنین غلظت جاذب 8/0 گرم بر لیتر بود. در تمامی جاذب ها با گذشت 120 دقیقه جذب سرب به تعادل رسیده و ظرفیت جذب با افزایش غلظت آلاینده افزایش یافت. در بین جاذب ها، زغال های زیستی بقایای ذرت در دمای °C700 و چوب در دمای °C400 به ترتیب بیش ترین و کمترین ظرفیت جذب سرب را داشتند. مدل های سینتیک شبه مرتبه دوم، پخشیدگی درون ذره ای و شبه مرتبه اول در هر دو فرم خطی و غیرخطی به ترتیب بیش ترین تا کمترین دقت در توصیف فرآیند های جذب را داشتند. با توجه به آماره های تعیین کارایی مدل، از میان مدل های هم دمای جذب، مدل های فروندلیچ، تمکین و لانگمویر در حالت غیرخطی و مدل های فروندلیچ، لانگمویر و تمکین در فرم خطی به ترتیب مناسب ترین تا نامناسب ترین برازش را نشان دادند. این موضوع اهمیت هرچه بیشتر بررسی مد ل ها به شکل غیرخطی که همانا فرم اصلی آنها محسوب می شود را آشکار می کند. بر اساس نتایج این پژوهش، زغال های زیستی بقایای ذرت نسبت به زغال های زیستی چوب توانایی بهتری در حذف سرب داشتند. همچنین دمای گرماکافت °C700 نسبت به دمای °C400 تاثیر بیشتری در افزایش توانایی زغال های زیستی در حذف سرب داشت؛ بنابراین استفاده از جاذب های کم هزینه با قابلیت حذف بالای سرب مانند زغال های زیستی می تواند نقش مثبتی در کاهش آلاینده ها در سیستم های آبی داشته باشد.

    کلیدواژگان: بقایای ذرت، چوب، دمای گرماکافت، فلزات سنگین
  • سلمان مقامی مهر، حمید دهقان زاده*، علیرضا فلاح نصرت آباد، کریم نوزاد نمینی صفحات 347-354
    به منظور بررسی تاثیر تراکم بوته و قارچ مایکوریزا بر عملکرد، اجزای عملکرد دانه و درصد پروتیین نخود تحت شرایط آبیاری تکمیلی آزمایشی به صورت کرت های دو بار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1390-1391 در مزرعه ای در روستای قالهر شهرستان دلیجان انجام گردید. تیمار های آزمایش شامل آبیاری در چهار سطح دیم کامل، یک مرحله آبیاری در مرحله شروع گلدهی، یک مرحله آبیاری در مرحله پرشدن دانه و آبیاری کامل به عنوان عامل اصلی و قارچ مایکوریزا در دو سطح تلقیح و عدم تلقیح عامل فرعی و تراکم بوته در سه سطح 20، 30 و 60 بوته در مترمربع به عنوان عامل فرعی بودند. نتایج نشان داد که تیمار آبیاری بر تعداد غلاف در بوته، تعداد گره در ریشه، درصد پروتیین دانه و عملکرد دانه تاثیر معنی داری داشت و بالاترین عملکرد دانه در آبیاری کامل و به میزان 97/3135 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. تلقیح با قارچ مایکوریزا باعث افزایش تعداد گره در ریشه و عملکرد دانه به ترتیب به میزان 50 و 7/10 درصد گردید. تلقیح با قارچ و در شرایط دیم منجر به بالاترین تعداد گره در ریشه شد. بیشترین عملکرد دانه در تراکم 60 بوته در به میزان مترمربع 76/3691 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. همچنین یک مرحله آبیاری در مرحله گلدهی و پرشدن دانه به ترتیب منجر به افزایش عملکرد دانه به میزان 5/31 و 7/26 درصد نسبت به دیم گردید؛ بنابراین می توان با تلقیح با مایکوریزا، تراکم 60 بوته در مترمربع و یک مرحله آبیاری تکمیلی افزایش عملکرد دانه ای نسبت به شرایط دیم در شرایط مشابه با مطالعه حاضر به دست آورد.
    کلیدواژگان: تعداد گره در ریشه، تعداد غلاف در بوته، تلقیح قارچ، دیم، نخود
  • امید عروجیان مشهدی، سید مجید میرلطیفی*، حسین دهقانی سانیج صفحات 355-366

