فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبیاری - سال چهل و پنجم شماره 1 (بهار 1401)

فصلنامه علوم و مهندسی آبیاری
سال چهل و پنجم شماره 1 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/04/08
  • تعداد عناوین: 10
|
  • راضیه ناصری*، سید محمود کاشفی پور صفحات 1-17
    امروزه طراحی و اجرای بناهای بتنی، سنگی و خاکی یکی از راه های مناسب برای کنترل و انحراف آب رودخانه ها می باشد. سازه های توری سنگی و مهم ترین آن ها، سرریزهای پلکانی گابیونی به دلیل تاثیر قابل ملاحظه پله ها بر میزان استهلاک انرژی جریان، پایداری مناسب، اقتصادی بودن، سهولت اجرا و بالا بردن سطح اکسیژن مخلوط در آب رواج بیشتری یافته و توجه روز افزونی به آن می شود. هدف از این تحقیق بررسی میزان افت انرژی و مشخصات پرش هیدرولیکی و همچنین ارزیابی نقش تخلخل سرریز پلکانی همراه با بسته های گابیون بر افت انرژی می باشد. برای این منظور پنج مدل فیزیکی شامل سه مدل سرریز پلکانی گابیونی با سه تخلخل 35، 40 و45 درصد، یک مدل سرریز پلکانی نفوذ ناپذیر و یک تندآب ساخته شد. شیب تمامی مدل ها ثابت و معادل 1:2 (افقی:عمودی) در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که سرریزهای پلکانی گابیونی می توانند مشخصات پرش هیدرولیکی شامل اعماق مزدوج، طول پرش و طول غلتاب را نسبت به نوع نفوذ ناپذیر آن به مقدار قابل قبولی کاهش دهند. مقادیر افت نسبی انرژی در سرریزهای پلکانی گابیونی بزرگتر از سرریز پلکانی نفوذ ناپذیر است. حداکثر افت انرژی مربوط به مدل پلکانی گابیونی با تخلخل 45 درصد می باشد که مقدار آن در حدود 86 درصد است که این مقدار نسبت به سرریز پلکانی نفوذ ناپذیر هشت درصد بیشتر است.
    کلیدواژگان: افت انرژی، سرریز پلکانی، گابیون، تخلخل، پرش هیدرولیکی
  • علی ونائی، صفر معروفی*، آرش آذری صفحات 19-34

    در این مطالعه پارامترهای اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی و شیمیایی رودخانه عباس آباد همدان با استفاده از مدل QUAL2KW در فصل های بهار (تر) و تابستان (خشک) بررسی گردید. پس از آنالیز حساسیت مدل، داده های اردیبهشت، خرداد و مردادماه سال های 1390 و 1391 برای واسنجی و داده های مشابه 1394 برای صحت سنجی استفاده گردید. دقت مدل از طریق محاسبه شاخص های آماری ضریب تعیین، خطای استاندارد و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال بررسی شد. خطای استاندارد اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی و شیمیایی در مرحله واسنجی، به ترتیب در محدوده 038/0 تا 092/0، 058/0 تا 180/0 و 075/0 تا 156/0، در مرحله صحت سنجی به ترتیب در محدوده 007/0 تا 040/0، 225/0 تا 385/0، 166/0 تا 216/0 محاسبه شد. نتایج نشان داد روند تغییرات اکسیژن محلول در فصول تر و خشک تقریبا یکنواخت و خطی بوده که ناشی از شیب زیاد و هوادهی بالای رودخانه است. همچنین تغییرات اکسیژن خواهی بیوشیمیایی و شیمیایی نسبتا مشابه و دارای روند افزایشی است.

    کلیدواژگان: مدل QUAL2KW، خودپالایی رودخانه، عباس آباد همدان، کیفیت آب
  • یاسر سبزواری، علی حیدر نصرالهی*، مجید شریفی پور، بابک شاهی نژاد صفحات 35-48

