فهرست مطالب

محیط زیست و مهندسی آب - سال نهم شماره 1 (بهار 1402)

مجله محیط زیست و مهندسی آب
سال نهم شماره 1 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مهدی بهرامی*، آناهیتا زارع، محمدجواد امیری صفحات 1-14
    در این پژوهش فرایند جذب آلاینده 2,4-D از محیط آبی به وسیله جاذب بیوچار پوسته شلتوک با استفاده از الگوریتم های درخت تصمیم CART و CHAID مدل سازی شد. تاثیر پارامترهای زمان تماس =  min 0-120، دما = oC 20-60، غلظت اولیه محلول = mg/L 60-600، دوز جاذب = g 2/0- 05/0 و pH (2-9) بر ظرفیت جذب بررسی شد. نتایج پژوهش نشان داد که ظرفیت جذب در pH برابر با 50/5 و دمای کم تر از oC 30 به حداکثر رسید. نتایج هر دو مدل نشان داد غلظت اولیه آلاینده و مقدار جاذب بیشترین تاثیر را بر ظرفیت جذب دارد، به طوری که با افزایش غلظت اولیه آلاینده و کاهش مقدار جاذب، ظرفیت جذب افزایش یافت. بیشینه ظرفیت جذب در غلظت اولیه کمتر از mg/L 350 و مقدار جاذب کم تر از g 08/0 برابر با mg/g 1/37 به دست آمد. مدل CART با ضریب تبیین 1/98% کارایی بالاتری نسبت به مدل CHAID با ضریب تبیین 7/97% در تخمین ظرفیت جذب بیوچار پوسته شلتوک نشان داد. بیوچار پوسته شلتوک به دلیل هزینه اولیه پایین، قابلیت فیزیکی و شیمیایی بالا و نیز توانایی بالا در حذف آلاینده می تواند به عنوان جاذبی مناسب برای حذف 2,4-D از آب استفاده شود.
    کلیدواژگان: بیوچار پوسته شلتوک، جذب، داده کاوی، درخت تصمیم، دی-کلروفنوکسی استیک اسید
  • زهرا رنجکش، فاطمه سادات موسوی، کمیل نصوری* صفحات 15-28
    در سال های اخیر، معرفی فرآیند موثر برای بازیافت ته سیگارهای استفاده شده به عنوان یک چالش اصلی برای کاهش آلودگی محیط زیست در کل جهان مطرح است؛ بنابراین بدین منظور الیاف کربن فعال (ACFs) به وسیله فرآیند پیرولیز/ فعال سازی با استفاده از عامل فعال ساز شیمیایی پتاسیم هیدروکسید (KOH) از ته سیگار تولید شدند. فیلترهای عمل شده با KOH در یک کوره تیوپی با نرخ های گرمایش مختلف و نگه داری به مدت یک ساعت در دمای °C800 تحت محیط نیتروژن قرار گرفتند. تاثیرات روش های مختلف تولید بر روی ساختار سطحی، ریزساختار و تخلخل ACFs موردمطالعه قرار گرفتند. ساختار سطحی و تحلیل ریزساختار ACFs نشان دادند که مناطق متخلخل و گروه های حاوی اکسیژن (COOH، -OH و C=O) بر روی سطح نمونه ها شکل گرفته اند. با توجه به نتایج به دست آمده، نمونه های ACFs تولیدشده دارای ساختار متخلخل با حفظ شکل الیاف است. نمونه ACFs با بالاترین مقدار بازده کربنی، سطح مخصوص و حجم کل مناطق متخلخل به ترتیب در 41/29%، m2/g 855 و cm3/g 7431/0 با غلظت g/l10 KOH، نرخ گرمایش °C/min2 و دمای کربنیزاسیون °C800 به دست آمده است. این مطالعه یک فرآیند مهندسی موفق برای بازیافت ته سیگار به وسیله تبدیل آن ها به ساختارهای ACFs با استفاده از فرآیند فعال سازی شیمیایی جهت کاربرد جذب مواد نفتی ارایه شده است.
    کلیدواژگان: بازیافت، ته سیگار، کربنیزاسیون، جذب روغن
  • ندا علیپور یوسفوند، افسانه عالی نژادیان بیدآبادی*، امیر لکزیان، عباس ملکی صفحات 29-44
    به منظور بررسی تاثیر کودهای زیستی در کاهش اثر تنش کم آبی در شنبلیله، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و با تیمارهای تنش آبی در پنج سطح تخلیه رطوبتی خاک و کود زیستی در چهار سطح به صورت گلدانی در گلخانه اجرا شد. صفات وزن خشک اندام هوایی، کارایی مصرف آب، کلروفیل a و b،  هدایت الکتریکی، pH، پایداری خاکدانه، آنزیم اوره آز، فسفاتاز اسیدی و قلیایی خاک مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد بیش ترین وزن خشک اندام هوایی، کارایی مصرف آب، کلروفیل a، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و اوره آز به ترتیب به میزان g/pot 12/4،g/l  75/0، وزن تر برگmg/g  25/13، mm 77/0 وmgN-NH3+/g  94/89، در شرایط بدون تنش و با استفاده از کود مایکوریزا حاصل شد. استفاده از کود مایکوریزا در شرایط تنش باعث افزایش معنی دار وزن خشک اندام هوایی، کارایی مصرف آب، کلروفیل  aوb ، هدایت الکتریکی، پایداری خاکدانه، آنزیم اوره آز، فسفاتاز اسیدی و قلیایی خاک و کاهش  pH خاک در مقایسه با عدم استفاده از کود زیستی شد.