    اعمال مدیریت آبیاری باغ های انگور بر اساس نیاز آبی گیاه در نواحی خشک و نیمه خشک به منظور بهبود تولید پایدار و بهره وری آب از اهمیت بسیاری برخوردار است. به منظور برآورد نیاز آبی، ضرایب گیاهی و بهره وری آب انگور رقم سلطانی در منطقه ملکان در استان آذربایجان شرقی دو پژوهش مزرعه ای در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در دو سیستم کشت داربستی و خزنده، تحت سیستم آبیاری قطره ای زیر سطحی در سال 1399 انجام شد. با استفاده از داده های حاصل از اندازه گیری های دوره ای اجزای بیلان آب در مزرعه، نیاز آبی  محاسبه گردید. کلیه عملیات داشت به صورت بهینه انجام و در طول آزمایش سعی شد باتوجه به نتایج اندازه گیری رطوبت خاک، با انجام آبیاری به موقع، رطوبت خاک از حد رطوبت سهل الوصول کمتر نگردد تا گیاه دچار تنش رطوبتی نشود. میانگین  انگور در طول دوره رشد در کشت داربستی 451 میلی متر و در کشت خزنده 394 میلی متر بود. بهره وری آب به ازای هر متر مکعب تبخیر-تعرق و آب آبیاری به ترتیب در کشت داربستی 83/5 و... کیلوگرم و در کشت خزنده به ترتیب 83/5 و 1/6 کیلوگرم بود. حداکثر ضریب گیاهی انگور در کشت داربستی 9/0 و در کشت خزنده 82/0 بود که نشان داد میزان تبخیر-تعرق واقعی انگور در طول فصل رشد همواره کمتر از تبخیر-تعرق مرجع بوده است.

    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، آب مصرفی انگور، تبخیر-تعرق، رقم سلطانی
  • کامله آقاجانلو*، احسان حاجی زاده، سحر آریایی زاده صفحات 367-380
    آلودگی رودخانه ها با انواع فاضلاب های شهری، صنعتی و پساب های کشاورزی تهدیدی جدی برای سلامت انسان و اکوسیستم های آبی به شمار می رود؛ بنابراین ارزیابی کیفیت آب های سطحی یکی از شاخص های اصلی مدیریت پایدار منابع است. تحقیق حاضر به منظور بررسی کیفیت آب رودخانه کارون (در ایستگاه های ملاثانی و اهواز) در طول سال 1397 با استفاده از دو شاخص IRWQI و WAWQI صورت گرفت. همچنین انواع پارامترهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آب مورد بررسی های آماری قرار گرفتند. بررسی مقدار هر دو شاخص نشان می دهد که وضعیت رودخانه به سمت پایین دست به دلیل ورود فاضلاب های صنعتی به ویژه واحدهای کشت و صنعت، کارخانه های نیشکر و نیروگاه های حرارتی حاشیه رودخانه افت می کند. نتایج تحقیق بیانگر آن هستند که کیفیت آب رودخانه بر اساس شاخص WAWQI در ایستگاه ملاثانی و اهواز به ترتیب در رده کیفی ضعیف و خیلی ضعیف و بر اساس شاخص IRWQI در رده کیفی به نسبت بد قرار می گیرد. میزان شاخص WAWQI در بدترین و بهترین وضعیت مربوط به ماه اردیبهشت ایستگاه اهواز (89/85) و ماه تیر ایستگاه ملاثانی (04/49) می باشد. همچنین میزان شاخص IRWQI در پایین ترین و بالاترین سطح کیفی مربوط به ماه آذر ایستگاه اهواز (75/32) و ماه تیر ایستگاه ملاثانی (51/42) می باشد؛ بنابراین با استناد به نتایج به دست آمده از شاخص های کیفی می توان گفت شاخص WAWQI در رده بندی کیفی آب کمی محافظه کارانه تر از شاخص IRWQI عمل می کند. همچنین به دلیل مقادیر بالای پارامترهای کلیفرم مدفوعی، TDS و کدورت در هر دو ایستگاه، آب رودخانه برای هیچ یک از کاربری های شرب، کشاورزی و حفظ اکوسیستم آبی مناسب نمی باشند. تجزیه وتحلیل های آماری نشان می دهد مجموع آنیون ها و کاتیون ها با 46/0 درصد و کلیفرم مدفوعی با 14/24 درصد به ترتیب کمترین و بیشترین سهم در میزان WAWQI دارند. این پژوهش مبین آن است TDS آب رودخانه همبستگی قوی با Na و Cl نشان می دهد.
    کلیدواژگان: رودخانه، شاخص IRWQI، شاخص WAWQI، تحلیل همبستگی
  • محمدرضا مداحی، مجید رحیم پور* صفحات 381-390

    سرعت سنج صوتی، ADV، یکی از کاربردی ترین دستگاه های موجود در آزمایشگاه های هیدرولیک برای اندازه گیری مشخصات سه بعدی جریان است. قاب نگهدارنده دستگاه در طول زمان و یا هنگام نصب اولیه ممکن است دچار انحراف جزیی شود و گیرنده های ADV دقیقا موازی و عمود برجهت کانال و جریان قرار نگیرد. این تحقیق، تاثیر انحراف ADV بر میزان خطای ناشی از آن در اندازه گیری های سرعت را مورد بررسی قرارداد. دستگاه ADV بر روی کانال آزمایشگاهی توسط تکنسین نصب شد و میزان انحراف در صفحات افقی و عمودی توسط ابزار دقیق اندازه گیری شد. پروفیل سرعت در مرکز کانال اندازه گیری شد و تاثیر انحرافات جزیی در نصب دستگاه بر مقادیر اندازه گیری شده سرعت جریان و مشخصات آشفته جریان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد انحراف دو میلی متری در صفحه های افقی و عمودی، موجب بروز خطای %240 و %67 در اندازه گیری سرعت متوسط عرضی و عمقی می شود. همچنین، این انحراف موجب بروز خطای %148 در مقادیر تنش برشی رینولدز می شود. مقایسه پروفیل های برداشت شده با توزیع جهانی نشان از اختلاف داده های برداشت شده نسبت به توزیع جهانی دارد. درنهایت روابط ارایه شده برای اصلاح سرعت های برداشت شده از دقت و کارایی مناسب برخوردار بوده و می توان به عنوان ابزار پردازش مورداستفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: سرعت سنج صوتی ADV، پروفیل سرعت، سرعت برشی، شدت آشفتگی، تنش برشی رینولدز
  • اتنا میرزائی، بهرام ثقفیان*، علی میرچی صفحات 391-409

