فهرست مطالب

نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)
سال بیست و ششم شماره 3 (پیاپی 101، پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/16
  • تعداد عناوین: 20
|
  • محمد کیانپور، مهدی پژوهش*، صمد امامقلی زاده صفحات 1-14

    انسان ها همواره برای استفاده از منابع طبیعی و برطرف کردن نیازهای خود درصدد تغییر زمین و اراضی آن هستند. یکی از تغییرات کاربری که برای بهره مندی از منابع آبی پایدار رخ می دهد، سدسازی است. احداث سد از همان مراحل آغازین تا بهره برداری، پیامدهای مثبت و منفی زیادی را برای محیط زیست به همراه دارد. هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر سد گتوند بر تغییر کاربری اراضی، با توجه به مشکل برخورد مسیر جریان آب به گنبدهای نمکی و تجمع حجم زیادی از نمک، پشت دریاچه سد است؛ لذا به این منظور از تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست 5 برای سال 1370، سنجنده ETM+ ماهواره لندست 7 برای سال 1387 و سنجنده OLI ماهواره لندست 8 برای سال 1399 برای طبقه بندی تصاویر و همچنین تهیه نقشه های کاربری اراضی حوضه مورد مطالعه استفاده شد. با بررسی و ارزیابی نقشه های کاربری از منطقه نتایج تحقیق نشان داد که اراضی کشاورزی پس از بهره برداری از سد در حال توسعه است. در طول دوره مطالعه اراضی بایر در حال کاهش و همچنین وسعت آب منطقه در حال افزایش است. طی سال های 1387 تا 1399 با گسترش جمعیت، مناطق مسکونی با افزایش مساحت همراه بود. مراتع و مرغزارها نیز در طی دوره اول روند افزایشی و در دوره دوم روند کاهشی داشته اند. نتایج صحت طبقه بندی به روش شیء گرا برای سه مقطع زمانی 1370، 1387 و 1399 به ترتیب 0/92، 0/97 و 0/93 به دست آمد. به طور کلی طبق نتایج این تحقیق می توان بیان کرد که ساخت سد باعث افزایش سطح زیر کشت اراضی شده است و در مقابل با افزایش جمعیت و گسترش شهرنشینی در محدوده ساخت سد، باعث تخریب و کاهش مساحت مراتع می شود.

    کلیدواژگان: احداث سد، سد گتوند، آشکارسازی تغییرات، مقایسه طبقه بندی
  • حجت احمدزاده*، احمد فاخری فرد، محمدعلی قربانی، مسعود تجریشی صفحات 15-34

    به منظور مدیریت بهینه منابع آب یک حوضه، تعیین میزان تبخیروتعرق واقعی و بررسی روند زمانی آن ضروری است. در این راستا در مقاله حاضر به شبیه سازی سری زمانی تبخیروتعرق واقعی و تحلیل روند آن با توجه روند مولفه های اقلیمی و کاربری اراضی در حوضه آجی چای طی دوره 1394-1366پرداخته شد. به این منظور، مدل جامع SWAT برای حوضه آجی چای تنظیم، واسنجی و صحت سنجی شد. همچنین متوسط تبخیروتعرق واقعی شبیه سازی شده محصولات (در سال های پرباران) با مقادیر نظیر در سند ملی آب مقایسه شد. نتایج آزمون روند من کندال نشان داد که بارندگی سالانه در اکثر ایستگاه های هواشناسی روند نزولی داشته و در 10 ایستگاه، روند بارندگی به طور معنی داری کاهش یافته است. درحالی که دمای حداکثر سالانه در همه ایستگاه ها و دمای حداقل در اکثر آنها روند افزایشی معنی دار داشته است. بررسی نقشه های کاربری اراضی نشان داد که سطح کشت آبی حوضه طی دوره مورد مطالعه 39 درصد افزایش داشته است. بر اساس نتایج تحقیق تبخیروتعرق پتانسیل حوضه با شیب 2/54 میلی متر در سال دارای روند افزایشی معنی دار بوده است. نتایج نشان داد که با وجود روند صعودی تبخیروتعرق پتانسیل و سطح اراضی کشاورزی آبی، تبخیروتعرق واقعی حوضه به دلیل کاهش بارندگی، با نرخ 2/2 میلی متر در سال روند کاهشی معنی دار داشته است.

    کلیدواژگان: متغیرهای اقلیمی، کاربری اراضی، تبخیرو تعرق واقعی، SWAT، تحلیل روند، حوضه آجی چای
  • صغری باقری، محمدرضا انصاری*، آذین نوروزی صفحات 35-54

    فرسایش خاک یکی از مهم ترین مشکلات حوضه های آبخیز در جهان و از موانع اصلی دستیابی به توسعه پایدار در کشاورزی و استفاده از منابع طبیعی است. شناسایی و اولویت بندی مناطق حساس به فرسایش خاک به منظور اجرای عملیات حفاظت آب و خاک و مدیریت منابع طبیعی در حوضه های آبخیز ضروری است. در این پژوهش به اولویت بندی خطر فرسایش خاک در 12 زیرحوضه آبخیز رود زرد در سال 1400 با استفاده از آنالیز پارامترهای مورفومتری و روش های تصمیم گیری چندمعیاره پرداخته شده است. در این راستا 11 پارامتر مورفومتری محاسبه و وزن آنها با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی به دست آمد. عملیات اولویت بندی با استفاده از روش های TOPSIS، VIKOR و SAW انجام و نتایج آن با استفاده از روش های میانگین رتبه ای، کاپلند و بردا تلفیق و درنهایت اولویت بندی نهایی با مقدار فرسایش ویژه زیرحوضه ها در مدل MPSIAC مقایسه و ضریب همبستگی رتبه ای اسپیرمن بین آنها برآورد شد. بر اساس نتایج، پارامترهای خطی بافت زهکشی، تراکم زهکشی و فراوانی آبراهه به ترتیب با وزن 0/161، 0/158 و 0/146 بیشترین تاثیر و در مقابل پارامترهای شکلی ضریب شکل، نسبت کشیدگی و ضریب گردی به ترتیب با وزن 0/049، 0/036 و 0/026 کمترین تاثیر را در فرسایش پذیری زیرحوضه ها داشتند. ضریب همبستگی رتبه ای اسپیرمن بین اولویت بندی نهایی و مدل MPSIAC، به میزان 0/8 به دست آمد (p-value<0.01). نتایج اولویت بندی نشان داد که زیرحوضه های R11، R12 و R10 با مساحت 83/191 کیلومتر مربع، به دلیل مقدار زیاد پارامترهای خطی، مقدار کم پارامترهای شکلی، ساختار زمین شناسی حساس به فرسایش و پوشش گیاهی ضعیف در اولویت اول تا سوم و در طبقه خیلی حساس به فرسایش خاک قرار دارند و برای اجرای اقدامات مدیریتی و عملیات آبخیزداری در اولویت هستند. نتایج کلی پژوهش نشان داد که روش های تصمیم گیری چندمعیاره و آنالیز مورفومتری ابزاری مناسب برای شناسایی مناطق حساس به فرسایش خاک هستند.

    کلیدواژگان: تاپسیس، ویکور، ساو، فرسایش خاک، مورفومتری
  • فرهاد نعیمی هوشمند، فریبرز احمدزاده کلیبر* صفحات 55-67

    مدل های هیدرولوژیک برای ارزیابی و پیش بینی میزان آب قابل استحصال حوضه ها، تحلیل فراوانی سیل و تدوین استراتژی های مقابله با سیلاب ها روز به روز در حال گسترش است. در این مطالعه از مدل HEC-HMS  و الحاقیه های HEC-GeoHMS وArc Hydro  در محیط ArcGIS برای شبیه سازی هیدروگراف های سیلاب طراحی در حوضه آبریز آیدوغموش واقع در شمال غرب ایران استفاده شد. برای محاسبه تلفات بارش، تبدیل بارش به رواناب، روندیابی و جریان پایه به ترتیب از روش -CN SCS، -UH SCS، ماسکینگهام و مدل ثابت ماهانه استفاده شد. در واسنجی مدل با دو رخداد واقعی سیل، میانگین مقادیر قدر مطلق باقیمانده ها، مجموع مربع باقیمانده ها و مجذور پیک وزنی میانگین مربعات خطا، برای حجم سیلاب به ترتیب برابر 2/75، 5/91 و 5/32 و برای دبی اوج به ترتیب برابر 8/9، 8/0 و 8/0  به دست آمد. صحت سنجی مدل نیز با مقدار یک درصد خطا در دبی اوج و 19 درصد خطا در حجم سیلاب مناسب ارزیابی شد. برای بارش های حداکثر 24 ساعته، توزیع لوگ پیرسون تیپ 3 به عنوان مناسب ترین توزیع در نرم افزار SMADA تعیین و بارش های طراحی با دوره های بازگشت مختلف استخراج شد. به این ترتیب برای دوره بازگشت 2 تا 1000 سال دبی اوج و حجم سیلاب طراحی به ترتیب برابر 18/8 تا 415/6 مترمکعب بر ثانیه و 5/7 تا 87/9 میلیون مترمکعب شبیه سازی شد.

