فهرست مطالب

دانش آب و خاک - سال سی و دوم شماره 3 (پاییز 1401)

نشریه دانش آب و خاک
سال سی و دوم شماره 3 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/07/07
  • تعداد عناوین: 12
|
  • فرزاد حسنی، سعید شعبانلو* صفحات 1-13
    در این مطالعه برای اولین بار ضریب دبی دریچه جانبی توسط یک روش نوین هوش مصنوعی تحت عنوان ماشین آموزش نیرومند خارج از محدوده (ORELM) شبیه سازی شد. برای اینکار، ابتدا پارامترهای موثر بر روی ضریب دبی شامل نسبت عرض کانال اصلی به طول دریچه جانبی (B/L)، نسبت ارتفاع تاج دریچه جانبی به طول دریچه جانبی (W/L)، نسبت عمق جریان به به طول دریچه جانبی (Ym/L) و عدد فرود (Fr) شناسایی شدند و پنج مدل ORELM با استفاده از این این پارامترها توسعه داده شدند (ORELM 1 to ORELM 5). سپس داده های آزمایشگاهی به دو دسته آموزش (70 درصد) و آزمون (30 درصد) تقسیم شدند. در ادامه با انجام یک تحلیل حساسیت مدل برتر و موثرترین پارامترهای ورودی شناسایی شدند. مدل برتر (ORELM 3) مقادیر ضریب دبی را بر حسب B/L، W/L و Fr شبیه سازی کرد. لازم به ذکر است که مدل ORELM 3 مقادیر ضریب دبی را با دقت مناسبی پیش بینی نمود. به عنوان مثال، مقادیر ضریب همبستگی (R)، شاخص پراکندگی (SI) و ضریب بهره وری نش- ساتکیف (NSC) در وضعیت آزمون برای مدل ORELM 3 به ترتیب مساوی با 936/0، 049/0 و 852/0 بدست آمدند. تجزیه و تحلیل نتایج شبیه سازی نشان داد که W/L و Fr موثرترین پارامترهای ورودی برای شبیه سازی ضریب دبی بودند. علاوه بر این نتایج تحلیل عدم قطعیت نشان داد که مدل ORELM 3 عمکردی کمتر از واقعی داشت.
    کلیدواژگان: ضریب دبی، دریچه جانبی، ماشین آموزش نیرومند خارج از محدوده، تحلیل عدم قطعیت، تحلیل حساسیت مشتق نسبی
  • مریم دهقانی فرد، رسول میرعباسی نجف آبادی*، محمدعلی نصر اصفهانی، رضا زمانی صفحات 15-32
    امروزه پدیده های تغییر اقلیم و گرمایش جهانی از مهمترین تهدیدات جدی بر منابع آب و توسعه پایدار کشاورزی محسوب می شوند. با توجه به محدودیت منابع آب در ایران، افزایش جمعیت و متعاقبا افزایش میزان تقاضا، بررسی و مطالعه اثرات تغییر اقلیم بر سیستم های منابع آب و بخش کشاورزی از اهمیت بالایی برخوردار می باشند. در مطالعه حاضر، اثرات تغییر اقلیم بر دبی ورودی به مخزن سد جره واقع در حوضه رود زرد که آب مورد نیاز کشاورزی دشت رامهرمز را تامین می کند، مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، با استفاده از روش وزن دهی عملکرد، از بین 20 مدل گردش عمومی جو (GCM)، سه مدل که تطبیق بیشتری با داده های تاریخی داشتند (مدل های CSIRO-Mk3.6.0، MIROC-ESM و GFDL-ESM2M)، انتخاب شدند. سپس مقادیر بارندگی و دمای هوا در ارتفاع دومتری از سطح زمین در دوره های آتی و تحت سناریوهای اقلیمی RCP4.5 و RCP8.5 به دست آمده و با استفاده از مدل LARS-WG ریزمقیاس گردید. برای شبیه سازی فرایند بارش- رواناب و تخمین رواناب ورودی به مخزن سد از مدل IHACRES استفاده شد. بعد از اطمینان از عملکرد مناسب مدل IHACRES، از خروجی مدل LARS-WG برای هر سناریوی اقلیمی شامل دما و بارش در دوره آتی، رواناب ورودی به مخزن سد شبیه سازی شد. نتایج این مطالعه حاکی از کاهش رواناب ورودی به مخزن تحت هر دو سناریوی مورد مطالعه می باشد. بطوریکه میانگین سالانه ورودی به مخزن سد جره تحت دو سناریوی RCP 4.5 و RCP 8.5 به ترتیب حدود 27 و 40 درصد کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، بارش- رواناب، مدل IHACRES، سد جره، مدل های گردش عمومی جو
  • میرمحمد اسعدی*، سید حبیب الله میرغفوری، یاسمین برومندزاد، مهدیه عالم زاده صفحات 33-45
    سال های متمادی است که مردم از آب به عنوان یک منبع ارزان قیمت استفاده کرده و در نتیجه تعداد زیادی از آن ها به محدود کردن خود در مصرف آن اعتقادی ندارند. این نگرش بسیار مشکل ساز بوده و بحران آب را به دنبال داشته است. امروزه در کنار بحران آب، با مدیریت مناسب بهینه منابع آب به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک نیز مواجه می باشیم. افزایش روزافزون نیازهای آبی، محدودیت منابع آبی و اصل پایداری در مدیریت آن، تامین آب کلیه نیازهای موجود را غیرممکن می سازد. استفاده فزاینده از منابع آب های سطحی و زیرزمینی دشت ابرکوه در نتیجه توسعه کشاورزی و صنایع وابسته در این دشت منجر به تشدید روند نزولی سطح آبخوان آن شده است. در نتیجه ارایه چارچوبی که بتواند تخصیص بهینه آب را در این منطقه بررسی کند، ضروری است. هدف این پژوهش بررسی وضعیت منابع آب دشت ابرکوه و بررسی سیاست های ممکن در این منطقه می باشد. لذا پس از مرور پیشینه و شناسایی عوامل، با استفاده از رویکرد پویایی های سیستم، مدلی پویا از عوامل موثر در وضعیت آبخوان دشت ابرکوه و روابط علی آن ها ارایه و تحلیل شد که طبق تحلیل های صورت گرفته مصرف کشاورزی بیشترین تهدید را در دشت داشت. سپس مدل ارایه شده در نرم افزار ونسیم شبیه سازی و سیاست های مختلفی برای بهبود وضعیت منابع آب در دشت آبخوان ابرکوه بر روی مدل آزمون شد. نتایج شبیه سازی سیاست ها نشان داد که سیاست افزایش قیمت آب، طرح بارور کردن ابرها و هم چنین کاهش سطح زیر کشت تاثیر مناسبی بر شاخص تراز و حجم آبخوان دارند.
    کلیدواژگان: آبخوان، پویایی سیستم، تراز آبخوان، حجم آبخوان، دشت ابرکوه
  • سولماز عبدالهی، ناصر علی اصغر زاد، سعید زهتاب سلماسی، بهمن خوشرو* صفحات 47-60
    با توجه به اینکه مواد موثره حاصل از گیاهان دارویی مستقیما به مصرف انسان رسیده یا در فرمولاسیون داروها مورد استفاده قرار می گیرند لذا علاوه بر کمیت تولید، کیفیت آنها نیز دارای حایز اهمیت است. تنش کم آبی می تواند علاوه از کمیت، روی کیفیت ماده موثره این گیاهان اثر منفی بگذارد. گزارش شده که کاربرد قارچ اندوفیت Piriformospora indica در برخی گیاهان اثرات زیان بار تنش کم آبی را کاهش می دهد. احتمالا این قارچ علاوه بر کاهش خسارات تنش کم آبی، در تولید متابولیت های گیاهی نیز نقش مستقیم و غیرمستقیم داشته باشد. بر این اساس پژوهشی به صورت آزمایش گلدانی در قالب طرح کاملا تصادفی به صورت فاکتوریل با دو فاکتور شامل دو سطح قارچ P. indica (تلقیح و عدم تلقیح) و سه سطح رطوبت خاک شامل تنش شدید %FC(W2) 40-50، تنش متوسط (W1)%FC 60-70 و بدون تنش (W0)%FC 80-90 در چهار تکرار اجرا شد. نتایج نشان داد که تلقیح قارچ P. indica در مقایسه با تیمار شاهد منجربه افزایش ویژگی های اندازه گیری شده در گیاه آنیسون گردید در سطح تنش شدید (W2) منجر به افزایش وزن خشک بخش هوایی (93/58 %)، وزن خشک ریشه (25/56 %)، عملکرد بذر (06/392 %)، عملکرد اسانس (08/340 %)، درصد اسانس (55/154 %) و مقدار آنیتول اسانس (85/236%) نسبت به تیمار بدون قارچ (شاهد) شد. در تیمارهای قارچی، سه پارامتر عملکرد اسانس، درصد اسانس و درصد آنیتول اسانس در سطح تنش متوسط (W1) دارای بیشترین مقدار بودند. در این تحقیق مشخص گردید که قارچ P. indica با افزایش میزان آنیتول اسانس آنیسون، کیفیت دارویی آن را بالاتر می برد.