    امروزه تحقیقات علمی در خصوص انواع همبست، به ویژه همبست آب- انرژی- غذا به عنوان منابع زیربنایی توسعه و محرک بهبود رفاه جامعه، در حال گسترش است. ازآنجاکه آموزش رویکرد نسبتا جدید همبست نیازمند همکاری چند حوزه تخصصی است، تبیین مفاهیم و بررسی ادبیات موضوع با نگاه ویژه به همبست آب- انرژی- غذا ضرورت دارد. این مقاله با هدف بیان ساده و دقیق رویکرد همبست به ویژه همبست آب- انرژی- غذا، بر اساس مرور سیستماتیک و تفصیلی تحقیقات انجام شده در سال های 2011 تا 2021 ارایه می شود. مقالات بر اساس سال، تنوع منابع و موضوع طبقه بندی شدند. باتوجه به مرور منابع، شمای کلی نحوه شکل گیری رویکرد همبست، همبست آب- انرژی- غذا و سوالات مرتبط در خصوص این رویکرد با هدف ارایه بینش کاربردی برای سیاست گذاری و ارزیابی شرایط کنونی در کشور مدون گردید. به طورکلی، پیاده سازی رویکرد همبست دشوار است، به ویژه همبست آب- انرژی- غذا که یک سیستم بسیار پیچیده را به وجود می آورد و باید از ابعاد سیاسی، اجتماعی و اقتصادی نیز موردتوجه قرار گیرد. بااین حال رویکرد همبست در حال گذار به یک مولفه مهم برنامه ریزی توسعه است که موفقیت آن نیاز به هدایت سیاست های استراتژیک و ساختارهای نهادی در حاکمیت چند سطحی دارد و به نظر می رسد کشورها باید ساختارهای حاکمیتی خود را متناسب با رویکرد همبست اصلاح کنند. موضوع دیگری که در این مقاله موردتوجه ویژه قرار گرفت، تفاوت رویکرد همبست آب- انرژی- غذا با رویکرد مدیریت به هم پیوسته منابع آب است به نحوی که شبهات لزوم حرکت از مدیریت به هم پیوسته منابع آب به همبست آب- انرژی- غذا باید پاسخ داده شود.