    کلیدواژگان: آیدوغموش، تحلیل فراوانی سیل، سیلاب طراحی، هیدروگراف، HEC-Geo HMS، Arc Hydro، SMADA
  • سمیه دهقانی*، مهدی نادری خوراسگانی، احمد کریمی صفحات 69-89

    اطلاع و آگاهی از توزیع غلظت فلزات سنگین در اجزای مختلف ذرات خاک به منظور ارزیابی خطر فلزات سنگین دارای اهمیت است. این مطالعه با هدف ارزیابی برخی شاخص های آلودگی و تغییرات مکانی در برآورد آنها در اجزای مختلف ذرات خاک سطحی (2000> و 63> میکرون) در حوضه آبخیز باغان در جنوب شرقی استان بوشهر با وسعتی حدود 929 کیلومتر مربع انجام گرفت. 120 نمونه مرکب خاک سطحی از عمق0 تا 20 سانتی متر با استفاده از تکنیک ابر مکعب لاتین برداشته شدند. آلودگی خاک با استفاده از شاخص های ژیوشیمیایی ضریب آلودگی (CF) و بار آلودگی (PLI) مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور مدل سازی تغییرات مکانی CF و PLI از روش کریجینگ در محیط Arc GIS بهره گرفته شد. بر اساس ارزیابی های صورت گرفته، شاخص CF نشان داد که ذرات در اندازه 2000> میکرون نسبت به همه فلزات در شرایط آلودگی متوسط (3≤ CF<1) قرار دارند و با ریزتر شدن ذرات خاک (ذرات با قطر63> میکرون) نسبت به فلز Cd وضعیت آلودگی قابل توجهی و نسبت به سایر فلزات آلودگی متوسط را نشان می دهد. CFZn، CFCu و CFFe در کلاس اندازه ذرات 2000> میکرون و CFPb در کلاس ریزتر با مدل کروی و سایر ضرایب آلودگی فلزات با مدل نمایی برازش داده شدند. بیشترین دامنه تاثیر در 2000> و 63> میکرون به ترتیب مربوط به CFCd و CFFe است. یافته های این مطالعه موید این است که منطقه مورد مطالعه نیازمند اقدامات اصلاحی نسبت به فلز کادمیوم و پایش مداوم در محیط است.

    کلیدواژگان: آلودگی خاک، زمین آمار، ضریب آلودگی، بارآلودگی و حوضه آبخیز باغان
  • بابک شاهی نژاد*، عباس پارسایی، علی حقی زاده، آزاده ارشیا، زهرا شمسی صفحات 91-107

    در این پژوهش به منظور تخمین ابعاد هندسی کانال های آبرفتی پایدار شامل عرض سطح کانال (w)، عمق جریان (h) و شیب طولی (S) آنها از مدل های محاسبات نرم شامل مدل رگرسیون اسپلاین تطبیقی چندگانه (MARS) و مدل دسته بندی گروهی داده ها (GMDH) استفاده شد و نتایج مدل های توسعه داده شده با مدل شبکه عصبی چندلایه (MLP) مقایسه شد. برای توسعه مدل ها، پارامترهای دبی جریان (Q)، اندازه متوسط ذرات در کف و بدنه (d50) و همچنین میزان تنش برشی (t) به عنوان ورودی و از پارامترهای عرض سطح آب (w)، عمق جریان (h) و شیب طولی (S) به عنوان پارامترهای خروجی استفاده شد. مدل های محاسبات نرم در دو سناریو بر اساس پارامترهای خام و فرم بی بعد پارامترهای مستقل و وابسته، توسعه داده شدند. نتایج نشان داد که با توجه به مشخصات آماری در تخمین w بهترین عملکرد مربوط به مدل MARS است که شاخص های آماری دقت آن در مرحله آموزش عبارت از R2=0.902,RMSE=1.666 و در مرحله آزمایش عبارت از  R2=0.844,RMSE=2.317 است. در تخمین عمق کانال، عملکرد هر دو مدل MLP و MARS تقریبا برابر است که هر دو بر اساس فرم بی بعد دبی جریان به عنوان متغیر ورودی، توسعه داده شدند. شاخص های آماری هر دو مدل در مرحله آموزش عبارت از  و در مرحله آزمایش عبارت از   است. بهترین عملکرد مدل های توسعه داده شده در تخمین شیب طولی کانال نیز مربوط به هردو مدل MARS و GMDH است که البته به صورت جزیی، دقت مدل GMDH با شاخص های آماری   در مرحله آموزش و   در مرحله آزمایش بیشتر از مدل MARS است.

    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، مدل GMDH، مدل MARS، کانال فرسایشی، مدل رگرسیونی هوشمند
  • اسماعیل معصومی، رسول اجل لوییان*، امیرعباس نوربخش، میثم بیات صفحات 109-125

    از آنجایی که از خاک رس به نحوی گسترده در اکثر پروژه های عمرانی، استفاده می شود، موضوع بهسازی خاک های رسی دارای اهمیت قابل توجهی است. هدف در این پژوهش بهینه سازی متغیرهای موثر بر خواص ژیوپلیمرها و بهبود خواص مکانیکی آنها با استفاده از سرباره کوره بلند اصفهان بوده است. به این منظور از روش طراحی آماری تاگوچی برای مدل کردن 3 متغیر فرایند (سرباره کوره بلند، آب و عامل قلیایی سدیم هیدروکسید) که هر یک از آنها با 4 مقدار مختلف در طرح اختلاط استفاده شده اند، برای بهینه سازی مقاومت فشاری تک محوره ژیوپلیمرها استفاده شد. 16 ترکیب ژیوپلیمری تعیین شده توسط نرم افزار مینی تب، آماده و مقاومت فشاری تک محوره آنها اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده توسط روش آنالیز واریانس مدل سازی شده و بعد از آن اثرات متقابل 3 متغیر ذکر شده بر مقاومت فشاری تک محوره ژیوپلیمرها با استفاده از نمودارهای دو بعدی بررسی شد. سپس بهینه سازی متغیرها صورت گرفت و مقادیر پیشنهاد شده برای نمونه بهینه در دماهای 25، 50 و 70 درجه سانتی گراد و زمان های 3، 7، 14و 28 روز عمل آوری مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج پیش بینی شده توسط مدل ها و نتایج حاصل از آزمایش ها، اعتبار مدل ها را تایید کرد. همچنین در عکس های گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) شاهد کاهش تخلخل از زمان 7 تا 28 روزه خواهد بود که نشان می دهد استفاده از روش ژیوپلیمیریزاسیون نقش زیادی در تثبیت خاک های ضعیف رسی با پلاستیسیته پایین را دارد. همچنین تاثیر الیاف همراه با ژیوپلیمر را برای مسلح کردن آن نیز مورد بررسی داده شد و در ادامه برای ارزیابی بهتر، مقایسه آن با تثبیت خاک با سیمان پرتلند صورت گرفت. نتایج حاکی از آن است که در بهینه ترین ترکیب ژیوپلیمر مقاومت باربری خاک رس بیش از 3400 درصد افزایش داشته است. این در حالی است که الیاف نیز همراه ژیوپلیمر با درصد و طول بهینه (0/1 درصد وزنی ترکیب ژیوپلیمر و طول 12 میلی متر) توانسته مقاومت فشاری تک محوره خاک رس را نزدیک به 4000 درصد افزایش دهد که نشان دهنده تاثیر بسیار خوب استفاده از الیاف همراه با ژیوپلیمر در این پژوهش بوده است.

    کلیدواژگان: تثبیت خاک، مقاومت تک محوره، خاک رس با پلاستیسیته پایین، سرباره کوره بلند، روش تاگوچی، میکروسکوپ الکترونی روبشی
  • پریسا فتاح، خسرو حسینی*، سید علی اصغر هاشمی صفحات 127-142

    فرسایش بارانی نقش مهمی در تلفات خاک به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک با پوشش گیاهی فقیر ایفا می کند. در این مقاله با تحلیل الگو ی رگبار های رخ داده طی 26 سال در چهار حوضه واقع در شهرستان سمنان به بررسی تاثیر آنها بر الگو ی رسوبات فرسایش یافته از حوضه پرداخته شده است. برای این منظور، افق های رسوبی حاصل از نمونه برداری رسوبات سدهای تاخیری در سال 1396 به بارش های متناظر مرتبط شده اند. با توجه به وقوع بیشترین میزان بارندگی در هر یک از چارک های بارش، هایتوگراف بارش ها به 4 دسته تقسیم شد. دسته منحنی های تجمعی بارش با چارک مشابه در یک شکل ترسیم شده و با منحنی های رسوبات و بالعکس با لحاظ کردن خصوصیات فیزیکی حوضه مقایسه شدند. نتایج نشان داد که حوضه علی آباد (با شیب کمتر و کشیدگی بیشتر) با چارک موثر نوع 3 بیشترین میزان شباهت را در الگوهای بارش و رسوب دارد و همچنین حوضه سولدره غربی (با بیشترین شیب و کمترین کشیدگی) با چارک موثر نوع 2 کمترین میزان شباهت را در الگوهای بارش و رسوب دارد. نتایج بیانگر نقش مهم الگوی رگبار بر الگوی رسوبات ناشی از آن است که شباهتی تا 85 درصد را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تغییرات باران، فرسایش آبی، الگوی رسوب، مخازن، چارک های بارش
  • حدیث دقیق، حبیب موسوی جهرمی*، امیر خسروجردی، حسین حسن پور درویشی صفحات 143-157