    کلیدواژگان: متابولیت گیاهی، گیاهان دارویی، سطوح رطوبتی، آنیتول، متابولیت ثانویه
  • قاسم رحیمی*، فیروزه نوروزی گلدره صفحات 61-75
    مطالعه با هدف کارایی کرم های خاکی Eisenia fetida در پالایش زیستی خاک های آلوده به سرب در حضور ماده ی آلی انجام شد. در این مطالعه 6 نمونه خاک از عمق صفر تا 15 سانتی متری در فواصل متفاوت اطراف معدن آهنگران و یک نمونه خاک (نمونه شاهد) از منطقه غیر آلوده جمع آوری شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با عامل اول نوع کودهای آلی (کود گاوی، پوره ی هویج، ورمی کمپوست و شاهد) و عامل دوم وجود یا عدم وجود کرم خاکی مورد بررسی قرار گرفت. 12 عدد کرم خاکی با وزن بین 3/0 تا 6/0 گرم برای هر نمونه خاک (300 گرم)، انتخاب شدند. کرم ها به مدت 42 روز در معرض خاک های آلوده به سرب با غلظت 19/133 تا 13250 میلی گرم بر کیلوگرم قرار گرفتند. در پایان آزمایش غلظت سرب در خاک و بدن کرم های خاکی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که بیشترین غلظت سرب در بافت کرم های خاکی در تمام تیمارها در نقطه 3S و 2S یافت شد که این نقاط نسبت به سایر نقاط نمونه برداری به این فلز آلوده تر بودند. کرم های خاکی دارای ظرفیت های متفاوت برای جذب و تجمع سرب دارند. مقدار فاکتور تجمع زیستی برای فلز سرب در نقطه ی7S بیشتر از یک بدست آمد. افزایش قابل توجهی در مقدار سرب تبادلی (50 میلی گرم در کیلوگرم) در تیمار کود گاوی بدون تلقیح شده با کرم خاکی مشاهده شد. همچنین کاربرد کود آلی (هر سه تیمار) با کرم خاکی مقدار فلز سرب را در بخش کربناته کاهش داد.
    کلیدواژگان: کرم خاکی، بخش بندی، جذب سرب، فاکتور تجمع زیستی، Eisenia foetida
  • فرشاد عبدی اقدم*، علی رسول زاده، سعید صمدیان فرد، فرامرز نویدی صفحات 77-90
    بهبود بهره وری آب در اراضی این دشت می تواند کمک شایانی به حل مشکل کمبود آب نماید. بدین منظور، شاخص های بهره وری آب کشاورزی به عنوان یکی از مولفه های مدیریت مصرف در بهره برداری از منابع آب، باید مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق با بررسی بهره وری آب برای محصولات مهم زراعی کشت و صنعت و دامپروری مغان، ضمن آگاهی از وضعیت موجود بهره وری آب، راهکارهایی در جهت سازمان دهی الگوی کشت زراعی ارایه شد. از شاخص های بهره وری آب کشاورزی، عملکرد به ازای واحد حجم آب (CPD)، درآمد به ازای واحد حجم آب (BPD) و درآمد خالص به ازای واحد حجم آب (NBPD)، مورد بحث و بررسی قرار گرفت. درآمد حاصل از فروش با استفاده از گزارشات مربوط به درآمد های ریالی و بین واحدی شرکت در سال زراعی 1397-1396 محاسبه و نیاز آبی خالص در منطقه مورد مطالعه، با استفاده از نرم افزار NETWAT به دست آمد. نتایج نشان داد بهره وری آب حاصل از فعالیتهای کشاورزی در منطقه مورد مطالعه برای کل محصولات بر اساس شاخصهای CPD، BPD و NBPD به ترتیب برابر با 19/1 (کیلوگرم بر مترمکعب آب)، 11945 (ریال بر متر مکعب آب) و 8216 (ریال بر متر مکعب آب) می باشد. اولویت کشت محصولات تا رتبه هفتم بر اساس شاخص NBPD، به ترتیب ذرت بذری، کلزا، گندم، جو، چغندرقند، ذرت علوفهای و ذرت دانه ای می باشد. در صورت هدف گذاری تولید محصول با نیاز آبی کمتر و درآمد بالا به کاشت محصولاتی مانند گندم، جو و کلزا به جای محصولاتی با نیاز آبی بیشتر در منطقه مورد مطالعه توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: الگوی کشت، بهره وری اقتصادی آب، دشت مغان، رتبه بندی بهره وری آب، شاخص های بهره وری آب
  • پریسا صدیقی، سینا بشارت*، وحید رضاوردی نژاد، ابوالفضل ناصری صفحات 91-101
    اندازه گیری شدت رواناب، به دلیل محدودیت های مالی و زمانی و شرایط سخت فیزیکی، همواره دشوار بوده است. برای مقابله با این مشکلات استفاده از مدل های هیدرولوژیکی بسیار رایج می باشد، که امروزه بسیار توسعه یافته اند. شبیه سازی بهتر فرآیندهای هیدرولوژیکی مستلزم این است که داده های ورودی مدل های هیدرولوژیکی بتوانند به خوبی شرایط واقعی حوضه آبریز را بیان کنند. هدف از این پژوهش مقایسه کارایی مدل SWAT در شبیه سازی رواناب حوضه آبریز مهاباد در استان آذربایجان غربی است. واسنجی و اعتبارسنجی مدل با استفاده از مدل SUFI-2 انجام پذیرفت. آمار رواناب سه ایستگاه هیدرومتری برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل به کاربرده شد. مدل با استفاده از داده های دما و بارش روزانه به مدت 17 سال اجرا شد. سال های (2009-1999) برای واسنجی و سال های (2012-2010) برای اعتبارسنجی مدل در نظر گرفته شد. از شاخص های عدم قطعیت (p-factor،d-factor) ضریب تبیین (R2) و نش ساتکلیف(NS) به منظور ارزیابی توانایی مدل SWAT در شبیه سازی رواناب سه ایستگاه استفاده گردید. نتایج این شبیه سازی ها برای واسنجی خروجی حوضه (ایستگاه گردیعقوب) به ترتیب 84/0، 3/1، 71/0 و 70/0 و برای اعتبارسنجی این شاخص ها برابر 90/0، 85/0، 48/0 و 50/0 بود، همچنین این نتایج برای ورودی حوضه در مرحله واسنجی برای بیطاس به ترتیب برابر 97/0، 89/0، 70/0، 79/0 و برای اعتبارسنجی 78/0، 98/0، 62/0 و 65/0 بود و برای ایستگاه کوتر در مرحله واسنجی برابر 1/1، 86/0، 68/0 و 84/0 و برای اعتبار سنجی برابر 82/0، 1، 65/0 و 6/0 بوده است. نتایج کلی شبیه سازی نشان داد که مدل SWAT می تواند ابزار مناسبی در رابطه با شبیه سازی رواناب باشد.
    کلیدواژگان: اعتبارسنجی، حوضه مهاباد، رواناب، مدل SWAT، مدل SUFI، 2
  • سید فرهنگ حسینی، جواد بهمنش*، وحید رضاوردی نژاد، ندا خان محمدی صفحات 103-114