    در این پژوهش به منظور تخمین تبخیرتعرق مرجع در ایستگاه خرم آباد، روش های رگرسیون چندمتغیره و برنامه ریزی بیان ژن مورد بررسی و استفاده قرار گرفتند. برای اطلاعات ورودی مدل از اطلاعات ایستگاه سینوپتیک خرم آباد شامل: درجه حرارت حداکثر و حداقل، ‏رطوبت نسبی حداکثر و حداقل، ساعات آفتابی و سرعت باد ماهانه در بازه زمانی 1395-1361 (به تعداد 420 ماه) استفاده شد. بر اساس رابطه بین پارامترهای ورودی و خروجی، شش الگوی ورودی برای مدل سازی تعیین گردید. 70 درصد داده ها برای آموزش و 30 درصد داده ها برای صحت سنجی مدل ها به کار گرفته شد، هم چنین در روش برنامه ریزی بیان ژن دو نوع عملگر ریاضی شامل چهار عملگر اصلی و عملگرهای پیش فرض مدل مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از رگرسیون چندمتغیره نشان داد که مدل پیشنهادی با مقدار 952/0 =R2 از دقت قابل قبولی برخورداراست. تحلیل ضرایب مدل حاکی از بیشترین تاثیر حداکثر درجه حرارت با ضریب 604/0 بر تبخیرتعرق مرجع بود. نتایج برنامه ریزی بیان ژن نشان داد الگوی پنجم با عملگرهای چهار اصلی، در مرحله آموزش با ‏958/0= ‏R2، ‏‎‏704/0‏RMSE و 97/0=NS و مرحله آزمون با 977/0= R2،  ‏‏‎‎‏615/0‏RMSE= و 977/0=NS عملکرد بهتری را داشته و نتایج به دست آمده نشان داد که برنامه ریزی بیان ژن دارای توانایی قابل قبولی در تخمین تبخیرتعرق مرجع تحت شرایط آب وهوایی خرم آباد بوده و به عنوان مدل قابل استفاده در این زمینه معرفی کرد.

    کلیدواژگان: رگرسیون، فائو پنمن مانتیث، همبستگی، GEP
  • درنا ستاربروجنی، حسین بابازاده*، ابراهیم پذیرا، آناهیتا پلوس صفحات 49-64
    شوری و سدیمی بودن خاک یکی از مشکلات بارز در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک است. آبشویی نمک های محلول، یکی از روش های اصلاح و به سازی خاک های شور و سدیمی است. هدف از این پژوهش، تعیین میزان آب آب شویی لازم به دو روش غرقاب دایم و متناوب، مقایسه این دو روش با یکدیگر، با توجه به ویژگی های خاک قبل از آب شویی روی خاک های استان مرکزی بوده است. به منظور تهیه نمونه خاک در هر منطقه، تعداد پنج نمونه، از سطح تا عمق نیم متری از پروفیل خاک با فواصل ده سانتی متری، برداشت شد. نمونه های خاک به همان ترتیبی که از نیم رخ خاک برداشت شده بودند، درون استوانه هایی که به این منظور طراحی شدند، قرار داده شد. عملیات آب شویی به میزان 50 سانتی متر در پنج تناوب انجام شد. هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم خاک پس از آب شویی اندازه گیری و با مقادیر این دو پارامتر قبل از آب شویی مقایسه گردید. به منظور تعیین مناسب ترین روش آب شویی آزمون آماری مقایسه میانگین دانت انجام گردید. نتایج نشان داد که آبشویی باعث شوری زدایی و سدیم زدایی شده به طوری که به طور متوسط تا عمق مورد نظر، شوری خاک از 12/20 به 80/7 dS/m در روش غرقاب دایم و 63/5 dS/m در روش متناوب کاهش یافته و هم چنین درصد سدیم تبادلی از 35/40 به 11/37 در روش غرقاب دایم و 18/29 در روش متناوب کاهش یافته است. نتایج نشان داد که آب شویی نمک های محلول به روش متناوب در هر سه منطقه راندمان بالاتری داشته و می توان روش غرقاب متناوب را برای آب شویی خاک های منطقه مورد مطالعه توصیه نمود
    کلیدواژگان: راندمان آبشویی، خاک های شور و سدیمی، عمق آب آبشویی، روش آب شویی
  • کامران کوزه گر، یوسف حسن زاده*، سعید اسلامیان، میکائیل یوسف زاده فرد، علیرضا بابائیان امینی صفحات 65-84
    شکست یک سد خاکی می تواند موجب بروز بحرآن های شدید در ناحیه سیلاب زده پایین دست گردد. لذا تعیین دقیق ویژگی های شکافت و جریان در ارزیابی خطرهای حاصل از خرابی سد از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این تحقیق از مدل های آزمایشگاهی با مصالح دآنه ای در اندازه و خصوصیت های مکانیکی مختلف برای مطالعه فرسایش و نقش آن در گسترش هندسی شکافت استفاده شده است. از رگرسیون چندمتغیره در توسعه رابطه جدید برای تعیین دبی اوج (Qp) بهره گیری شده که در آن پراسنجه های بدنه سد در کنار پراسنجه های هیدرولیکی به کار رفته اند. نتیجه ها نشان می دهد مشارکت این ویژگی ها توانسته کارآیی را در تعیین Qp حاصل از شکست سد خاکی ارتقا دهد. از آنجایی که نرخ تکامل عرض متوسط شکافت (Bave) و عمق آن (Hb) نقش اثرگذاری بر آب نمود خروجی دارد، علاوه بر ارایه رابطه های جدید برای این دو پراسنجه، با مشارکت منابع مختلف داده ای و استفاده از برنامه ریزی بیان ژن (GEP) در تعیین آن، محدوده تغییرات جدیدی برای نسبت های بی بعد Hb بر ارتفاع سد (Hd) و نیز Bave بر عرض بالایی (Bt) و پایینی آن (Bb) معرفی و خروجی آن به سدهای لغزشی نیز بسط داده شده است. بر مبنای شاخص های عملکردی و آماری در رابطه ها، مقدارهای ضریب R2 برای Qp معادل با 91/0، برای Bave معادل با 99/0 و برای Hb برابر با 97/0 به دست آمده است.
    کلیدواژگان: مدل ریاضی، روابط تجربی، الگوریتم تکاملی، رگرسیون غیرخطی، ویژگی های شکافت
  • محمدعلی صادق زاده*، حسین ملکی نژاد صفحات 85-97