    وجود خاک سیلت ماسه ای در زمان فونداسیون های سازه های بتنی و سازه های هیدرولیکی و آبیاری همواره باعث به وجود آمدن چالش هایی شده است. بالابردن پایداری و ظرفیت باربری این خاک سست، با استفاده از اضافه کردن مواد دیگر همواره مورد بحث و تحقیق بوده است. تحقیق حاضر، اثر دوره عمل آوری و درصدهای مختلف مواد افزودنی گوناگون روی مقاومت خاک های سیلت ماسه ای را مورد بحث و بررسی قرار می دهد. از این رو، مواد افزودنی مختلفی با درصد اختلاط 3، 5 و 7 درصد وزنی در دوره های عمل آوری 3، 7، 14، 21 و 28 روز به خاک اضافه شد. به منظور بررسی تاثیر هر یک از این مواد افزودنی بر پارامترهای مقاومتی خاک سیلت ماسه ای، تست های آزمایشگاهی نظیر مقاومت فشاری تک محوری (U.C.S) و ظرفیت باربری کالیفرنیا (C.B.R) انجام شد. در مجموع، 299 آزمایش در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران انجام گرفت. نتایج نشان داد،که اضافه کردن افزودنی های بتن به مراتب تاثیر بیشتری را بر بالابردن مقاومت فشاری و ظرفیت باربری در خاک سیلت ماسه دار دارد. همچنین، مقاومت فشاری و ظرفیت باربری به مرور زمان برای افزودنی های سیمان افزایش پیدا کرده و در روز 21 این درصد نرخ ثابت به خود می گیرند. درحالی که مواد افزودنی کانفیکس و بنتونیت تاثیر معناداری بر افزایش ظرفیت باربری ندارند. در ادامه تغییرات درصد اختلاط مواد نشان داد، افزایش میزان اختلاط مواد سیمانی باعث افزایش مقاومت فشاری و ظرفیت باربری برای مواد بتنی می شود. درحالی که مواد کانفیکس و بنتونیت همچنان تاثیر کمی را دارا هستند. بیشترین ظرفیت باربری و مقاومت فشاری به ازای سیمان پوزولانی به وجود می آمد. این مقادیر نشان داد به ازای افزودن 5 درصد سیمان پوزولانی و 7 درصد سیمان پرتلند با 28 روز عمل آوری، بیشترین عدد CBR  و مقاومت UCS   به ترتیب به مقدار 176/26  و 17/58 کیلوگرم بر سانتی متر مربع به وجود خواهد آمد. همچنین الگوی گسیختگی مورد بررسی قرار داده شد. این مقایسه ها نشان داد با افزایش دوره عمل آوری، رفتار نمونه ها از نیمه ترد به ترد و به سمت سخت شدن تغییر می کند.

    کلیدواژگان: درصد اختلاط، دوره عمل آوری، مقاومت فشاری، ظرفیت باربری، آزمایش UCS، آزمایش CBR
  • سعیده پرویزی*، سعید اسلامیان، مهدی قیصری، علیرضا گوهری، سعید سلطانی کوپایی، پوریا محیط اصفهانی صفحات 159-175

    بررسی همگنی منطقه ای با استفاده از خصوصیات تک متغیره، گام مهمی در روش تجزیه و تحلیل فراوانی منطقه ای است؛ لیکن برخی پدیده های هیدرولوژیک دارای خصوصیات چندمتغیره بوده که نمی توان با روش های تک متغیره آنها را بررسی کرد. خشکسالی ها از جمله این پدیده ها هستند که تعریف آنها به صورت تک متغیره برای ارزیابی خطرات، تصمیم گیری و مدیریت مناسب تاثیرگذار نخواهد بود. بدین جهت در این مطالعه، به بررسی تحلیل فراوانی منطقه ای خشکسالی به صورت چندمتغیره با استفاده از شاخص های SEI (تبخیر- تعرق استاندارد شده)، SSI (رطوبت خاک استاندارد شده) و SRI (رواناب استاندارد شده) در حوضه آبریز کرخه طی دوره آماری 1996 تا 2019 پرداخته شد. شاخص ها، با استفاده از روش گشتاورهای خطی چندمتغیره و توابع کاپولا، توزیع توام احتمال بین متغیرهای تبخیر- تعرق، رواناب و رطوبت خاک را محاسبه کرده و خشکسالی های هواشناسی، کشاورزی و هیدرولوژیک را به صورت همزمان مدنظر قرار دادند. نتایج تحلیل فراوانی منطقه ای چندمتغیره، با درنظر گرفتن تابع منطقه ای کاپولا گامبل، نشان داد که حوضه از لحاظ شدت شاخص های توام خشکسالی SEI-SSI در تداوم های مشترک همگن قابل قبول و از لحاظ شاخص های SEI-SRI ناهمگن است. این درحالی است که پس از خوشه بندی حوضه به چهار ناحیه همگن از لحاظ خصوصیات شاخص SPI (بارش استاندارد شده)، حوضه در تمام نواحی از لحاظ شاخص های تک متغیره SEI، SSI و SRI همگن قابل قبول و در خوشه سوم و چهارم شاخص های خشکسالی SRI و SSI ناهمگن شناسایی شد. توابع توزیع پیرسون نوع (3)، پارتو، نرمال و لجستیک عمومی برای بررسی خصوصیات شاخص های خشکسالی SEI، SSI و SRI در این حالت، مناسب تشخیص داده شد. درنهایت برآورد بزرگی انواع خشکسالی های توام و احتمال وقوع آنها نشان داد که نواحی شمالی و جنوبی حوضه آبریز کرخه طی سال های آتی، خشکسالی های کوتاه و پیاپی را تجربه خواهند کرد. خشکسالی ها در مناطق فاقد داده های هواشناسی، از نظر احتمال مشترک با استفاده از روش تحلیل فراوانی منطقه ای خشکسالی پیشنهاد شده در این پژوهش، قابل پیش بینی هستند.

    کلیدواژگان: آزمون های همگنی، ایستگاه های ناجور، منحنی رشد، شدت خشکسالی، مدت خشکسالی، حوضه آبریز کرخه
  • حسین نوری حسن آبادی، محمدرضا کاویانپور*، امیر خسروجردی، حسین بابازاده صفحات 177-191

    استفاده از زبری پیوسته در بستر تنداب در شرایط برابر با روش های متداول استهلاک انرژی مانند حوضچه های آرامش، سرریزهای پلکانی، پرش اسکی و استقرار موانع در بستر تنداب می تواند روشی کارآمد برای افزایش استهلاک انرژی جریان در این سازه ها باشد. در این پژوهش تاثیر زبری بستر تنداب بر میزان استهلاک انرژی جنبشی جریان مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، رابطه عمومی بدون بعد توسعه داده شده و پس از واسنجی حل عددی با نتایج آزمایشگاهی، میزان استهلاک انرژی سازه در سه شیب 15، 22/5 و 30 درجه، با شش زبری 0/005، 0/0072، 0/0111، 0/016 و 0/022 متر و بدون زبری (شاهد) و سه دبی 0/07، 0/09 و 0/11 متر مکعب بر ثانیه، بررسی شد. بر اساس نتایج حاضر با ایجاد زبری ممتد در بستر تنداب، استهلاک انرژی افزایش می یابد. همچنین، با افزایش شیب تنداب، نسبت استهلاک انرژی در طول سرریز زبر به سرریز صاف افزایش می یابد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار استهلاک انرژی نسبی در حضور زبری، مربوط به شیب 22/5 درجه و برای زبری 22/2 میلی متر (85%) بوده و کمترین استهلاک انرژی نسبی نیز در حالت شاهد (25%) مشاهده شد. بنابراین، استفاده از بستر تنداب طبیعی بدون پوشش بتنی، از جنبه محیط زیست و قابلیت استهلاک انرژی، قابل توصیه است.

    کلیدواژگان: سرریز شوت، حل عددی، استهلاک انرژی، بستر زبر
  • گل مهر صمدی*، سید فرهاد موسوی، حجت کرمی صفحات 193-209

    با استفاده از ابزارهای گوناگون از جمله مدل های ریاضی ، می توان با حداقل هزینه و زمان، تاثیر گزینه های مختلف مدیریتی را بر منابع آب یک منطقه و شرایط موجود ارزیابی و کاربردی ترین مورد را انتخاب کرد. در این پژوهش، با استفاده از داده های اقلیمی، هیدرولوژیک و هیدرومتری در حوضه آبریز ملایر، مدل هیدرولوژیک SWAT در بازه زمانی 1398-1388 اجرا و صحت سنجی مدل نهایی توسط  SWAT-CUP انجام شد. در راستای کاهش میزان عدم قطعیت در پارامترهای ورودی به مدل MODFLOW، با استفاده از مقدار تغذیه سطحی حاصل از اجرای مدل SWAT، مدل سازی کمی آبخوان ملایر در نرم افزار GMS توسط مدل MODFLOW با اطمینان بیشتری انجام شد. پس از شبیه سازی آبخوان ملایر در سال های 1397-1388 و صحت سنجی آن در سال آبی 1398-1397، مقادیر میانگین خطای مطلق (MAE) بین 0/35 تا 0/65 متر و جذر میانگین مربعات خطاها (RMSE) بین 0/62 تا 0/94 متر به دست آمد که با توجه به حدود سطوح آب محاسباتی و مشاهداتی برابر با 1650متر، قابل قبول به نظر می رسد. نتایج تغییرات سطح آب در چاه های مشاهده ای واقع در منطقه ملایر حاکی از آن است که تراز سطح آب زیرزمینی در محدوده آبخوان در دوره مطالعاتی 10 ساله به طور میانگین 9/7 متر کاهش داشته است.