    دمای نقطه شبنم دمایی است که در آن هوا تحت فشار ثابت به صورت اشباع از بخار آب شود. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی توانایی مدل های شبکه های عصبی مصنوعی(ANN) و رگرسیون کمانکی تطبیقی چند متغییره (MARS) در تخمین دمای نقطه شبنم با استفاده از پارامترهای هواشناسی در ایستگاه سینوپتیک خوی واقع در شمال غرب ایران می باشد. پارامترهای هواشناسی استفاده شده شامل دمای حداقل(Tmin)، دمای حداکثر (Tmax)، دمای متوسط (T)، رطوبت نسبی (RH)، رطوبت نسبی حداقل (RHmin)، رطوبت نسبی حداکثر (RHmax)، تابش خورشیدی (S)، سرعت باد (W)، فشار ایستگاه(Pa (، فشار بخار واقعی(ea) و فشار بخار اشباع (es) بودند. پارامترهای مذکور با ترکیبهای مختلفی به عنوان ورودی به مدلهای مورد استفاده وارد شدند. برای ارزیابی نتایج خروجی مدلها از میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین مطلق خطا (MAE) و ضریب تبیین (R2) به عنوان معیارهای ارزیابی استفاده گردید. بر اساس نتایج حاصله فشار بخار واقعی(e_a) و دمای حداقل(Tmin)، موثرترین پارامترها در تخمین دمای نقطه شبنم بودند. همچنین نتایج نشان داد که دو مدل مورد استفاده از دقت خوبی جهت تخمین دمای نقطه شبنم با استفاده از پارامترهای هواشناسی برخوردار هستند. با این وجود، مدل رگرسیون کمانکی تطبیقی چند متغییره عملکرد بهتری نسبت به مدل شبکه عصبی مصنوعی در تخمین دمای نقطه شبنم داشت. در مجموع، در بین همه پارامترها و مدلها، مدل MARS با ورودی فشار بخار واقعی و RMSE= 0.633ºC ، MAE= 0.480ºC و=0.991 R2 برای حالت آزمون دقیق ترین تخمین را از دمای نقطه شبنم نتیجه داد.