    در روش آبیاری زیرسطحی لوله تراوای بومی، آب مورد نیاز درختان از طریق لوله های پی وی سی سوراخ دار پوشیده با پارچه پلاستیکی و مدفون در مجاورت ردیف درختان، مستقیما در اختیار ریشه قرار می گیرد. این پژوهش میدانی برای تعیین پارامترهای آبیاری و هیدرولیکی این سامانه، در پایلوت های اجرا شده در باغ های پسته انجام و تغییرات زمانی فشار آب در طول خط لوله تراوا (لترال) با قطر 63 میلی متر در فرایند آبیاری پنج پلات با ردیف های 50  تا60 متری و دبی آبیاری 6/1 تا 75/3 لیتر بر ثانیه اندازه گیری شد. مشخص گردید که زمان پرشدن خط لوله تراوا متناسب با طول ردیف درختان و چگالی سوراخ ها (تعداد سوراخ ها در واحد طول لوله) افزایش، ولی با افزایش دبی ورودی به خط کاهش می یابد. هم چنین، فشار موضعی آب در هر نقطه از خط با گذشت زمان افزایش می یابد. نتایج نشان داد که تغییرات فشار موضعی آب در طول خط لوله در شرایط پایا رامی توان بخوبی با تابع نمایی کاهشی، برازش کرد (ضریب تعیین رگرسیونR2 در گستره 99/0 -96/0) و مشخص شد که، فشار آب در ابتدای خط (هد) متناسب با دبی ورودی به خط، از 33 تا 76 سانتی متر آب افزایش می یابد. بررسی معادله توانی تراوایی -  فشار نشان داد که متوسط تراوایی (دبی تراوش از واحد طول) خط لوله لترال در گستره 27 تا 75 میلی لیتر بر ثانیه در متر و متناسب با دبی ورودی افزایش می یابد و به چگالی سوراخ ها (در گستره 10 تا 27)  بستگی ندارد و اینکه با کاهش دبی ورودی، تغییرات نسبی تراوایی نیز کاهش و یکنواختی توزیع آبیاری مطلوبتر می باشد.

    کلیدواژگان: لوله تراوا، کم فشار، یکنواختی پخش، پسته
  • مهدیه لطیفی، مسعود سلطانی*، هادی رمضانی اعتدالی صفحات 99-115

    سطح بزرگی از اراضی کشور تحت تاثیر شوری و ماندابی بوده و این میزان رو به افزایش است. در مناطقی که سفره آب شور و شیرین در مجاورت هم قرار گرفته اند برداشت بی رویه منابع آب‏زیرزمینی موجب افزایش گرادیان آب شور به سمت آب شیرین و گسترش شوری می شود. شرایط مذکور در شوره زار قزوین واقع در جنوب شرقی این دشت وجود داشته و اخیرا  باعث گسترش سطح اراضی شور تا 10000 هکتار شده است. برای پیشگیری از گسترش شوری زهکش حایلی به عمق سه متر در منطقه احداث شده که وظیفه آن پایین انداختن سطح آب زیرزمینی شور و خارج ساختن آن از منطقه می باشد. در این مطالعه به منظور شبیه سازی خاک منطقه با نرم افزار هایدروس دو بعدی (HYDRUS-2D)، پارامترهای هیدرولیکی خاک (رطوبت اشباع خاک، پارامتر مرتبط با عکس مکش در نقطه ورود هوا، پارامتر شکل منحنی مشخصه رطوبتی، هدایت هیدرولیکی اشباع) و انتقال املاح (پخشیدگی طولی و عرضی املاح) با استفاده از روش حل معکوس تخمین زده شد و مدل مورد واسنجی و صحت سنجی قرار گرفت. سپس شاخص های آماری از جمله ME، NRMSE،   و CRM برای بررسی دقت واسنجی مدل محاسبه شد. نتایج این شاخص ها برای پارامترهای هیدرولیکی و انتقال املاح در مرحله واسنجی به ترتیب عبارتند از 114/0، 001/0، 7/0، 0005/0- و 29/0، 067/0، 87/0، 001/0-. میزان این شاخص ها بیانگر دقت مدل در شبیه سازی است. هم چنین تاثیر ضخامت آبخوان و میزان تبخیر در حل معکوس برای تیمارهای جداگانه مورد بررسی قرار گرفت و شاخص های آماری محاسبه شده نشان دادند که ضخامت آبخوان و تبخیر در حل معکوس مدل موثرند.