    کلیدواژگان: رویکرد همبست، WEF، مدیریت به هم پیوسته
  • حسین اسدی* صفحات 411-433
    فرسایش خاک و رسوب دهی حوزه های آبخیز گسترده ترین عوامل تخریب خاک، اراضی و محیط زیست در ایران هستند. وضعیت بسیار شکننده زیست بوم، در کنار شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک در بخش وسیعی از کشور، به همراه وضعیت توپوگرافی و مدیریت نامناسب سرزمین، موجب وقوع انواع فرسایش خاک در گستره وسیعی از کشور ایران شده است. در این مقاله ضمن مرور براوردهای موجود از میزان فرسایش خاک و رسوب دهی، فرسایش آبکندی (خندقی)، فرسایش بادی و دیگر اشکال فرسایش، تاریخچه فعالیت های آموزشی، اجرایی و پژوهشی در زمینه فرسایش و حفاظت خاک در کشور مورد واکاوی قرار گرفت. همچنین، شماری از قوانین و اسناد ملی مرور شده، و ضمن معرفی برخی کمیته های ملی، مهم ترین دستاوردهای آنها ارایه شده است. فعالیت های آموزشی، اجرایی و پژوهشی در زمینه حفاظت خاک در کشور از اواسط دهه 1330 خورشیدی در ایران آغاز گردید. تحصیلات تکمیلی، انتشارات علمی، مجلات و همایش ها در یکی دو دهه گذشته توسعه کمی زیادی داشته اند، اما وضعیتی کیفی آن ها و تطابق با نیازهای جامعه رضایت بخش نیست. مراکز تحقیقاتی مرتبط علی رغم تلاش برای پاسخگویی به نیازهای کشور با مشکلات و چالش هایی درگیر بوده و یافته های پژوهشی آنها نیز چندان اجرایی نمی شود. بخش اجرایی نیز باتوجه به گستردگی کشور، و شدت و تنوع تخریب ها از یک سو، و کمبود بودجه و نیروی فنی کارآمد در برخی نقاط کشور، و تکیه بیش از حد به روش های سازه ای از سوی دیگر، نتوانسته است روند فزاینده تخریب ها را کنترل کند. به نظر ساختار، روابط و تناسبات سامانه حفاظت و مدیریت خاک در کشور به دلایل متعدد درونی و بیرونی دچار اختلال و ناکارآمدی شده است. راه برون رفت از وضعیت ناپایدار فعلی، ایجاد ساختاری است که در آن نیازها، قوانین و سیاست های حفاظت و مدیریت خاک در تعامل چندسویه آموزش، تحقیقات و اجرا و با محور قراردادن و مشارکت بهره برداران شکل بگیرد.
    کلیدواژگان: اسناد و قوانین، تحصیلات تکمیلی، تخریب خاک، رسوبدهی، همایش ها
|
  • Zahra Gerami, Ahmad Karimi *, Mahmood Arabkhedri, Hossein Asadi Pages 217-231
    Soil erosion is a process that is affected by surface roughness (SSR) and soil texture. The aim of this study was to investigate the relationship between roughness coefficient and detachment and deposition rate in plowed soil samples of drylands of Kouheen, Sararud and Gachsaran regions due to their susceptibility to erosion after plowing, by simulation. Two precipitations (R1 and R2) with a distance of 4 hours with an intensity of 111 mm / h were simulated in a 5.8 m2 laboratory flume with a slope of 12%. To determine soil loss, runoff was collected with sediment. Also, photographs were taken before and after each rainfall and a digital elevation model with a pixel size of 2 mm was prepared and from it, surface soil roughness was calculated and divided into three classes (rough, medium and soft). The difference of the digital elevation model (DOD) before and after each rainfall (R0, R1 and R2) was calculated to determine the amount of detachment, deposition and sediment delivery ratio (SDR) and their trend was roughly studied. Soil loss in Gachsaran soil sample were measured in 4796 and 3909 g, Kouheen, 3465 and 2464 g and Sararoud, 2679 and 2105 g, respectively. The ratio of harvest to sedimentation in the first event was 5.4, 7.3 and 1.8 in Kouheen, Sararud and Gachsaran soils and 3.2, 1.9 and 1.2 in the second event, respectively. The amount of SDR in the second rainfall in Kouheen, Sararud and Gachsaran soils has been 4.4, 6.3 and 2.3 times higher than R1, respectively. The direct regression relationship between soil loss and roughness with a coefficient of determination (R2) of 0.89 (P <0.05) was obtained. Finally, by preparing the DEM and eliminating its uncertainty, reliable amounts of detachment and deposition can be obtained.
    Keywords: fallow, Dryland, Index of DEM of difference, Photogrammetry, Sediment delivery ratio
  • Hamed Eskandari Damaneh, Gholamreza Zehtabian, Hassan Khosravi *, Hossein Azarnivand, Aliakbar Barati Pages 233-244

    Soil salinity has sharply been increasing in recent decades due to improper use of basic resources. This issue has had severe harmful effects in different parts of Iran, especially in arid and semi-arid regions where the accumulation of soluble salts in soil surface has reduced crop yields and destroyed arable lands. Given the significance of this issue, the present research investigated the trend of temporal and spatial variations of soil salinity in Minab Plain for which the satellite images of 2001, 2011, and 2021 were used. The Envi5.1 software package was used to develop the soil salinity maps, and the hybrid CA-Markov model in the TerrSet software package was employed to study the soil salinity changes and predict it for the future period. The results showed that the land salinity would increase in these regions over time so that the area of very high salinity class has been 39.46, 45.26, and 63.09 km2 in 2001, 2011, and 2021, respectively. This increase was even greater in southern and southwestern parts of the plain. Furthermore, the prediction map showed the expansion of salinity in the studied region so that the highest area of salinity change rate in 2021 was found to be related to the very high salinity class (20.24%) and the area of very highly saline lands has increased from 12.20% to 29.62% from 2001 to 2021 whereas the area of moderately saline lands has decreased from 60.47% in 2001 to 13.88% in 2021. In general, an approach for preventing soil salinity aggravation in this region is to change the irrigation system to prevent severe water use and the loss of water quality, which would finally influence the soil to a lesser extent.

    Keywords: Land degradation, Minab plain, Satellite images, Soil Salinity
  • Mahin Khosravi, AliAsghar Zolfaghari *, Seyed Hasan Kaboli, Heidar Ghafari Pages 245-261