    کلیدواژگان: پارامترهای هواشناسی، خوی، رگرسیون کمانکی تطبیقی چند متغییره، شبکه عصبی مصنوعی، دمای نقطه شبنم
  • بابک سان احمدی، مجید حیدری*، سعید گوهری، سعید شعبانلو صفحات 115-129
    در این مطالعه یک مدل هیبریدی برای تخمین ضریب دبی سرریزهای جانبی واقع بر کانال های همگرا توسعه داده شد. به عبارت دیگر با استفاده از الگوریتم کرم شبتاب (FA) شبکه انفیس (ANFIS) بهینه سازی شد. سپس با استفاده از پارامترهای ورودی، شش مدل ANFIS و ANFIS-FA تعریف شد. در ابتدا بهینه ترین تعداد خوشه ها برای شبکه ANFIS محاسبه شد. همچنین در این مطالعه برای بررسی دقت مدل سازی ها از شبیه سازی مونت کارلو استفاده گردید. علاوه بر این برای صحت سنجی نتایج مدل سازی ها از روش اعتبار سنجی ضربدری بهره گرفته شد. با تجزیه و تحلیل مدل سازی های مشاهده شد که مدل های هیبریدی در مقایسه با مدل ANFIS دارای دقت بیشتری هستند. سپس مدل برتر معرفی شد که این مدل مقادیر ضریب دبی را بر حسب کلیه پارامترهای ورودی تخمین می زند. مدل برتر مقادیر ضریب دبی را با دقت مناسبی شبیه سازی کرد. به عنوان مثال مقادیر R2، MAE و RMSE برای مدل برتر به ترتیب برابر 933/، 011/0 و 015/0 محاسبه شد. همچنین حدودا 98 درصد نتایج مدل برتر دارای خطایی کمتر از 12 درصد بود. بر اساس نتایج عدم قطعیت، مدل برتر دارای عملکردی بیشتر از مقدار واقعی بود. تحلیل حساسیت نشان داد که عدد فرود جریان در پایین دست سرریز جانبی موثرترین پارامتر ورودی بود.
    کلیدواژگان: انفیس، کانال همگرا، الگوریتم کرم شبتاب، ضریب دبی سرریز جانبی، آنالیز حساسیت
  • عبدالرضا واعظی هیر*، مهری تبرمایه، طاهره محمدزاده صفحات 131-144

    گسترش سازندهای ماسه سنگی و آذرین باعث تشکیل سفره های سازند سخت در حوضه آلمانه واقع در جنوب غرب شهرستان مریوان شده است که به طور وسیع برای مصرف شرب در روستاهای منطقه مورد استفاده قرار می گیرد. هدف از این مطالعه بررسی و شناخت منابع آب زیرزمینی، وضعیت هیدروژیولوژیکی آبخوان های سازند سخت، ارتباط تراکم شکستگی ها و الگوی آبراهه ها و بررسی وضعیت هیدروشیمی آب زیرزمینی به خصوص کیفیت آن برای شرب می باشد. سازند های سخت و آبرفت به ترتیب22/80 و 76/19 درصد از محدوده مطالعاتی را به خود اختصاص داده اند که 76 درصد آبدهی کل چشمه های محدوده مطالعاتی از سازند سخت می باشد. بیشترین میانگین دبی مربوط به سنگ های گابرو تا دیوریت و کمترین آن مربوط به آبخوان های آبرفتی می باشد (به ترتیب 8/0-5/0 لیتر بر ثانیه). با ارزیابی دبی ویژه سازندهای سخت مشاهده شد سنگ های الترابازیک با دبی ویژه 28/2 لیتر بر ثانیه بر کیلومتر مربع غنی ترین و سنگ های گابرو تا دیوریت با دبی ویژه 86/0 لیتر بر ثانیه بر کیلومتر مربع فقیرترین آبخوان را از نظر ذخیره و آبدهی دارند. در بخش های شمال شرقی و جنوب غربی تراکم شکستگی ها بیشتر بوده و محل ظهور چشمه ها نیز با فراوانی شکستگی های منطقه همخوانی دارد. براساس نتایج نمونه برداری و آنالیز نمونه ها مشخص گردید که آب های زیرزمینی منطقه تیپ کلروره - سدیک- منیزیک داشته و مقادیر EC، سدیم و میزان کلر در آب های زیرزمینی از شرق به غرب افزایش می یابد. مقدار شاخص GQI بین 92-90 درصد تغییر می کند که نشان دهنده کیفیت خوب آب زیرزمینی منطقه می باشد.