    کلیدواژگان: مدل سازی کمی، آبخوان ملایر، آب زیرزمینی، GMS، MODFLOW، SWAT
  • مهری صادقی، سید تقی امید نائینی، فواد کیلانه ئی، مجید گلوئی* صفحات 211-229

    یکی از اجزا مهم در هیدرولیک سدها، سرریزها هستند. مبنای طراحی سرریزهای اوجی، پروفیل زیرین جریان عبوری از سرریز لبه تیز است. چنانچه پروفیل سرریز اوجی در حالت دبی حداکثر از پروفیل زیرین جریان عبوری از سرریز لبه تیز تبعیت نماید، فشار وارده به کف سرریز برابر با صفر می شود. بنابراین، در این مقاله به طراحی سرریز اوجی براساس پروفیل زیرین جریان عبوری از سرریز لبه تیز مستطیلی حاصل از شبیه سازی عددی در حالت دو بعدی قایم و سه بعدی و مقایسه آن با پروفیل استاندارد سرریز اوجی پرداخته شده است. نتایج نشان داد که پروفیل استاندارد سرریز اوجی و پروفیل زیرین به دست آمده از حالت دو بعدی کاملا بر یکدیگر منطبق شدند ولی در مقایسه با پروفیل سه بعدی تفاوت هایی مشاهده شد، که این مهم به عدم در نظر گرفتن دیوار هدایت ها در داخل مخزن سد مرتبط بود. با توجه به تحلیل ها، درصورتی که جریان ورودی به سرریز به صورت موازی با محور آن باشد پروفیل زیرین سرریز لبه تیز در تطابق کامل با پروفیل استاندارد خواهد بود. از آنجا که هندسه دیوار هدایت سرریزها معمولا بوسیله ساخت مدل فیزیکی در آزمایشگاه بوده و این عمل نیز اغلب بصورت سعی و خطا و با هزینه زیاد انجام می شود، در این مقاله بر اساس مطالعه موردی سرریز سد کارون 3، سعی شده است با استفاده از مدل سازی عددی نزدیکترین هندسه به هندسه دیوار هدایت سرریز که کمترین اختلاف را در سرعت-های عرضی ایجاد نماید، به دست آید. این روش باعث خواهد شد تا روند طراحی و مدل سازی فیزیکی سرریز نیز از نظر زمانی و اقتصادی بهینه تر و سریعتر انجام شود.

    کلیدواژگان: سرریز اوجی، پروفیل استاندارد، سرریز لبه تیز، دیوار هدایت، شبیه سازی عددی
  • فوزیه بیگ محمدی، عیسی سلگی*، محسن سلیمانی، علی اصغر بسالت پور صفحات 231-246

    حضور صنایع و نزدیکی آنها به مراکز مسکونی در شهر اراک و آلودگی ناشی از عناصر بالقوه سمی (PTEs= Potentially toxic elements) تهدید جدی برای سلامتی انسان و موجودات زنده در این منطقه محسوب می شود. در این میان آلودگی خاک به PTEs یکی از چالش های مطرح شده در این منطقه است و مطالعات متنوعی در این زمینه انجام شده است. مطالعات فراتحلیل، ارزیابی جامع از نتایج موجود در یک موضوع ارایه می دهند. در بررسی حاضر نتایج مطالعات آلودگی خاک به PTEs در دوره 11 ساله (2009 تا 2020) در شهر اراک مورد تحلیل قرار گرفت. در این بررسی خطر، پتانسیل سمیت و خطرات سرطان زایی و غیر سرطان زایی PETs به کمک شاخص ها و روابط ریاضی ارزیابی شد. بر اساس نتایج حاصل از شاخص های آلودگی، خاک منطقه مورد مطالعه از نظر PETs شامل Zn، Cd، Cr، Ni، As، Pb، Cu و Hg در طبقه آلوده و بسیار آلوده قرار داشت. خطر اکولوژیک PETs در منطقه قابل توجه بوده و خاک منطقه از نظر پتانسیل سمیت PETs دارای سمیت حاد برآورد شد. سهم کادمیوم، آرسنیک و جیوه به ترتیب 49/3، 23/2 و 18/3 درصد از خطر اکولوژیک منطقه و نیکل، کروم و آرسنیک به ترتیب 34/7، 23/03 و 22/07 درصد از پتانسیل سمیت PETs در خاک منطقه برآورد شد. آرسنیک، نیکل و کروم بیشترین خطر سرطان زایی برای کودکان از هر دو مسیر بلع و تنفس را داشته و در مورد بزرگسالان کروم، آرسنیک و نیکل بیشترین خطر سرطان زایی را از مسیر تنفس داشتند. با توجه به نتایج به دست آمده از مطالعات صورت گرفته، نگران کننده ترین PETs در منطقه مورد مطالعه شامل As، Cd و Pb و مهم ترین منشا انتشار آنها در شهر اراک منابع انسان زاد و صنایع هستند.

    کلیدواژگان: شهر اراک، عناصر بالقوه سمی، پتانسیل سمیت، دستیابی زیستی، فراتحلیل
  • سارا ایوبی ایوبلو، مهدی وفاخواه*، حمیدرضا پورقاسمی صفحات 247-265

    رشد جمعیت، توسعه شهرنشینی و تغییر کاربری اراضی باعث افزایش رویداد سیلاب های ویرانگر شده است. ایران نیز در میان کشورهای با خطرپذیری بالای سیل قرار دارد، به طوری که سیلاب های ویرانگر بهار 1398 با مرگ و میر و خسارت های مالی چشمگیری در بیش از ده استان کشور از آخرین نمونه های خسارات سیلاب است. هدف از این پژوهش تهیه نقشه ریسک سیلاب شهری منطقه چهار شیراز است که برای این امر آسیب پذیری منطقه با مدل های تصمیم گیری چندمعیاره PROMETHEE II، COPRAS و محدوده های خطر سیلاب شهری با مدل های حداقل مربعات جزیی (PLS) و رگرسیون ستیغی (RR) تهیه شد و با استفاده از حاصل ضرب آسیب پذیری در احتمال خطر در محیط نرم افزار ArcGIS نقشه ریسک به دست آمد. بر اساس نتایج پژوهش، پس از طبقه بندی میزان آسیب پذیری، بیشترین درصد منطقه مورد مطالعه در مدل PROMETHEE II و COPRAS مربوط به طبقه متوسط آسیب پذیری است. ارزیابی خروجی مدل های آسیب پذیری، با استفاده از منطق بولین و آماره های RMSE و MAPE نشان داد که مدل COPRAS نتایج بهتری نسبت به مدل PROMETHEE II ارایه کرده است. نتایج مدل های حداقل مربعات جزیی (PLS) و رگرسیون ستیغی (RR) در مدل سازی احتمال خطر سیلاب به وسیله دیاگرام تیلور مورد تحلیل قرار گرفت که نشان دهنده برتری مدل رگرسیون ستیغی (RR) و دقت این مدل در تهیه نقشه خطر سیلاب شهری است. بررسی نقشه ریسک نشان داد که 34 درصد از منطقه (973 هکتار) در محدوده خطر زیاد و بسیار زیاد سیلاب قرار دارد.

    کلیدواژگان: خطر، آسیب پذیری، سیلاب شهری، رگرسیون ستیغی، COPRAS
  • اباذر اسمعیلی عوری*، پریسا فرضی، سپیده چوبه صفحات 267-279

    انجام برنامه ریزی و فراهم آوردن ابزارهای مناسب برای کاهش اثرات نامطلوب مخاطرات طبیعی از جمله سیل، اجتناب ناپذیر است. دستیابی به هدف فوق وابسته به وجود آگاهی و اطلاعات کافی و دقیق درباره آسیب پذیری بوم سازگان های مختلف (آبخیزها) نسبت به عوامل مخرب گوناگون است. ارزیابی آسیب پذیری از طریق شناسایی تنش ها و آشفتگی های بالقوه (طبیعی و انسان پدید) و نیز برآورد درجه حساسیت آبخیزها، امکان پیش بینی اثرات و انتخاب راه کارهای مناسب را برای مدیریت پایدار این بوم سازگان ها فراهم می آورد. از این رو، این پژوهش با هدف شناسایی و رتبه بندی زیرحوضه های آسیب پذیر در مقابل سیلاب در دشت اردبیل با درنظر گرفتن ابعاد اجتماعی، اقتصادی، زیرساختی و بوم شناختی طرح ریزی شده است. برای این منظور ابتدا شاخص ها و معیارهای هر بعد با درنظر گرفتن شرایط حاکم بر دشت اردبیل شناسایی شده، سپس اطلاعات و داده های اقلیمی، هیدرولوژیکی، جمعیتی، اقتصادی و زیرساختی و کاربری اراضی از مراجع ذی ربط اخذ شد. در ادامه معیارهای مذبور استاندارد شده و وزن متناسب با اهمیت آنها بر اساس روش BWM محاسبه و داده های حاصل از این مرحله با استفاده از تکنیک TOPSIS، برای رتبه بندی آسیب پذیری سیلاب برای زیرحوضه های مختلف موجود در دشت اردبیل و برای دوره زمانی 1385-1395 انجام شد. درنهایت نقشه آسیب پذیری دشت اردبیل در مقابل سیلاب تهیه و ارایه شد. طبق نتایج، معیارهای تراکم ساختمان، بارش، تراکم جمعیت و نرخ بیکاری از مهم ترین معیارهای آسیب پذیری بود و در میان ابعاد مورد بررسی، بعد زیرساختی دارای اهمیت زیادی در آسیب پذیری در مقابل سیلاب در دشت اردبیل است. بر اساس نقشه جامع آسیب پذیری نیز زیرحوضه 7 در دشت اردبیل، آسیب پذیر ترین زیرحوضه منطقه مورد مطالعه شناسایی شد.