    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، واسنجی، صحتسنجی، تداخل آب شور و شیرین، گسترش شوری
  • زینب نجفی، غلامحسین کرمی*، حاجی کریمی صفحات 117-129

    طی دهه های اخیر تغییر در اقلیم و معیارهای اجتماعی در راستای برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی منجر به افت شدید سطح آب زیرزمینی و کاهش آبدهی چشمه های کارستی شده است. چشمه هایی که دارای حوضه آبگیر کوچک تر هستند، یا بخشی از حوضه آبگیر آن ها در آبرفت قرار دارد و یا ارتباط بیشتری بین آبخوان کارستی و آبرفتی برقرار است، چشمه های آسیب پذیرتری در برابر فعالیت های انسانی هستند. برای ارزیابی این اثرات، چشمه های کارستی نواحی مرکزی استان کرمانشاه که روند کاهش آبدهی آن ها قابل مشاهده است بررسی شده و در نهایت چهار چشمه در منطقه که خشک شده اند، به صورت دقیق تر مورد مطالعه قرار گرفته که نشان دهنده ارتباط معناداری بین سطح آب در آبرفت های اطراف و آبدهی چشمه است. هدف از مطالعه برآورد حداقل سطح آب زیرزمینی به منظور حفظ آبدهی چشمه های کارستی می باشد. براساس یافته ها اگر سطح آب زیرزمینی اطراف چشمه های خضرالیاس به 1303 متر بالاتر از سطح دریا، یاوری به 1305 متر، نیلوفر به 1311 متر و تیران به 1340 متر و یا کمتر برسد این چشمه ها فاقد آبدهی می شوند و هر زمانی که به بیشتر از این سطح (MAGWL، حداقل مجاز سطح آب زیرزمینی) برسد به صورت موقتی دارای آبدهی می شوند. این روابط به صورت فرمول ارایه شده است، راه حفظ چشمه ها سعی در نگه داشتن سطح آب زیرزمینی مناطق اطراف آن ها در یک حد مشخص است. متوسط افت سالانه سطح آب زیرزمینی در محدوده میانراهان 18، کرمانشاه 41، روانسر 25 و ماهیدشت 142 سانتی متر ثبت شده است. لذا نیاز به مدیریت و کنترل برداشت از آن ها به شدت احساس می شود.

    کلیدواژگان: کارست، آبرفت، فعالیت انسانی، برداشت آب زیرزمینی، کاهش آبدهی
  • سارا صادقی، محمد الباجی*، منا گلابی، سعید برومند نسب صفحات 131-152
    در این مطالعه با هدف بررسی استفاده از زیولیت کلینوپتیلولیت به عنوان جاذب در حذف آلاینده های نیترات، فسفات و شوری از زهاب کشاورزی، به منظور تعیین سطوح مناسب پارامترهای موثر بر جذب آلاینده ها، آزمایش ها به صورت ناپیوسته با لحاظ نمودن اثر پارامترهای قطر ذرات جاذب، غلظت آلاینده ها، میزان شوری، دما، زمان ماند، pH و غلظت جاذب انجام پذیرفت و سپس، آزمایش های جذب توسط ساخت یک مدل زهکشی بررسی گردید. آزمایش های جذب در چهار مدل که شامل مدل شاهد (D0)، جاذب در اطراف زهکش (D1)، جاذب در محیط ریشه گیاه (D2) و جاذب در سطح خاک (D3) بود، به وسیله زهاب طبیعی خروجی از زهکش های مزارع جنوب خوزستان، تحت شرایط مناسب پارامترهای موثر انجام پذیرفت. نتایج حاصل از این پژوهش حاکی از آن است که، میزان حذف آلاینده ها و شوری در شرایطی که قطر ذرات جاذب برابر 1000 میکرومتر، غلظت جاذب برابر 30 گرم بر لیتر، pH برابر پنج، غلظت آلاینده های ورودی دارای مقادیر ، 80 میلی گرم بر لیتر نیترات، 10 میلی گرم بر لیتر فسفات و شوری 12 دسی زیمنس بر متر، زمان ماند برابر 90 دقیقه و دمای محیط برابر 50 درجه سانتی گراد درنظر گرفته شود، بازدهی حذف نیترات، فسفات و شوری به ترتیب برابر 63، 39 و 79 درصد خواهد شد. با استفاده از این سطح پارامترها در مدل های زهکشی مورد مطالعه، در حالتی که جاذب کلینوپتیلولیت در اطراف محیط زهکش قرار دارد (D1)، راندمان حذف برابر 72/59 درصد ، 28/29 درصد و 47/77 درصد به ترتیب در حذف نیترات، فسفات و شوری به دست آمد.
    کلیدواژگان: جذب، راندمان حذف، گیاه نی، مزارع خوزستان، جاذب طبیعی
  • مژده کرامت زاده، احمد فتحی، هادی معاضد صفحات 153-166