    کلیدواژگان: حوضه آلمانه، سازند سخت، هیدروشیمی، هیدروژئولوژیکی، GQI
  • مهدی بهشتی، حسینعلی علیخانی *، احمد علی پور بابایی، حسن اعتصامی، مصطفی نوروزی، هادی اسدی رحمانی، سمیه امامی صفحات 145-162

    این پژوهش با هدف بررسی توان حل کنندگی فسفات و برخی از مولفه‎های تحریک رشد گیاه در باکتری‌ها و قارچ‌های جداسازی شده از پریفایتون‌های نمونه برداری شده از20 مزرعه شالیزار استان گیلان انجام شد. 44 جدایه باکتری و 32 جدایه قارچی توانمند در انحلال فسفات جداسازی شد که از این میان 10 جدایه باکتری و 5 جدایه قارچ برتر برای آزمون‎های تکمیلی انتخاب گردید. نتایج نشان داد که باکتری‌های 13B25 و 6B11 با بیشترین توان انحلال، به ترتیب 354 و 3/327 میلی‌گرم در لیتر فسفر حل کردند. توان تولید سیدروفور (بر اساس شاخص HD/CD) توسط جدایه 13B25 برابر 2/3 و جدایه 6B11 برابر 4/3 با افزایش معنی دار (p˃0.001) نسبت به سایر جدایه ها بود. در بین جدایه‌های قارچ، دو جدایه 6F11 و 8F12 بهترین ویژگی‎های محرک رشد گیاه را داشتند. میزان انحلال فسفر توسط این دو جدایه به ترتیب برابر 742 و 818 میلی‌گرم در لیتر بود. نتایج شناسایی مولکولی جدایه‌های برتر باکتری نشان داد که باکتری 13B25 بیشترین شباهت را به Bacillus cereus و باکتری 6B11 به Acinetobacter calcoaceticus شبیه است. قارچ 6F9 از نوع Talaromyces minioluteu و قارچ 8F12 بیشترین شباهت را به Talaromyces stipitatus داشت. ریزجانداران پریفایتون با تولید اسیدهای آلی مختلف و عمدتا گلوکونیک اسید، 2-کتوگلوکونیک اسید، مالیک و اگزالیک اسید منجر به انحلال فسفات نامحلول شدند. بطور کلی، پریفایتون های تشکیل شده در شالیزارها می تواند به عنوان یک منبع مفیدی برای جداسازی قارچ ها و باکتری های محرک رشد گیاه در نظر گرفته شوند.

    کلیدواژگان: اکسین، انحلال فسفات، باکتری، پریفایتون، قارچ، سیدروفور، شالیزار
  • گلناز میرزاخانی، الهام قنبری عدیوی*، روح الله فتاحی صفحات 163-180

    با توجه به تاثیر پوشش گیاهی، بر امواج و آشفتگی جریان که بطور قابل توجهی بر سواحل تاثیر می‌گذارد با این حال، چگونگی تاثیر تراکم‌های مختلف پوشش در کاهش انرژی و تضعیف امواج هنوز به‌خوبی درک نشده است. در این مقاله، تاثیرات ویژگی‌های مختلف پوشش گیاهی، تراکم، فواصل و نوع چیدمان بر کاهش نیرو و میرایی موج بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، با افزایش تراکم (افزایش ردیف پوشش و کاهش فواصل) نیروی بیشتری (در متراکم‌ترین حالت معادل 38/62 درصد) از امواج گرفته می‌شود. میزان نسبی نیروی جذب شده از امواج در اثر برخورد موج با پوشش در قالب پارامتر بی بعد Ft، با افزایش ارتفاع موج در هر دو چیدمان مستطیلی و مثلثی افزایش یافته است. بطوریکه با افزایش تراکم و تعداد پوشش نیرو سیر صعودی داشته و نسبت Ft بزرگتر از یک می-شود. تراکم بالاتر پوشش منجر به ضریب انتقال موج کوچکتر و در نتیجه کاهش ارتفاع موج می‌شود. کاهش ارتفاع موج بطور خطی با تراکم پوشش گیاهی در ارتباط نیست. بطور کلی با افزایش تراکم پوشش گیاهی، از 32 به 66 ارتفاع موج بعد از پوشش 20 درصد کاهش می‌یابد. با توجه به نمودارها قابل ملاحظه است که تفاوت بین تراکم‌های مختلف پوشش و بدون پوشش برای بلندترین ارتفاع موج (موج 12) معنادار است و برای امواج 6 و 9 ناچیز است.