    کلیدواژگان: انعطاف پذیری، دشت اردبیل، شاخص ترکیبی، نقشه مدیریت سیل، وزن دهی بهترین بدترین
  • حبیب باباجعفری*، شهلا پایمزد، مه نوش مقدسی، سید محمدرضا حسینی وردنجانی صفحات 281-302

    خشکسالی به‌دلیل شروع آهسته و تاثیر بلندمدت آن یکی از پیچیده‌ترین بلایای طبیعی است ، امروزه استفاده از تکنیک سنجش از دور و تصاویر ماهواره‌ای به‌عنوان یک ابزار مفید برای پایش خشکسالی کشاورزی مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، هدف، ارزیابی پایش مکانی و زمانی خشکسالی کشاورزی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه با شاخص خشکسالی ETDI که از روی تصاویر ماهواره نوا بر اساس تبخیر و تعرق واقعی حاصل از الگوریتم SEBS، محاسبه و مقایسه آن با شاخص زمینی SPI است. بدین منظور از 248 تصویر سنجنده AVHRR و ماهواره NOAA طی دوره آماری 2009-1998 و 17 ایستگاه هواشناسی با دوره آماری 30 ساله برای محاسبه شاخص‌ها استفاده شد. به‌منظور تعیین اراضی کشاورزی، تعداد شش هزار نقطه برای کاربری‌های مختلف برداشت و تبخیر و تعرق واقعی آنها به‌کمک الگوریتم SEBS شد. نتایج نشان داد با شروع دوره خشکسالی در سال 1998 شاخص ETDI، خشکسالی را در ماه می با مقدار 9/4 درصد در وضعیت خشکسالی ضعیف و 90/6 درصد در وضعیت نرمال نشان می‌دهد. با گذشت زمان، در ماه جون شرایط با مقدار 95 درصد در وضعیت خشکسالی ضعیف و 5 درصد در وضعیت نرمال برای شهر تبریز متفاوت‌تر می‌شود و در ماه ژوییه کل حوضه آبریز، خشکسالی ضعیفی را تجربه می‌کند. سپس در ماه آگوست 84 درصد حوضه در وضعیت نرمال و 16 درصد در شهر تبریز و ارومیه خشکسالی ضعیف اعلام می‌شود، همچنین مشخص شد شاخص خشکسالی ETDI به‌علت ترکیب باندهای مریی و مادون قرمز و ترکیب آن با داده‌های زمینی، دارای مفهوم فیزیکی بوده و از قطعیت بالایی برخوردار است و خشکسالی را سریع‌تر و دقیق‌تر پیش‌بینی می‌کند.

    کلیدواژگان: خشکسالی کشاورزی، سنجنده AVHRR، شاخص ETDI، شاخص SPI
  • نعمت دالوند، سهیل سبحان اردکانی*، مریم کیانی صدر، مهرداد چراغی، بهاره لرستانی صفحات 303-316

    از آنجا که افراد زمان زیادی را در فضاهای سربسته و به‌ویژه داخل خانه سپری می‌کنند، بنابراین، احتمال مواجهه آنها با هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای (PAHs) به‌عنوان آلاینده‌های محیط داخلی با قابلیت ناهنجاری‌زایی، جهش‌زایی و سرطان‌زایی بسیار زیاد است. بنابراین، این مطالعه با هدف شناسایی و تعیین محتوی ترکیبات PAH در نمونه‌های گرد و غبار محیط داخلی برخی منازل مسکونی شهر خرم‌آباد در سال 1398 انجام شد. بدین منظور، در مجموع 50 نمونه گرد و غبار از 10 مکان نمونه‌برداری منتخب جمع‌آوری شد و پس از استخراج آنالیت‌ها، نسبت به شناسایی و تعیین مقادیر ایزومرهای PAH با استفاده از روش کروماتوگرافی گازی- طیف‌سنجی جرمی (GC-MS) اقدام شد. پردازش آماری داده‌ها نیز با استفاده از نرم‌افزار SPSS انجام شد. یافته‌ها بیانگر شناسایی 16 ایزومر PAH دارای اولویت در نمونه‌ها با کمینه، بیشینه و میانگین مقادیر مجموع به‌ترتیب برابر با 14/0، 23/3 و 19/2 میکروگرم در کیلوگرم بود. از طرفی، نتایج نشان داد که میانگین مقادیر هر 16 ترکیب PAH شناسایی ‌شده در نمونه‌های گرد و غبار با بیشینه رواداری وزارت بهداشت، رفاه و ورزش آلمان و همچنین سازمان حفاظت محیط‌زیست ایران اختلاف معنی‌دار آماری (0/050 > p) داشته و برای همه ایزومرها از حد مجاز کوچک‌تر بوده است. با توجه به مخاطرات ناشی از مواجهه با ترکیبات PAH، نسبت به شناسایی، تعیین محتوی، منشا‌یابی و پایش دوره‌ای این آلاینده‌ها در نمونه‌های محیط ‌زیستی همچون خاک، رسوب، گرد و غبار، ذرات معلق، آب، هوا و بافت‌های بدن و تلاش برای کنترل منابع تولید و کاهش انتشار آنها با هدف حفظ سلامت محیط و شهروندان توصیه می‌شود.

    کلیدواژگان: اثر سوء سلامتی، بیشینه رواداری، گرد و غبار خانگی، هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای، خرم آباد
  • محمدرضا بهادری، فاطمه رزاقی*، علیرضا سپاسخواه صفحات 317-328

    استفاده ناکار‌آمد از منابع آب محدود و در کنار آن افزایش جمعیت و افزایش تقاضای آب به‌منظور تولید غذا، منابع آب کشاورزی را با تهدیدهای زیادی مواجه کرده است. یکی از راه‌های غلبه با این مشکل، بهبود بهره‌وری آب با معرفی محصولات جدید متحمل به تنش‌های آبی مانند کینوا است. در این مطالعه، اثر تنش آبی در مراحل مختلف رشد گیاه (سبزینگی، گلدهی و پر کردن دانه) بر روی پارامترهای گیاهی، عملکرد و بهره‌وری آب کینوا بررسی شد. این پژوهش در شرایط مزرعه‌ای و تیمارها به‌صورت آزمایش بلوک و در قالب طرح کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایش عبارتند از: تیمار بدون تنش آبی یا آبیاری کامل (F) و تیمار تنش آبی (D) به میزان 50 درصد نیاز آبیاری کامل در مراحل مختلف رشد. کاربرد کم‌آبیاری در طی مراحل مختلف رشد باعث کاهش هدایت روزنه‌ای، شاخص سطح برگ، پتانسیل آب برگ، عملکرد دانه و بهره‌وری آب شد، درحالی که کم‌آبیاری باعث افزایش دمای پوشش سبز گیاه شد. با توجه به نتایج این پژوهش، مرحله گلدهی کینوا به تنش آبیاری بسیار حساس بوده، به‌طوری که میزان محصول کمتری نسبت به حالتی که تنش آبی در مرحله سبزینگی و یا پرکردن دانه اعمال شود، تولید شده است.

    کلیدواژگان: دمای پوشش سبز، پتانسیل آب برگ، بهره وری آب، کم آبیاری، رقم تیتیکاکا
  • جهانگیر عابدی کوپایی*، محمدمهدی درافشان، سید علیرضا گوهری صفحات 329-342

    روش‌های متعددی برای شوری‌زدایی از پساب‌های شور وجود دارد که یکی از مهم‌ترین آنها، زیست‌پالایی است. هالوفیت‌ها گیاهانی هستند که قادرند غلظت‌هایی از نمک را تحمل کنند که اغلب گیاهان در این شرایط قادر به حیات نیستند. در این پژوهش، امکان شوری‌زدایی با استفاده از گیاه هالوفیت کینوا گونه تیتیکاکا مورد مطالعه قرارگرفته است. گیاه کینوا با استفاده از سیستم کشت بدون خاک (هیدروپونیک) و در سه سطح شوری (2، 8 و 14 دسی‌زیمنس بر متر) و تعداد 12 مخزن (9 مخزن با گیاه و 3 مخزن دیگر بدون گیاه و به‌عنوان شاهد) با تعداد کل 135 بوته (تعداد 15 بوته در هر مخزن) و با دو زمان ‌ماند 15روزه‌ای (15 و30 روز) و در قالب یک طرح کاملا تصادفی به‌شکل چند عاملی با سه تکرار برای هر سطح شوری کشت داده شد و پارامترهای هدایت الکتریکی و سایر غلظت کاتیون‌ها و آنیون‌ها، قبل و بعد از تصفیه توسط این گیاه اندازه‌گیری شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان‌دهنده آن است که گیاه کینوا مقادیر هدایت الکتریکی را در سطوح شوریEC~ 2 dS/m (آب کم شور)، ~EC 8ds/m (آب لب‌شور) و EC~14 dS/m (آب با شوری زیاد) در مدت 30 روز به‌ترتیب 5/33، 8/12 و 9/35 درصد کاهش داد. همچنین یون‌های کلسیم، منیزیم، سدیم و کلراید را به‌ترتیب حداکثر 10، 7/62، 5/60 و 7/01 درصد بسته به سطح شوری کاهش می‌دهد. بر اساس نتایج این پژوهش، گیاه‌پالایی کینوا پتانسیل کمی در کاهش نمک از آب‌های نامتعارف مانند پساب‌های شور دارد.

    کلیدواژگان: تالاب تصفیه شناور، شوری زدایی، گیاه پالایی نمک از محلول ها
|
  • M. Kyanpoor Kal Khajeh, Me. Pajouhesh*, S. Emamgolizadeh Pages 1-14

    Humans are always trying to change land to use natural resources to meet their needs. One of the land use changes that take place in order to benefit from sustainable water resources is dam construction. Dam construction has many positive and negative consequences for the environment from the beginning to use. The objective of this study was to investigate the effect of Gotvand Dam on the problem of collision of water flow path with salt domes and large volume accumulation of salt behind the dam lake. Images of the Landsat 5 satellite TM sensor for 1991, Landsat 7 satellite ETM+ sensor for 2008, and Landsat 8 satellite OLI sensor for 2020 were used to classify images, and prepare land use maps of the studied basin. Reviewing and evaluating the land use maps of the study area showed that agricultural lands are being developed after the operation of the dam. Also, barren lands were decreasing as well as the area's water content was increasing during the study period. In the second period of study (2008-2020), the population of the regions with an increasing area has been increasing. Also, the rangeland and meadows had a decreasing trend during the first and second periods. The results of classification accuracy using the object-oriented method for three periods of 1991, 2008, and 2020 were obtained as 0.92, 0.97, and 0.93, respectively. In general, it can be stated that the construction of the dam has increased the area under cultivation of land and by increasing population and urbanization in the construction area of the dam, destruction and reduction of rangelands occurred.