    امروزه پدیده بیابان و بیابان زایی گریبان گیر بسیاری از کشورهای جهان از جمله کشورهای در حال توسعه می باشد. با نگاهی به گستره منابع طبیعی کشور در می یابیم که چشم انداز غالب در این گستره، اراضی بیابانی است. دانشمندان و متخصصین بر این عقیده می باشند که علاوه بر عوامل طبیعی، عوامل انسانی نیز در بیابان زایی نقش اساسی و کلیدی دارند. از آنجا که اکثر معیارهای موثر در بیابان زایی در دسته عوامل طبیعی قرار دارند، تهیه مدل های تعیین پتانسیل بیابان زایی، به صورت منطقه ای انجام می گیرد. در پژوهش حاضر به منظور بررسی معیارها و شاخص های موثر در بیابان زایی منطقه جنوب شرق اهواز در استان خوزستان،‏‏ از مدل ایرانی ارزیابی پتانسیل بیابان زایی (IMDPA) استفاده و از بین نه معیار این مدل دو معیار پوشش گیاهی و اقلیم با توجه به شرایط منطقه انتخاب و برای هر معیار، شاخص های مختلفی در نظر گرفته شده است. در این مدل ارزش عددی معیارها از میانگین هندسی شاخص ها و در نهایت بیابان زایی کل منطقه از میانگین هندسی معیارها به دست آمده و در نرم افزار ArcGIS نقشه نهایی بیابان زایی منطقه تهیه گردید. نتایج نشان داد که معیار پوشش گیاهی با ارزش عددی 06/2 تاثیر بیشتری نسبت به معیار اقلیم با ارزش عددی 93/1 در بیابان زایی منطقه داشته است. در آخر نیز ارزش کمی شدت بیابان زایی براساس دو معیار مورد بررسی به میزان 99/1 به دست آمد که طبق جدول امتیازدهی این مدل وضعیت فعلی بیابان زایی برای کل منطقه متوسط تعیین گردید.

    کلیدواژگان: عوامل طبیعی، عوامل انسانی، شاخص، نرم افزار ArcGIS، امتیازدهی
|
  • Raziye Naseri *, Seyed Mahmood Kashefi Pour Pages 1-17
    Today, gabion structures and especially gabion stepped spillways have become more popular due to the significant effect of stairs on flow energy dissipation, appropriate stability, being economic, easy implementation, and raising the oxygen level in the water. This type of weirs has more flexibility compared with its impervious type and is resistant to loads due to water pressure. The resistance to water load is likely to be related to flow passing through the porous media, and the gabion stairs can assist with the faster water drainage and reduce the water load behind the structure (Zhang & Chanson, 2016). Extensive studies have been performed on impervious stepped spillways, namely Gonzalez et al. (2016) and Zhang and Chanson (2015).Reeve et al. (2019) used a numerical model to investigate the flow hydraulic properties on gabion stepped spillway. They studied gabion stepped spillways with four different stair geometries under similar conditions. Their results indicate that flat gabion steps can dissipate more energy than overlapping, inclined, and pooled steps.Despite extensive investigations on impervious stepped spillways, there has not been sufficient research on gabion stepped spillways. Hence, the primary purpose of this study is to investigate the gabion stepped weirs features, including energy dissipation and characteristics of downstream hydraulic jump.
    Keywords: Energy dissipation, Stepped spillway, Gabion, Porosity, Hydraulic jump
  • Ali Vanaei, Safar Marofi *, Arash Azari Pages 19-34

    In general, the entry of sewage into rivers and the decomposition into river water has led to a reduction in water quality and, in particular, a decrease in DO concentration (Sarda and Sadgir 2015). To have the optimal water quality characteristic, river reception capacity should remain within acceptable limits along the river. Using management tools, including water quality simulation models, can be very beneficial in this context. QUAL2KW is one of the best tools to simulate water quality due to its flexibility, ease of use, and availability. Studies with the QUAL2KW model for simulating water quality in rivers and basins using parameters BOD (Fang et al. 2008), Nitrogen, Phosphorus, and COD (Grabiç et al., 2011) have been carried out. This study aims to provide a model for simulating water quality parameters in rivers with steep slopes and short paths. Therefore, the analysis of BOD, DO, and COD qualitative parameters and awareness of the Abbas-Abad River's location and time trends (seasonal) in Hamadan during dry and wet seasons were considered.