    The soil particle size distribution is one of the most important of soil properties that effect on the soil hydraulic properties, including saturated hydraulic conductivity. Therefore, accurate knowledge of spatial distributon of soil particle size in the watershed is very effective on the optimal management of the watershed. In this study, the spatial distribution of sand, silt and clay particles were predicted in the Damghanrood watershed with a spatial resolution of 30 m at the depths of 0-30, 30-60 cm. For this purpose, 110 soil sampling points were determined using conditional Latin hypercube sampling (cLHS) method. Environmental variables were extracted from Landsat 8 Operational Land Imager (OLI) satellite and digital elevation model (DEM). The random forest (RF) model was used for determined the relationship between soil particles and environmental variables. The results showed that the coefficient of determination (R2) of the RF model at a depth of 0-30 cm for clay, sand and silt particles with a range of 0.6, 0.52 and 0.71, respectively, and at a depth of 30-60 cm, respectively. It was obtained with 0.69, 0.67 and 0.49. In the surface layer, the auxiliary variables extracted from the remote sensing data and in the deep layer, the variables extracted from the most part were related to the soil particle data. The results showed that the coefficient of determination (R2) of the RF model for prediction clay, sand and silt fractions at depth of 0-30 cm was of 0.6, 0.52 and 0.71, respectively, and at a depth of 30-60 cm, for prediction of these fraction the R2 value was 0.69, 0.67 and 0.49, respectively. In the surface layer, the auxiliary variables extracted from the remote sensing data were more important variables for prediction of particle fraction but in deep layer, the terrain attributes were the most important variables in prediction of particle size fractions. The values of saturated hydraulic conductivity (Ks) estimated using pedotransfer functions varied between 0.08 to 1 m / day. The lowest amount of Ks was observed in lands with rock outcrops and marl soils. The results showed that the spatial distribution of Ks derived from sand and clay data was well overly with the reality of the region. So that the lowest values of Ks were observed in areas with rock outcrops and in marly soils.

    Keywords: Environmental covariates, Random Forest model, Pedotransfer function
  • Reza Saeidi * Pages 263-275

    This research was conducted on lentil at Imam Khomeini international university in 2021. The treatments were included of rainfed (D) and five salinity levels of irrigation water with EC of 0.5 (S0), 2 (S1), 4 (S2), 6 (S3) and 8 (S4) dS.m-1. The experiment was performed in a randomized complete block design with three replications. In treatments of D, S0, S1, S2, S3 and S4, some parameters were measured; the biomass yields equal to 2094.66, 3621.9, 3525.6, 2771.6, 1965.62 and 1120.6 kg.h-1, the grain yield equal to 399.25, 957.53, 932.07, 639.25, 279.33 and 46.82 kg.ha-1 and the straw yield equal to 1695.41, 2664.37, 2593.53, 2132.35, 1686.29 and 1073.78 kg.ha-1,  respectively. The results showed that the use of water up to S2 salinity level was recommended for lentil cultivation. But higher salinity levels were reduced the yield relative to rainfed conditions. At the water salinity threshold of 5.5, 5.3 and 5.6 dS.m-1, the amounts of biomass, grain and straw were equal to rainfed conditions. Due to salinity stress, the relative yield (compared to rainfed) of biomass, grain and straw were decreased with a slope of 0.166, 0.325 and 0.129, respectively. As a result, the grain yield was more sensitive than the straw yield in terms of water salinity. The reason was the effect of salinity stress on plants pollination and lack of grain filling. The amount of water use efficiency (for production of lentil dry biomass) was calculated in treatments of D, S0, S1, S2, S3 and S4 which were equal to 3.55, 1.32, 1.3, 1.23, 1.11 and 0.97 kg.m-3, respectively. In general, the results showed the application feasibility of saline water (in the range of crop tolerance) for irrigation to increase the lentil yield (compared to rainfed conditions). In these conditions, the saline water resources of the region can be exploited.

    Keywords: Salinity stress, Water requirement, Water use efficiency, yield
  • Shahdad Kamfiroozi, Rezvan Talebnejad * Pages 277-286

    The reduction of renewable and fresh water resources has resulted in a drinking water supply deficit in many parts of Iran, including Fars province. Considering that most of the water resources in Fars province and the suburbs of Shiraz city have become saline, one of the efficient solutions to supply drinking water to people living in villages with limited population is desalination. In this research, a photovoltaic reverse osmosis desalination system (PV-RO) was designed and built. Three saline water samples from; Zarghan Agricultural Research Center, Sultanabad village, and Kamalabad village were collected for evaluation of the desalination system in 2021. The results showed that it is possible to supply daily drinking water of 10 liters per capita for 146 people in the first study area, 122 people in the second area, and 50 people in the third area. The maximum flow rate of permeate water production is 61 L/h with a 41% recovery factor. Moreover, the required energy for desalination is 1.98 kWh/m3, and the permeate water production cost per cubic meter of fresh water is determined as 180,000 Rials. Therefore, it is possible to use this system in the study area to supply drinking water under drought conditions with reasonable efficiency.