    Keywords: Dam construction, Gotvand dam, Change detection, Classification compare
  • H. Ahmadzadeh*, A. Fakheri Fard, MohammadAli Ghorbani, M. Tajrishy Pages 15-34

    Determining the actual evapotranspiration value and analyzing its temporal trend is essential for optimal water resources management in a basin. In the present paper, the actual evapotranspiration time series is simulated and its trend is analyzed according to the trend of climatic variables and land use in the Ajichi basin during the period of 2015-1987. The comprehensive SWAT model was set up, calibrated, and validated for the Ajichi basin. Also, the average of simulated actual evapotranspiration of crops (in wet years) was compared with similar values in the National Water Document. The results of the Mann-Kendall trend test showed that the annual rainfall in most meteorological stations had a decreasing trend and the rainfall trend in the ten stations decreased significantly. While the annual maximum temperature at all stations and the annual minimum temperature in most of them have significantly increased. Investigation of land use maps illustrated that the irrigated land area of the basin has increased by a 39% during the study period. According the study's results, the potential evapotranspiration of the basin has had a significant increasing trend with a rate of 2.54 mm per year. The results indicated that despite the increasing trend of potential evapotranspiration and irrigated land area, the actual evapotranspiration of the basin had a significant decreasing trend with a rate of 2.2 mm per year due to the decrease in rainfall.

    Keywords: Climate variables, Land use, Actual evapotranspiration, SWAT, Trend analysis, AjiChi basin
  • Soghra Bagheri, M.R. Ansari*, A. Norouzi Pages 35-54

    Soil erosion has been one of the most important problems of watersheds in the world and is considered one of the main obstacles to achieving sustainable development in agriculture and natural resources. Identifying and prioritizing regions sensitive to soil erosion is essential for water and soil conservation and natural resource management in watersheds. The present research was performed in 2021 year to prioritize the soil erosion susceptibility in 12 sub-watersheds of the Roudzard watershed in Khouzestan province using morphometric analysis and multiple criteria decision-making (MCDM) methods. In this regard, 11 morphometric parameters including shape parameters such as compactness constant (Cc), circularity ratio (Rc), form factor (Rf), elongation ratio (Re), linear parameters such as drainage density (Dd), stream frequency (Fs), drainage texture (Dt), bifurcation ratio (Rb), Basin length (L), Length of overland flow (Lg), and topographic parameter including Ruggedness number (Rn) were extracted and their relative weights were calculated using Analytic Hierarchy Process (AHP). The prioritization sub-watershed to soil erosion was performed using TOPSIS, VIKOR, and SAW methods, and the results were combined using rank mean, Copeland, and Borda methods. The final prioritization was compared with the amount of specific erosion in the MPSIAC model by determining Spearman's correlation coefficient. The result of the evaluation of morphometric parameters by using the AHP model showed that drainage density (0.161), drainage texture (0.158), and stream frequency (0.146) had the greatest effect on the erodability of the sub-watersheds. In contrast, the form factor (0.049), Elongation Ratio (0.036), and shape factor (0.026) had the least effects on erodability of the study area. In this research, the Spearman correlation coefficient between the final result of prioritizing the sub-watershed and the MPSIAC model was obtained as 0.8 in p-value<0.01. The results of prioritization of the sub-watersheds in terms of their sensitivity to soil erosion showed that sub-watersheds 11, 12, and 10 with an area of 191.83 km2 are categorized as very sensitive to soil erosion due to high value of linear parameters, low value of shape parameters, sensitive geology formation, and poor vegetation cover and located in rank 1 to 3, respectively. According to the results sub-watersheds 11, 12, and 10 have the highest amount of specific erosion equal to 16.03, 12.48, and 11.6 tons per hectare per year, respectively. Therefore, these sub-watersheds are a priority for watershed management operations. The results of the present study showed that MCDM methods and morphometric analysis are suitable tools for identifying areas sensitive to soil erosion and using the combined methods of the results and it is possible to take advantage of each of the different multi-criteria decision-making methods.

    Keywords: TOPSIS, VIKOR, SAW, Soil erosion, Morphometry
  • F. Naeimi Hoshmand, F. Ahmadzadeh Kaleybar* Pages 55-67

    Hydrological models for evaluating and predicting the amount of available water in basins, flood frequency analysis, and developing strategies to deal with destructive floods are expanding daily. In this study, HEC-GeoHMS and Arc Hydro extensions in ArcGIS software and the HEC-HMS model were used to simulate design flood hydrographs in the Aydooghmush basin in the northwest of Iran. SCS-CN, SCS-UH, Maskingham, and monthly fixed methods were used to calculate rainfall losses, rainfall-runoff transformation, flood routing, and base flow, respectively. In model calibration with two real flood events, the average of absolute values of the residuals, the sum of the remaining squares, and the weight of the peak mean the error squares for the flood volume were 2.75, 5.91, and 5.32, respectively and for peak discharge were 8.9, 8.0, and 8.0, respectively. Model validation was evaluated as acceptable with a one percent error rate in the peak of discharge and a 19 percent in the flood volume. For maximum 24-hour precipitation, the log-Pearson type 3 was determined as the most suitable distribution in the SMADA model and design precipitation was extracted in different return periods. Thus, for the return period of 2 to 1000 years, the peak discharge and volume of the design flood were simulated equally to 18.8 to 415.6 m3 s-1 and 5.7 to 87.9 MCM, respectively.

    Keywords: Aydooghmush basin, Flood frequency analysis, Design flood, Hydrograph, Arc Hydro, HEC-GeoHMS, SMADA
  • S. Dehghani*, M. Naderi Khorasgani, A. Karimi Pages 69-89

    Knowledge of the distribution of heavy metal concentrations in different components of soil particles is significant to assess the risk of heavy metals. The objective of this study was to evaluate some pollution indices and spatial variations in their estimation in different components of soil particle size fractions (<2000 and> 63 μm) in the Baghan watershed in the southeast of Bushehr province with an area of about 929 square kilometers. The location of 120 surficial composite soil samples (0-20 cm) was determined by using the Latin hypercube method. Soil pollution was assessed using geochemical indices of contamination factor (CF) and pollution load index (PLI). The kriging method was used in the Arc GIS software to interpolate the spatial variations of CF and PLI. Based on the results, the CF displayed the particles in the size < 2000 microns compared to all metals in moderate pollution conditions (1≤CF <3) and with the fineness of soil particles (particles with a diameter <63 microns) concerning to Cd metal shows significant contamination status and moderate pollution with other metals, respectively. CFZn, CFCu, and CFFe in particle size <2000 microns and CFPb in finer class were fitted with a spherical model and other metal contamination coefficients with an exponential model. CFCd and CFFe have the highest impact ranges at <2000 and < 63 microns, respectively. The results of this research confirm that corrective operation is needed to monitor cadmium status in the studied area.

    Keywords: Soil contamination, Geostatistics, Contamination factor, Pollution load index, Baghan watershed
  • B. Shahinejad*, A. Parsaei, A. Haghizadeh, A. Arshia, Z. Shamsi Pages 91-107

    In this research, soft computational models including multiple adaptive spline regression model (MARS) and data group classification model (GMDH) were used to estimate the geometric dimensions of stable alluvial channels including channel surface width (w), flow depth (h), and longitudinal slope (S) and the results of the developed models were compared with the multilayer neural network (MLP) model. To develop the models, the flow rate parameters (Q), the average particle size in the floor and body (d50) as well as the shear stress (t) as input and the parameters of water surface width (w), flow depth (h), and longitudinal slope (S) were used as output parameters. Soft computing models were developed in two scenarios based on raw parameters and dimensionless form independent and dependent parameters. The results showed that the statistical characteristics in estimating w, the best performance is related to the MARS model, whose statistical indicators of accuracy in the training stage are R2 = 0.902, RMSE=1.666 and in the test phase is R2 = 0.844, RMSE=2.317. In estimating the channel depth, the performance of both GMDH and MARS models is approximately equal, both of which were developed based on the dimensionless form of flow rate as the input variable. The statistical indicators of both models in the training stage are R2 » 0.90, RMSE » 8.15 and in the test phase is R2 » 0.90, RMSE = 7.40. The best performance of the developed models in estimating the longitudinal slope of the channel was related to both MARS and GMDH models, although, in part, the accuracy of the GMDH model with statistical indicators R2 = 0.942, RMSE = 0.0011 in the training phase and R2 = 0.925, RMSE = 0.0014 in the experimental stage is more than the MARS model.

    Keywords: Artificial neural network, GMDH model, MARS model, Erosion channel, Intelligent regression model
  • E. Masoumi, R. Ajalloeian*, A.A. Nourbakhsh, M. Bayat Pages 109-125

    Since clay is widely used in most construction projects, the issue of improving clay soils has considerable importance. This study aimed to optimize the variables affecting the properties of geopolymer and improve their mechanical properties using Isfahan blast furnace slag. Taguchi's statistical design method was used to model three process variables (blast furnace slag, water, and alkali sodium hydroxide agent) with four different values in the mixing design. Geopolymer was used to optimize the uniaxial compressive strength. Sixteen geopolymer compositions determined by mini-tab software were prepared and their uniaxial compressive strength was measured. The obtained results were modeled by analysis of variance, and then the interactions of the three variables on the uniaxial compressive strength of geopolymer were investigated using two and 3D diagrams. Then, the variables were optimized and the proposed values for the optimal sample were examined at temperatures of 25, 50, and 70°C and at times of 3, 7, 14, and 28 days of operation. A comparison of the results predicted by the models and the results of the experiments confirmed the validity of the models. Also, the scanning electron microscopy (SEM) images showed that the porosity will reduce from 7 to 28 days. It indicated that the use of the geopolymerization method has a significant role in stabilizing weak clay soils with low plasticity. The effect of fibers and geopolymer to reinforce was also investigated and for better evaluation, it was compared with soil stabilization with Portland cement. The results showed that in the most optimal geopolymer composition, the bearing resistance of clay has increased by more than 3400%. Meanwhile, fibers along with geopolymer with optimal percentage and length (0.1% by weight of geopolymer composition and length of 12 mm) were able to increase the uniaxial compressive strength of clay by nearly 4000%, which shows the excellent effect of using cellular fibers parameter whit the geopolymer in this research.