    کلیدواژگان: پوشش گیاهی، ساحل، ضریب انتقال، موج، نیرو
|
  • Farzad Hasani, Saeid Shabanlou * Pages 1-13
    In this paper, the discharge coefficient of side slots is simulated for the first time by a modern artificial intelligence technique entitled "Outlier Robust Extreme Learning Machine (ORELM)". To this end, initially, the parameters influencing the discharge coefficient including the ratio of the main channel width to the side slot length (B/L), the ratio of the side slot crest height to the side slot length (W/L), the ratio of the flow depth to the side slot length (Ym/L) and the Froude number (Fr) are detected and five ORELM models (ORELM1 to ORELM5) are developed using these parameters. After that, experimental data are classified into two groups including training (70 percent) and testing (30 percent). Then, the superior model and also the most influencing input parameters are introduced through the conduction of a sensitivity analysis. The superior model (ORELM3) simulates discharge coefficient values in terms of B/L, W/L and Fr. It should be noted that the ORELM3 model forecasts discharge coefficient values with reasonable accuracy. For example, the correlation coefficient (R), the scatter index (SI) and the Nash–Sutcliffe efficiency (NSC) index for the ORELM3 model are obtained in the testing mode to be 0.936, 0.049 and 0.852, respectively. Analyzing the simulation results indicated that W/L and Fr are the most effective input parameters for modeling the discharge coefficient. Furthermore, the results of the uncertainty analysis exhibited that the ORELM3 model has an underestimated performance.
    Keywords: Discharge coefficient, Side slots, Outlier robust extreme learning machine, Uncertainty analysis, Partial derivative sensitivity analysis
  • Maryam Dehghanifard, Rasoul Mirabbasi *, Mohammad Ali Nasr Esfahani, Reza Zamani Pages 15-32
    Nowadays, global warming and climate change phenomena are considered as the most important threats to water resources and sustainable agricultural development. Due to the limitation of water resources in Iran, population growth and subsequent water demand increase, investigation of the effects of climate change on the water resources systems and agriculture is an important issue. In this study, the effect of climate change on inflow discharges to Jarreh Dam reservoir located in Zard River Basin was investigated. For this purpose, using the performance weighting method, among 20 atmospheric general circulation models (GCM), three models were chosen that were more compatible with historical data (CSIRO-Mk3.6.0, MIROC-ESM and GFDL-ESM2M). Then, precipitation and air temperature values at a height of two meters above the ground in future periods and under RCP4.5 and RCP8.5 climate scenarios were estimated. In order to rainfall- runoff simulation and estimating the inflow to the dam reservoir, the IHACRES model was applied and the daily precipitation, temperature and discharges series recorded at the Mashin Hydrometric Station in the period of 1976- 2005 were used to optimize the model parameters. After downscaling and generating the precipitation and temperature series and verifying the accuracy of the IHACRES model, the corresponding inflow discharge to dam reservoir for every climatic scenario was simulated. The results showed that the value of inflow to dam reservoir has decreased under both considered scenarios. The annual average of inflow into Jarreh Dam reservoir will decrease 27 and 40 percent under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, respectively.
    Keywords: Climate Change, General circulation models, IHACRES model, Lars-WG, Rainfall- runoff
  • Mir Mohamad Asadi *, Seyed Habib Allah Mirghafouri, Yasamin Boroumandzad, Mahdiye Alemzade Pages 33-45
    For many years, people have been using water as an inexpensive resource, and many do not believe in limiting its consumption. This attitude is problematic and has led to a water crisis. Today, besides the water crisis, we are faced with improper water resources management, especially in arid and semi-arid regions. The increasing demand for water, the limitation of resources, and the principle of sustainability in water management, make it impossible to supply all existing water needs. The increasing use of surface and groundwater resources in Abarkouh Plain as a result of development of agriculture and related industries in this plain has intensified the decline of its aquifer. Therefore, it is necessary to provide a framework that can investigate the optimal allocation of water in this area. The purpose of this research was to study the status of Abarkouh Plain water resources and to evaluate the possible policies in this area. After reviewing the background and identifying the factors, a dynamic model of factors affecting the status of aquifer in Abarkouh Plain and their causal relationships were presented and analyzed through System Dynamics. According to the analysis, agricultural consumption had the greatest threat in the plain. The model was simulated in Vensim and various policies have been tested to improve the status of water resources in Abarkouh plain. The simulation showed that the policy of increasing water price, implementing the plan of fertilizing clouds and decreasing the area under cultivation had a good effect on aquifer balance index and volume.
    Keywords: Abarkouh Plain, Alignment Level, Aquifer, Aquifer Volume, System dynamics
  • Solmaz Abdollahi, Nasre Aliasgharzad, Saeed Zehtabe Salmasi, Bahman Khoshru * Pages 47-60
    The products from medicinal plants are directly used for human consumption or used in the formulation of drugs. Therefore, in addition to quantity, their quality is also considered. Water deficit stresses could affect the quality and quantity of the active substance in these plants. It has been reported that the use of Piriformospora indica as an endophytic fungus in some plants reduces the harmful effects of water deficit stress. Probably this fungus will have direct and indirect roles in the production of plant metabolites likely by reducing the adverse effects of water deficit stress. Accordingly, this research was conducted in a completely randomized design with factorial arrangement with two factors including two levels of P. indica (inoculated and non-inoculated) and soil moisture with three levels of 80-90 %FC (W0, 60-70 %FC (W1) and 40-50 %FC (W2) with four replications. The results showed that inoculation with P. indica increased the measured characteristics of anise compared to the non-fungal treatment. Severe water stress (W2) lead to an increase in shoot dry weight (58.93%), root dry weight (56.25%), seed yield (392.06%), essential oil yield (340.08%), percentage of essential oil (154.55%) and the amount of anethole essential oil (236.85%) in inoculated compared to the non-inoculated plants. In fungal treatment, the essential oil yield and percentage and the amount of anethole had the highest value at the level of moderate stress (W1). In this study, it was found that P. indica increases the medicinal quality of anise essential oil by increasing its anethole amount.
    Keywords: Plant metabolites, Medicinal Plants, Moisture levels, Anethole, secondary metabolites
  • Ghasem Rahimi *, Firozeh Nouroozi Goldareh Pages 61-75
    The aim was to evaluate the efficacy of Eisenia fetida soil earthworms in the biological treatment of Lead-contaminated soils in the presence of organic matters. 6 soil samples from zero to 15 cm depth were collected at different distances around the mine and a soil sample (control) was collected from the non-contaminated area. This experiment was investigated as a factorial in the form of a complete randomized block design with first factor of organic fertilizers (cow manure, carrot pulp, vermicompost and control) and the second factor of the presence or absence of earthworms. 12 earthworms weighing between 0.3 and 0.6g were selected for each soil sample (300g). For 42 days, the worms were exposed to lead-contaminated soils with a concentration of 133.19 to 13250 mg/kg. At the end of the experiment, the concentration of lead in soil and earthworms body was measured. Results of this study show that the highest concentration of lead in the body of earthworms was found in all treatments at S3 and S2, which were more polluted than other sampling points to this metal. Soil earthworms have different capacities for absorbing and accumulating lead. The amount of bioaccumulation factor for lead metal at point S7 was greater than one, which was similar to previous studies. A significant increase in the amount of exchange lead (50 mg/kg) was observed in the treatment of cow manure without inoculation with earthworms. While the application of organic fertilizer with earthworm reduced the amount of Lead metal in the carbonate sector.
    Keywords: Earthworm, Fractionation, Lead uptake, Bioaccumulation, Eisenia fetida
  • Farshad Abdiaghdam *, Ali Rasoulzadeh, Saeed Samadianfard, Faramarz Navedi Pages 77-90
    Background and Objectives
    Due to the limited water resources of the country, water should be allocated to products that have more economic benefits per cubic meter of water. Although this does not mean ignoring other basic and long-term goals such as food security and employment, it is necessary to pay attention to the issue of economic efficiency of water. Moreover, agriculture is the largest industry in Moghan Plain and consequently is the largest water consumer. So, the improvement of the water productivity in this plain can be useful for solving the problem of water shortage. Therefore, agricultural productivity indicators should be taken into account as one of the components of consumption management in utilizing water resources. In this research, recommendations were presented for organizing the crop pattern with assessment of the water productivity for agricultural products in Moghan agro-industry and livestock.
    Methodology
    The research method in this study includes estimating crop yield, cost of agricultural operations (planting, holding and harvesting), sales revenue, net water demand, gross water demand and calculating water productivity in the production of important crops in Moghan Agro-industry and Livestock Company. Water productivity indicators including produced crop per one cubic meter of water (CPD), gross benefit per one cubic meter of water (BPD), and net benefit per one cubic meter of water (NBPD) were analysed and evaluated in the time period of 2017-2018.
    Keywords: Crop pattern, Economic efficiency of water, Moghan Plain, Water efficiency rating, Water efficiency indicators
  • Parisa Sadighi, Sina Besharat *, Vahid Rezaverdinejad, Abolfazl Nasseri Pages 91-101
    Runoff measurement has always been difficult due to financial and time constraints and severe physical conditions. To cope with these problems, the use of hydrological models is very common, which has been developed today. Better simulation of hydrological processes requires that the input data of hydrological models be able to accurately describe the actual conditions of the catchment area. The purpose of this study was to compare the efficiency of SWAT model in simulation of runoff in Mahabad watershed in West Azarbaijan province. Calibration and validation of the model were performed using the SUFI_2 model. The runoff statistics of three hydrometric stations have been used to calibrate and validate the model. The model was performed using temperature and precipitation data for 17 years (1996-2012). Years (1999-2009) for calibration and years (2010-2012) were considered for model validation. The indicators of p-factor, d-factor, R2 and NS were used to assess the ability of the SWAT model to simulate the runoff of the three stations. The results of these simulations to calibrate the outlet of the basin were 0.70, 0.71, 1.3, 0.84, and0.5,0.48,0.85,0.9, and also the results for the basin entrance) in the calibration phase for were 0.79 , 0.70 , 0.97, 89.9 respectively, and for validation 0.65, 0.62 , 0.78, 0.98 and for the Kuter station at the calibration stage, it was equal to 0.84, 0.68, 1.1, 0.86 and 0.6, 0.65, 0.85, 1 for validation. The overall simulation results showed that the SWAT model could be a suitable tool for runoff simulation.
    Keywords: Runoff, SWAT model, Sufi-2 model, Calibration, Validation
  • Seyd Farhang Hosseini, Javad Behmanesh *, Vahid Rezaverdinejad, Neda Khanmohammadi Pages 103-114