    Keywords: drinking water, reverse osmosis desalination efficiency, Solar energy
  • Bita Moravejalahkami *, Niazali Ebrahimipak, Arash Tafteh, Seyed Narges Hosseini Pages 287-303

    Due to quantity and quality water crises in Yazd province and the necessity of precise determination of crop water need, sensitivity analysis of reference evapotranspiration to meteorological parameters is essential. For this purpose in this study, the effects of variations of each meteorological parameter on reference evapotranspiration (estimated by FAO Penman-Mantith 56) were analyzed in different weather stations of Yazd province. Meteorological parameters during 2001 to 2020 including temperature, humidity, wind speed, and sunshine hours were changed in the range of ±20%. Based on the results of this study wind speed, maximum temperature and sunshine hours were the most important parameters that affect reference evapotranspiration in three yearly, seasonal, and monthly scales. 20 percent changing of each parameter including wind speed, maximum temperature, and sunshine hours caused sensitivity coefficients of yearly evapotranspiration to be (0.32-0.46), (0.27-0.34), and (0.12-0.2) respectively. In general, on a seasonal scale, the most impact of wind speed parameter on reference evapotranspiration was in summer and the most important impact of maximum temperature parameter on reference evapotranspiration was in spring and autumn. From November until April the most sensitivity of reference evapotranspiration was observed for maximum temperature, wind speed, and sunshine hours. From April until October the most sensitivity of reference evapotranspiration was observed for wind speed, maximum temperature, and sunshine hours. According to the results of this study, for monthly scale the sensitivity of reference evapotranspiration to the wind speed is higher for the station with lower altitude. Also, the altitude variation of meteorological stations has been effective in the sensitivity of reference evapotranspiration to the wind speed for annual and seasonal scales.

    Keywords: Water requirement, climate change, Evapotranspiration
  • Saeid Heydarzadeh, Amir Rahimi, Abdollah Hassanzadeh Ghortepeh, Reza Amirnia, Roghayeh Vahedi * Pages 305-315
    Water stress is the most important non-living factor in reducing plant growth and production. In order to investigate the effect of different levels of irrigation and manure on biochemical properties and nutrient uptake of chicory, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications. Experimental treatments included moisture levels (50, 70 and 90% of field capacity moisture) and doses of rotten cow manure (zero, 10, 20 and 30 tons per hectare of manure). The results of analysis of variance showed that the content of phosphorus and potassium, soluble sugars, proline, glycine betaine, glutathione and ascorbic acid of chicory were affected by different levels of irrigation and fertilizer consumption at a probability level of 1 %. Interaction of experimental treatments (moisture levels× amounts of manure consumption) on the uptake of trace nutrients (zinc, copper and manganese) and relative moisture content at a probability level of 1%, catalase enzyme activity at a probability level of 5%, glutathione reductase and ascorbate peroxidase and forage yield of chicory were also significant at the level of 1% probability. The results showed that with increasing water stress, the content of phosphorus, potassium, glutathione and ascorbic acid significantly decreases. While the highest amount of total soluble sugars, proline and glycine betaine was obtained under conditions of severe water stress. Consumption of 30 tons per hectare of manure the amount of phosphorus, potassium, total soluble sugars, glutathione and ascorbic acid increased by 44, 42, 27, 26 and 41%, respectively, compared to the control. Increasing the consumption of livestock manure played an effective role in the absorption of micronutrients (zinc, copper and manganese with values of 2.57, 0.74 and 1.72 mg/kg, respectively) and improving the relative moisture content (83.54%) and yield of chicory biomass (250/83 kg/ha) at each irrigation level. Therefore, in different stress treatments, the use of manure by reducing the oxidative damage caused by dehydration improves the absorption of nutrients and some biochemical characteristics of chicory plant for sustainable agriculture.
    Keywords: Ascorbic acid, Antioxidant, Organic fertilizer, Irrigation deficiency
  • Kokab Shahgholian, Javad Bazrafshan *, Parviz Irannejad Pages 317-332

    Short-term prediction of heavy precipitation events is especially crucial in flood warning and mitigation. This study offered a novel concept of the regional heavy precipitation based on the probability pattern of a typical rainstorm. Daily precipitation data of 12 synoptic stations located over southwestern Iran were used for this purpose. In addition, six synoptic variables at 1000 to 200 hPa pressure levels on one to five days before heavy precipitations (covering a wide range outside the study area) were used as predictors. All data used in this study cover the period 1987- 2018. Four feature selection methods and 10 binary classifier machine-learning models were employed in this study. The results revealed that using synoptic data up to four days prior to the events best distinguishes heavy precipitation from non-heavy precipitation events. In addition, among the four feature selection methods, Chi-Square and Extra Tree methods are superior to Correlation and Random Forest. As a result of this study, it was found that the Random Forest model with the Chi-Square feature selection method has the highest efficiency in predicting regional heavy precipitation events in the study area. Relative humidity and specific humidity 1-2 days before and wind speed 2-4 days before the precipitation events are relevant synoptic variables for predicting heavy precipitation events.