    Keywords: Soil stabilization, Unrestricted compression test (UCS), Low-plastic clay, Blast furnace slag, Taguchi method, Scanning electron microscope (SEM)
  • P. Fattah, Kh. Hosseini*, A.A. Hashemi Pages 127-142

    Splash (raindrop) erosion plays an significant role in soil loss, especially in arid and semi-arid regions with poor vegetation. In this paper, by analyzing the pattern of rainfalls that occurred during 26 years in four basins located in Semnan County, their effect on the pattern of eroded sediments from the basin was investigated. Sedimentary layers from the sampling of retarding reservoir sediments in 2017 were related to the corresponding precipitations. Due to the occurrence of the highest amount of rainfall in each quarter of rainfall, rainfall hyetographs were divided into four categories. Cumulative precipitation curves with similar quartiles were drawn in one shape and compared with sediment curves and vice versa taking into account the physical characteristics of the basin. The results showed that the Aliabad basin (with less slope and more elongation) with an effective quarter of type 3 had the highest similarity in precipitation and sediment patterns. Also, the Western Soldereh basin (with the highest slope and the least elongation) with an effective quarter of type 2 had the least similarity in precipitation and sediment patterns. The results indicate the vital role of rainfall patterns on the resulting sediment patterns, which show up to 85% similarity.

    Keywords: Rainfall changes, Water erosion, Sediment pattern, Reservoirs, Precipitation quartiles
  • H. Daghigh, H. Mousavi Jahromi*, A. Khosrojerdi, H. Hassanpour Darvishi Pages 143-157

    The existence of silty sand in the infrastructure under concrete constructions, hydraulic structures, and irrigation systems has always caused challenges. Improving this kind of soil is always a challenging approach to increase compressive strength and shear stress. There is a conception that adding some extra material such as concrete can increase the stability of this soil against contributed forces. The present study investigated the effects of curing time (3, 7, 14, 21, and 28 days) and different percentages of various additives (3%, 5%, and 7%) on the strength of the silty sand soils. A series of laboratory tests were carried out to measure the Uniaxial Compressive Strength (UCS) and California Bearing Ratio (CBR) by evaluating the effect of additives on the strength parameters of silty sand soil. In total, 299 experimental tests have been conducted in the soil mechanics laboratory of SRBIAU. Results indicated that adding additives such as concrete to silty sand soil improved significantly the compressive strength and shear strength. The comparisons among the experimental test illustrate that due to increasing the curing time, the aforementioned parameters were increased significantly; however, Confix and Bentonite aggregates did not have a marginal effect on the compressive strength and shear strength. Also, after the 21st day of the curing time, the rate of increment of the UCS and CBR reached slightly and then attained a constant value. Also, after this duration, the curing time is an independent factor in the variation of the UCS and CBR tests. Furthermore, the addition of 5% Pozzolana cement and 7% Portland cement with 28 days of curing had the highest CBR number and UCS resistance of 176.26 and 17.58 kg/cm2, respectively. Also, the sketch of the different failure patterns was shown during the curing time. Finally, by increasing the curing time, the behavior of specimens from semi-brittle to brittle made them harder.

    Keywords: Percentage of the additive, Curing time, Compressive strength, Shear strength, UCS test, CBR test
  • S. Parvizi*, S. Eslamian, M. Gheysari, A.R. Gohari, S. Soltani Kopai, P. Mohit Esfahani Pages 159-175

    Investigation of homogeneity regions using univariate characteristics is an important step in the regional frequency analysis method. However, some hydrological phenomena have multivariate characteristics that cannot be studied by univariate methods. Droughts are one of these phenomena their definition as univariate will not be effective for risk assessment, decision-making, and management. Therefore, in this study, the regional frequency analysis of drought was studied in multivariate methods using SEI (Standardized Evapotranspiration Index), SSI (Standardized Soil Moisture Index), and SRI (Standardized Runoff Index) indices in the Karkheh River basin from 1996 to 2019. The indices calculated probabilistic distribution between the variables of evapotranspiration, runoff, and soil moisture using multivariate L-moments method and Copula functions and considered meteorological, agricultural, and hydrological droughts simultaneously. The results of multivariate regional frequency analysis considering the Copula Gumbel as the regional Copula showed that the basin is homogeneous in terms of severity of SEI-SSI combined drought indices and is heterogeneous in terms of severity of SEI-SSI combined drought indices. However, after clustering the basin into four homogeneous areas in terms of characteristics of SPI (Standardized Precipitation Index), the basin is homogeneous in all areas in terms of univariate SEI, SSI, and SRI indices and is heterogeneous in the third and fourth clusters of SRI and SSI drought indices. Pearson Type (III), Pareto, normal, and general logistics distribution functions were found suitable to investigate the characteristics of SEI, SSI, and SRI drought indices in this case. Finally, large estimates of the types of combined droughts and their probability of occurrence showed that the northern and southern parts of the Karkheh River basin will experience short and consecutive droughts in the next years. Droughts in areas without meteorological data can be predicted in terms of joint probability using the multivariate regional frequency analysis method proposed in this study.

    Keywords: Homogeneity tests, Discordant stations, Growth curve, Drought severity, Drought duration, Karkheh river basin
  • H. Noury Hasanabady, M.R. Kavianpour*, A. Khosrojerdi, H. Babazadeh Pages 177-191

    Using a rough bed for spillway compare to common dissipation methods such as stilling basins, stepped spillways, ski jumps, and bed elements may be more efficient to boost energy dissipation. In this research, the impact of spillway continuous bed roughness on energy dissipation was investigated. For this purpose, a non-dimensional relationship was developed, and by calibrating the numerical model based on the present experimental study, energy dissipation over the spillway for three slopes of 15, 22.5, and 30 (degree) with six roughness sizes of 0.0, 0.005, 0.0072, 0.0111, 0.016, and 0.022 (m) and three discharges of 170, 110, and 90 (lit/s) was investigated. Based on the present results, using a rough bed spillway will increase energy dissipation. Also, the ratio of energy lost per meter length of rough bed spillway to that of smooth spillway increases by chute slope. The results showed that the highest amount of relative energy consumption in the presence of roughness was related to the slope of 22.5 degrees and 22.2 mm for roughness (85%), and the lowest relative energy consumption was observed in the control state (25%). As a result of the present study, a natural rough bed without concrete coating has befitted in terms of environmental aspects, construction cost, and energy loss.

    Keywords: Chute spillway, Numerical model, Energy dissipation, Rough bed
  • G.M. Samadi*, F. Mousavi, H. Karami Pages 193-209

    The impact of different management options on the region and the existing conditions can be evaluated with minimal cost and time to select the most practical case using various tools including mathematical models. In this study, the SWAT hydrological model was performed from 2009 to 2019 using climatic, hydrological, and hydrometric data in the Malayer catchment, and the final model was validated by SWAT-CUP. To reduce the amount of uncertainty in the input parameters to the MODFLOW model, using the values of surface recharge from the implementation of the SWAT hydrological model, quantitative modeling of Malayer aquifer was performed more reliably in GMS software by using MODFLOW model. After modeling the study area in the 2009-2018 period and calibrating the model in the years from 2018 to 2019, the mean values of absolute error (MAE) were 0.35-0.65 m, and root means square error (RMSE) was 0.62-0.94 m, which seems acceptable considering computational and observational heads equal to 1650 m. Results of water level changes in observation wells located in the Malayer region indicate that the groundwater level in the aquifer has decreased by an average value of 9.7 m in the 10-year study period.

    Keywords: Quantitative modeling, Malayer aquifer, Groundwater, GMS, MODFLOW, SWAT
  • M. Sadeghi, T.O. Naeeni, F. Kilanehei, M. Galoie* Pages 211-229

    One of the most important hydraulic structures in a dam is the spillway. The design of the ogee spillway crest is based on the lower profile of the free-flow jet passing through the sharp-crested weir. When the downstream ogee spillway profile for the design discharge conforms to the lower profile of the free-jet passing through the sharp-crested weir, the pressure on that surface of the spillway becomes zero. In this study, the design of the ogee spillway was performed initially based on both two- and three-dimensional numerical modeling and then compared to the USBR standard method. The comparison of the final numerical and analytical results showed that although the vertical two-dimensional outputs were completely in agreement with the USBR standard profile, the three-dimensional profiles were different because in this model, guide walls were not considered. According to the analysis, if the flow entering the spillway is parallel to its axis, the lower profile of the sharp-edge spillway will be in complete agreement with the standard profile. Since, the design of guide wall geometry for ogee spillways is carried out using physical modeling which iteratively revises during a high-cost trial and error procedure, this research based on the case study of the spillway of Karun-3 dam has been tried using numerical modeling. The closest geometry to the geometry of the overflow guide wall was obtained which creates the least difference in transverse velocities. In this way, the design of guide walls can be done with more accuracy and low cost in comparison to physical modeling.