    Keywords: DO, BOD, COD, self-purification capacity, Abbas-Abad of Hamedan, water quality
  • Yaser Sabzevari, Aliheidar Nasrollahi *, Majid Sharifipour, Babak Shahinejad Pages 35-48

    Accurate estimation of water requirements of plants is a key factor in controlling several hydrological processes including: planning and management of water resources, especially in arid and semi-arid regions (Laaboudi et al., 2012; Wen et al., 2015) water pricing and water requirement for Irrigation (Yassin et al., 2016). In this study, multivariate regression methods and gene expression planning were evaluated to estimate reference evapotranspiration. For model input data, the Khorramabad Synoptic Station information including: maximum and minimum temperatures, maximum and minimum relative humidity, sunny hours and monthly wind speeds in the range of 1983-2017(420 months) were used. Based on the relationship between input and output parameters, six input patterns were determined for modeling.70% of the data were used for training and 30% were used for model validation.The results of multivariate regression showed that the proposed model had acceptable accuracy with R2 = 0.952.The analysis of model coefficients showed the greatest effect of maximum temperature with a coefficient of 0.604 on reference evapotranspiration. Gene expression planning results showed that the fifth pattern with four main operators was R2 = 0.958 and RMSE = 0.704 in the training phase and R2=0.977 and RMSE = 0.615 in the test phase had better performance.

    Keywords: Correlation, FAO Penman Monteith, GEP, Regression
  • Dorna Satar-Brojeni, Hossein Babazadeh *, Ebrahim Pazira, Anahita Polous Pages 49-64
    Salt-affected soils have gained a major global-regional-national-ecosystem-farm level concern (Hossain, 2018). One of the important options in leaching is to precisely determine the volume of water required due to the problem of water scarcity (Karandish, 2016; Babazadeh et al., 2017). The aim of this study was to evaluate the amount of leaching water in two continuous and intermittent methods to compare these two methods with each other and with pre-leaching soil characteristics on three series of saline soils of Mighan plain in Markazi province with different texture. Leaching operations were performed using the methods described in 50 cm in 5 alterations. Electrical conductivity and soil sodium absorption ratio after leaching were measured and compared with these two parameters before leaching. Also, in order to determine the most appropriate leaching method, Dunnett multiple comparison test was performed in three areas and five soil depths. The results of this study showed that, on average to the desired depth, leaching improved soil salinity and sodicity so that soil salinity was reduced from 20.12 ds/m to 7.80 ds/m in continuous leaching method and to 5.63 ds/m in intermittent method and exchangeable sodium percentage was declined from 40.35 to 37.11 in continuous leaching method and to 29.18 in intermittent method. The lack of decrease in exchangeable sodium percentage due to the decline in soluble salts and relative abundance of sodium ion in soil solution after leaching which confirms the study of soluble cations in the soil. It is resulted that, intermitted leaching method has better leaching efficiency in all three areas and can be recommended for leaching the soils of the study area.
    Keywords: Leaching efficiency, Salty, sodic soil, Soil depth, Leaching depth, Leaching method
  • Kamran Kouzehgar, Yousef Hassanzadeh *, Saeid Eslamian, Mikaeil Yousefzadeh Fard, Alireza Babaeian Amini Pages 65-84
    Accurate prediction of dam breach parameters in embankment dams is an essential step in the risk management plan. Overtopping and piping are the leading causes of embankment failure in the world. The failure of this type of dam is typically proposed by hydrological and hydraulic computational models of the dam (Wahl, 1998). The relationships for assessing the breach and flow characteristics are generally obtained by artificial intelligence and regression analysis from case studies of historical dam failure. These models relate the input parameters such as the dam height (Hw) and the flow volume through the breach (Vw) to the observed breach parameters resulting from the actual failures. Several relationships have been proposed to calculate Qp as a function of Hw and Vw (De Lorenzo & Macchione, 2014; Hagen, 1982; Kirkpatrick, 1977; Singh & Snorrason, 1984; Hakimzadeh et al., 2014). Downstream sediment transport studies show that breach geometry directly affects the output hydrograph. Investigations on historical records for Qp determination show that Hw and Vw could provide more accurate results than El and Ew. Moreover, the combination of these parameters significantly increases computational accuracy (Thornton et al., 2011; Wang et al., 2018). Several laboratory and field studies have been performed to investigate the hydraulic properties of the breach and the output hydrograph in overtopping failure cases (Dhiman & Patra, 2017; Sadeghi et al., 2020; Vaskinn et al., 2004). Determination of the average breach width (Bave) is an essential factor in determining progressive erosion (Von Thun & Gillette, 1990; Froehlich, 1995) as well as the height of breach (Hb). The range of variation in Bave as a function of the dam height (Hd) is an important issue in the breach lateral evolution process (Johnson & Illes, 1976; Singh & Snorrason, 1984).
    Keywords: Mathematical model, Experimental Relations, Evolutionary algorithm, Nonlinear Regression, Breach characteristics
  • MohammadAli Sadeghzadeh *, Hossein Malekinezhad Pages 85-97