    Keywords: regional heavy precipitation, Prediction, Data Mining, Synoptic variables, Iran
  • Hedieh Behnam, Ahmad Farrokhian Firouzi * Pages 333-346

    Heavy metals pose a serious threat to both human and environmental health. As a result, practical and low-cost strategies to remove them are urgently needed. Biochar is such a sustainable adsorbent playing an influential role in reducing pollution caused by heavy metals. This study aimed to investigate the effects of two feedstock types (corn (Zea mays L.) residues and Conocarpus erectus L. wood) and pyrolysis temperatures (400°C and 700°C) on the removal of lead from aqueous solution and compare linear and nonlinear forms of kinetic and isotherm data of adsorption. For this purpose, characteristics affecting lead removal such as pH of the solution, biochar concentration, contact time, and pollutant concentration were evaluated. In brief, after finding the best pH of the solution, the effect of adsorbent concentration was investigated. Then, the optimum pH and adsorbent concentration were used to assess contact time. Finally, pH, adsorbent concentration, and contact time in the optimum condition were selected to assess the impact of pollutant concentration on the removal of lead by biochars. According to the results, the optimum pH affecting lead adsorption by biochars was 5. The most suitable biochar concentration regarding lead removal was 0.8 gL-1. Lead adsorption by biochars reached equilibrium after 120 minutes. Moreover, sorption capacity increased by elevating the heavy metal concentration. Corn residues biochar produced at 700°C and wood-based biochar fabricated at 400°C had the most and the least lead sorption capacity, respectively. Pseudo-second-order, intra-particle diffusion, and pseudo-first-order models in two linear and non-linear forms revealed the best to the worst description for the sorption process as kinetic models, respectively. According to the model efficiency criteria, Freundlich, Temkin, and Langmuir in non-linear form, and Freundlich, Langmuir, and Temkin in linear form showed the most to the least suitable fit. These results highlighted the importance of using models in their original type being non-linear form. According to the outcome of this study, biochars produced from corn residues had more ability to remove lead than wood-based biochars. Moreover, pyrolysis temperature of 700°C was more effective in the adsorbents' ability to eliminate lead than 400°C. Therefore, the application of low-cost adsorbents with a high capability to remove lead, such as biochars, could positively reduce pollutants from aqueous systems.

    Keywords: Corn residues, wood, Pyrolysis temperature, Heavy metals
  • Salman Maghamimehr, Hamid Dehghanzadeh *, Alireza Fallah Nosratabad, Karim Nozad Namini Pages 347-354
    This study was carried out to investigate the effect of supplemental irrigation, application of mycorrhizal fungi and plant density on yield and yield components and grain protein percentage of chickpea under rainfed conditions in the Qalhar village of Delijan region, Iran during 2012, as a split- split plot experiment based on Randomized Complete Block Design with three replications. Four levels of irrigation management (as main plots) were rainfed without irrigation, irrigation at flowering stage, irrigation at seed filling stage and complete irrigation. two levels of inoculation (as sub plots) were inoculation with Glomus ineraradice and non-inoculation. Three plant densities (as  a sub-sub plots) were 20, 30 and 60 plant.m-2. Irrigation treatments had a significant effect on the number of pods per plant, the number of nodes per plant, grain yield and grain protein percentage and the highest grain yield was obtained at full irrigation. Inoculation with mycorrhiza fungus increased the number of nodes in the root and grain yield by 50% and 10.7%, respectively. Mycorrhiza inoculation in rainfed conditions resulted in the highest number of nodes in the root. The highest grain yield was obtained at a density of 60 plants.m-2. One stage of irrigation at the flowering stage and grain filling led to an increase in grain yield to 31.5% and 26.7% compared to rainfed, respectively. Therefore, according to the results of this study, by inoculation with mycorrhiza, the density of 60 plants.m-2 and a supplementary irrigation stage, a significant increase in grain yield compared to rainfed conditions at similar conditions to the present study can be achieved.
    Keywords: Chickpea, Fungal inoculation, Number of nodes in the root, Number of pods per plant, rainfed
  • Omid Oroujian Mashhadi, Seyed Majid Mirlatifi *, Hossein Dehghanisanij Pages 355-366

    Vineyard irrigation scheduling according to actual crop water requirements in the arid and semiarid regions is crucial to improve water productivity and maintain sustainable production. This experiment was carried out to evaluate water consumption (), crop coefficient () and water productivity of grapevine in the Malekan region located in the eastern Azerbaijan province. Two different field experiments in the form of complete randomized design with three replications were carried out during the 2020 growing season in two vineyards with trellis and creeping trained systems under subsurface drip irrigation (SDI). The grape's  was determined by measuring the components of the water balance equation including variations of soil moisture at different levels of the root zone. In order to prevent water stress, the soil moisture content was kept to the range of the readily available water during the whole growing period. The grape's  was 451, 394 mm, respectively, in the trellis and creeping system. Accordingly, water productivity was 5.83 and 6.1 kg per cubic meter of . Maximal daily  was 0.8–0.9, respectively, in the trellis and creeping system, implying that the maximum daily actual water consumption was lower than the calculated corresponding reference evapotranspiration.