    Keywords: Ogee spillway, USBR standard profile, Sharp crested weir, Guide wall, Numerical simulation
  • F. Beigmohammadi, E. Solgi*, M. Soleimani, A.A. Besalatpour Pages 231-246

    The industrial areas are located near residential centers in the city of Arak and potentially toxic elements (PTEs) pollution is a serious threat to human health and living organisms in this area. Meanwhile, soil contamination by PTEs is one of the challenges in this region and various studies have been conducted in this area. Meta-analysis studies provide a comprehensive evaluation of the results of a subject. In the present study, soil contamination data for PTEs in the 11 years (2009 to 2020) were studied through the studies conducted in Arak. In this study, the risk, potential toxicity, and carcinogenic and non-carcinogenic risks of PETs were assessed using indices and mathematical relationships. Based on the results of pollution indices, the soil of Arak city in terms of PETs including Zn, Cd, Cr, Ni, As, Pb, Cu, and Hg were categorized into the polluted and highly polluted classes. The soil of the region in terms of PETs has significant ecological risk and acute toxicity. Cadmium, arsenic, and mercury showed the ecological risk of 49.3%, 23.2%, and 18.3% respectively, and nickel, chromium, and arsenic were responsible for 34.7%, 23.03%, and 22.07% of the toxicity potential of PETs in the soil. Arsenic, nickel, and chromium have the highest carcinogenic risk for children in both the ingestion and inhalation pathways, and chromium, arsenic, and nickel have the highest carcinogenic risk from the inhalation pathway for adults. According to the results, the most considerable PETs in the study area including As, Cd, and Pb, and the most important source of their emission in Arak are anthropogenic resources and industries.

    Keywords: Arak city, Potentially toxic elements, Potential toxicity, Bioavailability, Meta-analysis
  • S. Ayoubi Ayoublu, M. Vafakhah*, H.R. Pourghasemi Pages 247-265

    Population growth, urbanization, and land use change have increased disastrous floods. Iran is also among the countries at high risk of floods. The latest examples of flood damage are the devastating floods of the spring of 2019 with significant mortality and financial losses in more than ten provinces of the country. The purpose of this study is to prepare an urban flood risk map of District 4 City Shiraz. The vulnerability of the region was made using PROMETHEE Ⅱ and COPRAS multi-criteria decision-making models and urban flood hazard zones were prepared by partial least squares regression (PLSR) and ridge regression (RR) models and a risk map was obtained by multiplying the vulnerability and hazard in ArcGIS software. The highest percentage of the study area in the PROMETHEE Ⅱ and COPRAS models belongs to the moderate class of vulnerability. The evaluation of the vulnerability models using Boolean logic and RMSE and MAPE statistics, showed that the COPRAS model provided better results than the PROMETHEE model. The results of partial least square regression (PLSR) and ridge regression (RR) models in flood risk modeling were analyzed by the Taylor diagram, which showed the superiority of the ridge regression (RR) model and the accuracy of this model in preparing urban flood hazard maps. The risk map of the study area indicated that 34% of the area (973 ha) is in the range of high and very high flood risk.

    Keywords: Hazard, Vulnerability, Urban flood, Ridge regression, COPRAS
  • A. Esmali Ouri*, P. Farzi, S. Choubeh Pages 267-279

    Planning and providing appropriate tools to reduce the adverse effects of natural hazards including floods is inevitable. Achieving the above goal depends on having sufficient and accurate knowledge and information about the vulnerability of different ecosystems (watersheds) to various destructive factors. Vulnerability assessment by identifying potential stresses and disturbances (natural and man-made) as well as estimating the sensitivity of watersheds allows for predicting the effects and selecting appropriate solutions for the sustainable management of these ecosystems. Therefore, this study has been designed to identify and rank vulnerable sub-watersheds to floods in the Ardabil plain, taking into account social, economic, infrastructural, and ecological dimensions. First, the indicators and criteria of each dimension were identified taking into account the conditions prevailing in Ardabil plain. Then, information and data on climatic, hydrological, demographic, economic, infrastructure, and land use were obtained from relevant authorities. Then, the mentioned criteria were standardized and the weight according to their importance was calculated based on the BWM method the data obtained from this stage were performed using the TOPSIS technique to rank flood vulnerability for different sub-watersheds in Ardabil plain for the period 2007-2017. Finally, a map of Ardabil's plain vulnerability to floods was prepared and presented. According to the results, the criteria of building density, rainfall, population density, and the unemployment rate were the most important criteria of vulnerability and among the studied dimensions, the infrastructure dimension is too significant in flood vulnerability in Ardabil plain. Based on the comprehensive vulnerability map, sub-watershed 7 in Ardabil plain was identified as the most vulnerable sub-watershed in the study area.

    Keywords: Flexibility, Ardabil plain, Composite indicator, Flood management map, BWM method
  • H. Babajafari *, Sh. Paimozd, M. Moghaddasi, M. Hosseini Vardanjani Pages 281-302

    Drought is one of the most complex natural disasters due to its slow onset and long-term impact. Today, the use of remote sensing techniques and satellite imagery has been considered a useful tool for monitoring agricultural drought. The objective of the present study was to evaluate spatial and temporal monitoring of agricultural drought in the lake Urmia catchment area with the ETDI drought index which is calculated from Nova satellite images based on actual evapotranspiration from the SEBS algorithm and compared with the ground index SPI. For this purpose, 248 AVHRR sensor images and NOAA satellites during the statistical period of 1998-2000 and 17 meteorological stations with a statistical period of 30 years were used to calculate the indicators. To determine agricultural lands, six thousand points were marked for different uses and their actual evapotranspiration was calculated using the SEBS algorithm. The results showed that with the onset of the drought period in 1998, the ETDI index indicated 9.4% in weak drought conditions in May and 90.6% in normal conditions. Over time, in June of 1998, the situation was different with 95% in a weak drought situation and 5% in a normal situation for the city of Tabriz. In July, the entire catchment area experiences a slight drought. Then, in August, 84% of the basin is in normal condition and 16% in Tabriz and Urmia are declared weak drought. It was also founded that the ETDI drought index due to the combination of visible and infrared bands and its combination with terrestrial data has a physical meaning and has high certainty and predicts drought faster and more accurately.

    Keywords: Agricultural drought, AVHRR sensor, ETDI index, SPI index
  • N. Dalvand, S. Sobhan Ardakani *, M. Kiani Sadr, M. Cheraghi, B. Lorestani Pages 303-316

    Individuals spend a lot of time indoors, thus they can generally be exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) as a teratogen, mutagen, and carcinogen pollutants with the potential for environmental and also human health risks. Therefore, the current study was performed to analyze PAHs in household dust samples of the city of Khorramabad, Iran in 2019. A total of 50 indoor dust samples were collected from 10 sampling sites. After the extraction of analytes, the gas chromatography/mass spectrometry (GC–MS) method was used to determine PAHs in the studied samples. All statistical analyses were performed by SPSS software. The results showed that 16 priority PAHs were detected in the samples with the minimum, maximum, and mean values of 14.0, 23.3, and 19.2 µg/kg. Also, based on the results the mean contents of detected PAHs were lower than the maximum permissible concentration (MPC) established by MHWS and Iran DOE. In conclusion, due to exposure risks of PAHs, regular and periodic analysis of these pollutants in different environmental samples including soil, sediment, dust, particulate matter, air, water, and tissues of living organisms for environmental and human health maintenance is recommended.

    Keywords: Adverse health effect, Maximum permissible concentration, Household dust, PAHs, Khorramabad
  • M.R. Bahadori, F. Razzaghi *, A.R. Sepaskhah Pages 317-328

    Inefficient use of limited water resources, along with increasing population and increasing water demand for food production has severely threatened agricultural water resources. One way to overcome this problem is to improve water productivity by introducing new crops that tolerate water stresses such as quinoa. In this study, the effect of water stress at different stages of plant growth (vegetative, flowering, and grain filling) was studied on plant parameters, yield, and water productivity of quinoa (cv. Titicaca). This study was conducted under field conditions and the treatments were performed as a block experiment in a completely randomized design with four replications. Experimental factors were: treatment without water stress or full irrigation (F) and water stress treatment (D) at 50% of the need for full irrigation at different stages of quinoa growth. The application of deficit irrigation during different stages of plant growth decreased stomatal conductance, leaf area index, leaf water potential, seed yield, and water productivity, while deficit irrigation increased the green canopy temperature. According to the results of the present study, the flowering stage of quinoa was very sensitive to water stress leading to produce lower yield compared with the amount of yield obtained when vegetative and or grain filling stages are under water stress conditions.

    Keywords: Canopy temperature, Leaf water potential, Water productivity, Deficit irrigation, Titicaca cultivar
  • J. Abedi Koupaei *, M.M. Dorafshan, A.R. Gohari Pages 329-342

    One of the most significant techniques for saline wastewater treatment is bioremediation. Halophytes are known as the plants that can tolerate the high concentration of salts, in such salinity common plants cannot be often able to survive. In this research, the feasibility of desalination by using halophyte (Chenopodium quinoa Willd.) was studied. Quinoa plants were grown in the hydroponic system in 12 containers including 9 containers with plants and 3 containers without plants as control. Fifteen plants were planted in each container and three salinity levels including 2, 8, and 14 ds/m for two different periods (15 and 30 days) were studied in a multi-factors completely randomized design. Three replications of each salinity level were conducted and the Electrical Conductivity (EC) parameters, including Calcium, Magnesium, Sodium, and Chloride ions were determined before and after treatment by Quinoa plants. The results showed that the Quinoa plants reduced 5.33%, 8.12%, and 9.35% of the EC at EC~2 dS/m (Marginal Water), EC~8 dS/m (Brackish Water), and EC~14 dS/m (Saline Water), respectively. Moreover, Calcium, Magnesium, Sodium, and Chloride ions decreased up to 10%, 7.62%, 5.60%, and 7.01%, respectively depending on the salinity levels. Therefore, the Quinoa plant has a relatively low potential in unconventional water treatment especially saline wastewater.

    Keywords: Floating treatment wetland, Desalination, Phytoremediation of salts from solutions