    Dew point temperature is the temperature to which under constant pressure, air becomes saturated with water vapor. The goal of the present research is to evaluate the capability of Artificial Neural Networks (ANN (and Multivariate Adaptive Regression Splines (MARS) for estimating the dew point temperature using meteorological parameters in Khoy synoptic station located in northwest of Iran. Used meteorological data were including maximum air temperature (Tmax), minimum air temperature (Tmin), mean air temperature (T), relative humidity (RH), maximum relative humidity (RHmax), minimum relative humidity (RHmin), solar radiation (S), wind speed (W), station atmospheric pressure (Pa), actual vapor pressure (ea) and saturate vapor pressure (es). The mentioned parameters were entered to the used models with various combinations as inputs. To assess the models outputs results, root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE) and coefficient of determination (R2) were employed. On the basis of the obtained results, the actual vapor pressure (ea) and minimum temperature (Tmin) were the most effective parameters in estimating dew point temperature. Also, the results showed that two used models have adequate accurate to estimate dew point temperature using meteorological parameters. However, the MARS had better performance than ANN in estimating dew point temperature. In general, among the used models and parameters, the MARS with single input of the actual vapor pressure and RMSE= 0.343ºcMAE= 0.480 ºcو R2 =0.991, results the best estimation for of dew point temperature in the test state.