    Keywords: Evapotranspiration, Micro-irrigation, Sultana cultivar, Water consumption
  • Kameleh Aghajanloo *, Ehsan Hajizadeh, Sahar Ariaeezadeh Pages 367-380
    Rriver pollution due to various urban and industrial wastewater and agricultural effluents is a serious threat to human health and aquatic ecosystems. Therefore, surface water quality assessment is one of the main indicators of sustainable resource management. The present study was conducted to evaluate the water quality of Karun River (in Molasani and Ahvaz Stations) during 1397 using two indicators, IRWQI and WAWQI. Also, various physical, chemical and biological parameters of water were statistically analyzed. An examination of both indicators' value shows that the river situation in downstream is declining due to the entry of industrial wastewater, especially agro-industrial units, sugarcane factories and thermal power plants along the river. The results show that the river water quality according to WAWQI index in Malasani and Ahvaz stations is in poor and very poor category and according to IRWQI index is relatively poor. The WAWQI index related to Ahvaz station in May (85.89) and Mollasani in July (49.04) is in the worst and best condition. Also, IRWQI index in the lowest and highest quality level is related to Ahvaz station in December (32.75) and Malasani station in July (42.51). Therefore, based on the results obtained from quality indicators, it can be concluded that the WAWQI index is slightly more conservative in classifying water quality than the IRWQI index. Also, due to the high values ​​of fecal coliform parameters, TDS and turbidity in both stations, water is not suitable for any of the drinking, agricultural and aquatic ecosystem uses. The statistical analysis the sum of anions and cations with 0.46% and fecal coliform with 24.14% have the lowest and highest portion in WAWQI, respectively. This study shows that TDS in river shows a strong correlation with sodium and chlorine.
    Keywords: river, IRWQI Index, WAWQI index, Correlation analysis
  • MohammadReza Maddahi, Majid Rahimpour * Pages 381-390

    Acoustic Doppler Velocimeter is one of the most widely used devices in hydraulic laboratories for measuring 3D flow characteristics. The holder of these devices may be slightly deflected over time or during initial installation, and the ADV receivers may not be exactly parallel to the flume. This study investigates the effects of ADV deviation on measured values of flow characteristics. For this purpose, a technician has installed the ADV device on the flume. Partial deviations in both horizontal and vertical planes are measured accurately. Velocity profile was measured in the center of the channel. The results showed that 2 mm deviation in horizontal and vertical planes causes 240% and 67% error in measuring the transversal and vertical velocities, respectively. The effect of deviation on turbulence intensity is significant. Besides, this deviation causes 148% error in Reynolds shear stress measurements. A comparison between measured profiles and global distribution of different parameters shows big difference between them. Finally, the proposed equations to correct the instantaneous 3D velocities perform well and can be used as post-processing tool.

    Keywords: ADV, Velocity profile, Shear velocity, Turbulence Intensity, Reynolds Shear Stress Distribution
  • Atena Mirzaei, BAHRAM SAGHAFIAN *, ALI MIRCHI Pages 391-409

    Today, scientific research on the types of Nexus, especially the water- energy- food Nexus as the driver of improving the welfare of society, is expanding. Since the Nexus approach is relatively new and requires the cooperation of several fields, explaining the concepts, its literature review, with a special focus on the water- energy- food Nexus is essential. This article aims to express Nexus approach simple and clear, by a detailed review of several related articles from 2011 to 2021. Articles were reviewed and categorized by year, source variety, and topic. So the outline of the formation of the Nexus approach, water- energy- food Nexus and the questions raised about this approach were codified in a way that provides a practical insight for policy making. In general, the Nexus approach, especially the water- energy- food Nexus which creates a very complex system and must be considered from a political, social and economic perspective, is difficult to implement. However, the Nexus approach is transitioning to an important component of development planning, and its success requires the guidance of strategic policies and institutional structures in multilevel governance. It seems that countries need to reform their governance structures in line with the Nexus approach. Another issue that has been considered in this article is the difference between the Water- Energy- Food Nexus approach with the approach of integrated water resources management. Due to the similarities, there are doubts about the need to move from integrated water resources management to Water- Energy- Food Nexus.

    Keywords: Nexus approach, WEF, integrated water resources management
  • Hossein Asadi * Pages 411-433
    Soil erosion and sediment yield are the most widespread causes of soil, land and environmental degradation in Iran. All soil erosion types are occurring widely across Iran territory due to high susceptibility of soils, poor vegetation, arid and semi-arid climate, severe topography and mismanagement of land, soil and vegetation. In this paper, while reviewing the current estimates of water, wind, gully and other forms of soil erosion, and sediment yield; the history of educational, executive and research activities in this field in the country are critically reviewed. Also, some of the laws and legal documents have been reviewed, and while several national committees are introduced, their important achievements are presented. Educational, executive and research activities in the field of soil conservation began in the late-1950s in Iran. Postgraduate education, scientific publications, journals and conferences have quantitatively developed very fast during the last two decades, but their quality and adaptation to the country needs are questionable. While trying to respond the country's needs, the research sectors in the field also face problems and challenges, espacially their research findings are not implemented. The executive sector has not been able to overcome the increasing trend of soil degradation due to the country size, the severity and diversity of degradation, the lack of enough budget and experienced technical experts across the country, and excessive reliance on structural methods of soil conservation. It seems that the whole organization, relations and interactions of the sectors of soil conservation and management system in the country are disrupted and inefficient due to various internal and external factors. To overcome the current unstable situation, an intellectual governance is needed in which the needs, laws and policies of soil conservation and management are formed by participation of stakeholders and in a multifaceted interaction of education, research and executive sectors.
    Keywords: Conferences, Documents, rules, Postgraduate courses, Sediment yield, Soil degradation