    Optimizing the use of water resources is inevitable due to water shortages in agricultural areas.  Pistachio gardening has been an attractive agricultural activity for several decades in Iran. Given the limited water resources, areas under pistachio cultivation in arid regions are not economical due to low production. There has been a continuous trend towards application of efficient irrigation systems such as pressurized subsurface drip irrigation methods, but their complexity and high initial investment, make them less suitable for small scale and scattered owners. This research describes the field performance of a very low-pressure subsurface irrigation method which has been introduced before (Dastorani et al., 2010). In this subsurface porous pipe irrigation system, water is delivered directly to the pistachio tree’s roots via perforated PVC pipes covered by plastic textile sleeves. The feasibility of this system has been demonstrated for irrigating pistachio orchards. They compared the effect of traditional (surface) irrigation and such subsurface irrigation method on crop yield and annual growth traits. Their results showed that subsurface irrigation method had relatively higher performance than the surface method. To accurately design such a system, it is necessary to assess the time variations of irrigation parameters including lateral infiltration q (leakage flow rate per unit length), local water pressure along laterals Px in terms of input water flow rate If , and pipe orifice density n, as it is the subject of this research.

    Keywords: Porous pipe, Low-pressure, Distribution uniformity, Pistachio
  • Mahdiye Latifi, Masoud Soltani *, Hadi Ramezani Etedali Pages 99-115

    The recent growth in population has led to an increase in food supply requirements which, in turn, has resulted in an increase in groundwater exploitation. In areas where fresh and saline aquifers are adjacent, the overexploitation of fresh groundwater leads to a decrease in fresh ground water level and, as a result hydraulic gradient of saline groundwater towards fresh groundwater increases. Also, a decrease in fresh groundwater level leads to a decrease in the plain discharge. This way, the saline water cannot exit the plain and pressure head rises leading to extra waterlogging and salinization. Interception drain is an effective solution to intercept saline flow and discharge it out of the plain. In effect, the drainage system reduces saline water table level and prevents waterlogging and salinization. Salt marshes of Qazvin plain, located in the south-east of Qazvin, is facing the same problem and saline soil areas in the region have accordingly increased 10000 ha in recent years (Saman Abrah and Kamab Pars engineers, 2010). An interception drain system was thus implemented in the study area in order to reduce the saline water table level and prevent waterlogging and salinization. Following the construction of the drain in the region, 99 observation wells were also drilled around the drain in 9 sections (A-I) such that each row has 11 observation wells so as to monitor the groundwater fluctuation and salinity. At each section, 7 wells were located on the upslope and the remaining 4 wells were on the downslope (Sotoodehnia et al, 2014). However, it takes a lot of money and time to measure water table level and salinity from observation wells continuously. Modelling is indeed a cost-effective way to predict the water table level and salinity in future. HYDRUS is a powerful tool that can be used to simulate and monitor the drain situation reliably, but it should be calibrated for the study area. Calibration of HYDRUS means estimating soil hydraulic and solute transport parameters that can be done with HYDRUS inverse solution ability. Using HYDRUS-2D, Abbasi and Tajik (2007) estimated both soil hydraulic and solute transport parameters in the field scale. They also compared the measured and simulated values of soil moisture and salinity. Though soil moisture was almost overestimated, and salinity was almost underestimated, the results showed that the errors were small and the model was accurately calibrated (Abbasi and Tajik, 2007). The main objective of this study was thus to assess HYDRUS-2D ability for simulating solute transport in a very saline aquifer in the study area, and also to consider saturated and unsaturated regions simultaneously. Moreover, this study employed HYDRUS-2D to simulate salinity transport in the areas where the amounts of salinity was extremely high. According to Latifi et al. (2020), evaporation is an effective factor in groundwater fluctuations.This study also examines the effect of evaporation and aquifer thickness in an inverse solution. Aquifer thickness and evaporation have an important effect on the inverse solution due to the statistical indexes involved. Thus, some statistical indexes were carried out to assess the accuracy of calibration, and the results showed that the model was calibrated accurately.