    Keywords: Meteorological parameters, Artificial Neural Networks, Dew point, Khoy, Multivariate Adaptive Regression Splines
  • Babak Sanahmadi, Majeid Heydari *, Saeed Gohari, Saeid Shabanlou Pages 115-129
    In this study, a hybrid model was developed in order to approximate the discharge coefficient of side weirs located on converging channels for first time. In other words, the ANFIS network was optimized by means of the Firefly Algorithm (FA). After that, six ANFIS and ANFIS-FA models were defined by input parameters. In addition, in this study, the Monte Carlo simulation was employed to study the modeling accuracy. Furthermore, the k-fold cross validation approach was implemented for validating the modeling results. By analyzing the modeling results, it was concluded that hybrid models are more accurate than ANFIS models. The superior model simulated the discharge coefficient values with reasonable accuracy. For example, the values of R2, MAE and RMSE for the superior model were calculated 0.003, 0.011 and 0.015, respectively. Also, about 98% of the superior model results have an error less than 12%. According to the uncertainty analysis results, the superior model had an overestimated performance. A sensitivity analysis indicated that the flow Froude number at the side weir downstream is the most effective input parameter.
    Keywords: ANFIS, Converging channel, Firefly Algorithm, Side weir discharge coefficient, Sensitivity analysis
  • Abdorreza Vaezi Hir *, Mehri Tabarmayeh, Tahereh Mohamadzadeh Pages 131-144

    Sandstone and Igneous units have formed fractured rocks aquifers in Almaneh basin at south-west of Marivan city at the western Iran. The aim of this research is to evaluate ground water from quality and quantity views of points. Fractured rock and alluvial deposition has occupied 80.2% and 19.8% of the study area, respectively. After determination of fractured aquifers, relationship between fracture density and streams pattern were investigated. About 76% of total discharge of the springs is draining from fractured rocks and the highest value of mean discharge belongs to gabbro and diorite rocks and the lower value is for alluvial aquifers (with a value of 0.5 and 0.8 L/S, respectively). Specific discharge of the ultrabasic rocks estimated as 2.28 L/SKm2 as the richest aquifer of the area and gabbro to dioritic rocks with 0.86 L/SKm2 value is the poor units from water resources viewpoint. In the northeast and southwest parts of the area, the fracture density is high that coincide with the location of the springs showing the role of tectonics at aquifers recharge. In order to evaluate the hydrochemical characteristics of groundwater some samples were collected and analyzed. It revealed that the type of waters is chloride and sodium -magnesium with an ascending trend of EC, Na and Cl concentration from east to west. GQI index values varies from 90 to 92 means that the water quality is located at the excellent range confirming the results of Scholler diagram.

    Keywords: Allmaneh basin, fractured rocks, GQI, Hydrochemistry, specific discharge
  • mehdi beheshti, Hosseinali Alikhani *, Ahmadali pourbabaei, hassan etesami, Mostafa Noroozi, Hadi Asadi Rahmani, somayeh emami Pages 145-162

    To date, no research has been done on the role of periphyton in paddy fields, especially on phosphate solubilizing ability of bacteria and fungi isolated from the biofilm. The aim of this study was to investigate the phosphate solubilizing ability and some other plant growth promoting (PGP) traits of bacteria and fungi isolated from the periphyton sampled from 20 paddy fields in Guilan province. In this study, 44 bacterial isolates and 32 fungal isolates capable of solubilizing phosphate were isolated. Among the microbial isolates, effective 10 bacterial isolates and 5 fungal isolates were selected for additional tests. The results showed that bacterial isolates 13B25 and 6B11, with the highest phosphate solubilization, solubilized 354 and 327.3 mg P l-1, respectively. The ability to produce siderophore (based on HD / CD index) by isolate 13B25 and 6B11 was equal to 3.2 and 3.4, respectively, with a significant increase (p < 0.001) compared to other isolates. The production of indole-3-acetic acid by the isolates 13B25 and 6B11 was 175.3 and 205.7 μg ml-1, respectively. Among the fungal isolates, two isolates, 6F11 and 8F12, were the best in PGP traits. The solubilization content of phosphorus by these two fungal isolates was 742 and 818 mg l-1, respectively. The results of molecular identification of effective bacterial isolates showed that 13B25 and 6B11 were most similar to Bacillus cereus and Acinetobacter calcoaceticus, respectively. In addition, fungal isolates 6F9 and 8F12 were most similar to Talaromyces minioluteu and Talaromyces stipitatus, respectively.

    Keywords: Auxin, Fungi, Periphyton, Phosphate Solubilization, Siderophore
  • Golnaz Mirzakhani, roohala Fatahi Pages 163-180

    Given the impact of vegetation on waves and turbulence, which significantly affects beaches, however, the impact of different densities on energy reduction and attenuation has not yet been well understood. In this paper, the effects of different characteristics of vegetation, density, distances and type of arrangement on power reduction and wave damping are investigated. Accordingly, as the density increases (increasing the coverage line and decreasing the distance), more force (62.38% in the most dense state) was obtained from the waves.The rate of absorbed force as drag of vegetation called dimensionless parameter Ft, was augmented by increasing the wave height in both the rectangular and triangular layouts. As the density increases and the number of force coatings increases, the Ft ratio became greater than one. Higher coverage densities result in smaller wave Transmition coefficient and lower wave height. The reduction in wave height is not linearly, its related to vegetation density. As the vegetation density increases from 32 to 66, the wave height decreases by 20% after the cover. According to the achieved diagrams, the difference between altered and non-coverage densities was significant for the highest wave height (wave 12) and was negligible for waves 6 and 9.

    Keywords: Force, Transmition coefficient, Shore, vegetation, Waves