    Keywords: Sensitivity analysis, Calibration, validation, Aquifer thickness, Solute expansion, Evaporation
  • Zeinab Najafi, GolamHosein Karami *, Haji Karimi Pages 117-129

    In recent decades, changes in climate and social norms in the direction of uncontrolled extraction of groundwater resources have led to a sharp decline in groundwater levels and a reduction in the karst springs discharge. Springs that have a smaller catchment area, where a part of their catchment area is located in alluvium, and there is more connection between karst and alluvial aquifers, are more vulnerable to human activity. To evaluate these effects, karst springs in the central areas of Kermanshah province have been studied. Accordingly, four dried-up springs in the region have been studied more accurately, indicating a significant relationship between the groundwater level in the surrounding alluvium and the karst spring discharge. The study aimed to estimate the minimum groundwater level to maintain the karst springs discharge. According to the findings, if the groundwater level around the springs reaches or less specified amount, these springs will be dried. This level has been named the minimum allowable groundwater level (MAGWL). The way to preserve the springs is to keep the groundwater level of the surrounding areas above the MAGWL. According to the average annual decrease of groundwater level in the study area, the need for management and control of the extraction from the alluvial aquifers is strongly felt.

    Keywords: Karst, Alluvial, Human Manipulation, Groundwater Extraction, Decline Discharge
  • Sara Sadeghi, Mohammad Albaji *, Mona Golabi, Saeed Boroomandnasab Pages 131-152
    This study examined the feasibility of using zeolite clinoptilolite to filter nitrate, phosphate pollutants and salt from the agricultural drainage water. To that end, significant pollutant absorption parameters, such as adsorbent particle size, pollutant concentration, salinity, temperature, retention time, pH, and adsorbent concentration were optimized in the batch condition. Having optimized the parameters, the researchers conducted adsorption experiments on an experimental model, similar to the subsurface drainage systems applied in farms. Adsorption experiments were carried out at the optimized parameter levels on four models, namely a reference model (D0), a model with adsorbents around the drains (D1), a model with adsorbents around the plant roots (D2), and a model with adsorbents on the soil surface (D3). These models were fed with untreated drainage water from the farms in the south of Khuzestan during the fertilization season. The results showed 63 percent nitrate removal efficiency, 39 percent phosphate removal efficiency and 79 percent salt removal efficiency by using 30 g.L-1 of 1000 µm adsorbent particles for a pH of 5, initial pollutant concentration of 80 mg.L-1 nitrate and 10 mg.L-1 phosphate in 12 dS/m salinity during a 90-minute retention time period at 50 °C ambient temperature. These parameter levels led to nitrate, phosphate, and salt removal efficiencies of 59.72 percent, 29.28 percent, and 77.47 percent respectively, in the model with clinoptilolite adsorbents around the drains (D1).
    Keywords: adsorption, Removal Efficiency, Phragmites australis, Farms of Khuzestan, Natural adsorbent
  • Mozhdeh Keramatzadeh, Ahmad Fathi, Hadi Moazed Pages 153-166

    Recently, desert and desertification issues are known as one of the most problem in most countries especially developing countries. With an attention to the natural resources of Iran we can concluded that the most of Iranian lands are classified as deserts. Desert scientists believe that in addition to natural factors, human factors has a significant and important role in desertification. As natural factors are the most of the desertification criteria, models of desertification potential assessment are provided locally. In this time, using of desertification models is the best method for assessment of effective factors on land degradation and desertification severity from experts viewing. Despite of models abundance, one model is the best that has adapted considering to environmental and human conditions. To assess desertification, various research done in outside and inside of Iran. Zehtabian et al (2008) was evaluated soil and water criteria base on Medalus methodology in Ain-e- Khosh’s Dehloran and presented desertification map at the end of research. Desertification intensity class is critical for the entire region based on desertification map. Shakerian et al., (2012)  Evaluated desertification intensity in Jarghooyeh region, based on IMDPA model.their results showed that, this area classified in low class of desertification. According to the new definition of Desert, more parts of Iran encounter desertification problem. In order to challenging with desertification, it is necessary to do some scientific research and assessment in different parts of the country. The results may help to control and reduce the damages resulted from this phenomenon. The aim of this research would be the effects of climate indicator on desertification with method Iranian Model (IMDPA) in central part of Iran.

    Keywords: Natural factors, human factors, indicator, ArcGIS software, Scoring