    کلیدواژگان: تنش آبی، کارایی مصرف آب، کودهای بیولوژیک، ویژگی های خاک
  • هوشنگ قمرنیا*، سیده سمیه عنایتی حسینی صفحات 45-60
    به دلیل افزایش جمعیت، افزایش سطح رفاه، توسعه صنایع و کشاورزی در کنار تغییرات اقلیمی همواره منابع آب زیرزمینی از جهت کمی و کیفی در حال تغییر است. بنابراین، بررسی تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی جهت مدیریت آن امری ضروری به نظر می رسد. بدین منظور در پژوهش پیش رو به بررسی تغییرات کیفی آب زیرزمینی دشت ببیجار- دیواندره، جهت رسوبگذاری و خورندگی، با استفاده از اطلاعات دریافتی در سال های 1388 تا 1397 و در هرسال برای دو ماه خرداد  و مهر ماه  به ترتیب به عنوان ماه های پر آب  و کم آب، با به کار گیری سامانه اطلاعات جغرافیایی پرداخته شد. هم چنین با ارزیابی شاخص های متعدد جهت تعیین خورندگی و رسوب گذاری، شاخص های معتبری نظیر لانژلیه ، رایزنز و پوکوریوس برای کاربری صنعتی و تحلیل رسوب گذاری و خورندگی در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شاخص های ذکر شده در مجموع،  بیانگر این امر بود که آب زیرزمینی نواحی غربی دشت مستعد خورندگی و نواحی شرقی مستعد رسوب گذاری می باشند و شاخص رایزنر کیفیت آب بخشی از مرکز دشت را خنثی نشان داد.
    کلیدواژگان: رسوبگذاری، خورندگی، کیفیت آب، جی. آی. اس
  • محسن رضایی، مهدی اژدری مقدم*، غلامرضا عزیزیان، علی اکبر شمسی پور صفحات 61-76
    بارش یکی از مهم ترین عوامل در مطالعات هیدرولوژی است. تغییرپذیری زیاد بارش در مکان و زمان، موجب دشواری و هزینه بالای پایش آن با برداشت های زمینی است. استفاده از داده های ماهواره ای و مدل های آب و هوایی، راه مناسبی برای حل این مشکل است. قبل از استفاده از این داده ها باید دقت زمانی و مکانی آن ها  بررسی شود. این پژوهش  با هدف ارزیابی دقت داده های بارش ماهانه TRMM_3B43_V7،PERSIANN  و ECMWF- ERA5 در مقایسه با داده های 13 ایستگاه مشاهده ای در حوزه آبخیز بلوچستان جنوبی طی دوره 2000 تا 2018 انجام شد. برای ارزیابی آماری داده های نام برده از آماره های ضریب تعیین (R2) ضریب کارایی (NSE) آماره اریب (BIAS) نمایه توافق (IA) و مجذور میانگین مربعات خطای نسبی (RRMSE) استفاده شد. نتایج نمایانگر عملکرد بهتر TRMM (R2=0.624) و ERA5 (R2=0.562) است. داده های PERSIANN (R2=0.307) برآورد دقیقی از بارش ارایه نداد. داده های TRMM معمولا در مناطق با فاصله بیش تر از دریا که معمولا ارتفاع بالاتری دارند و نزولات جوی بیش تری نیز دریافت می کنند برآورد بهتری داشته است. داده های  TRMM بیش برآوردی و داده های ERA5 کم برآوردی داشت  و داده های هر دو پایگاه در ماه های فصل زمستان عملکرد بهتری داشت.
    کلیدواژگان: بارش، بلوچستان جنوبی، PERSIANN، TRMM، ERA5
  • رضا عسکری، محسن نجارچی*، حسین مظاهری صفحات 77-94
    اندازه گیری مستقیم منحنی نگهداشت آب خاک، پرزحمت، وقت گیر و هزینه بر می باشد، لذا از مدل های ریاضی و فن های بهینه سازی برای برآورد پارامترهای آن استفاده می شود. در این پژوهش، روش I-JAYA برای حل مسیله بهینه سازی معرفی و توسعه داده شد. برای بررسی کارایی این روش، 12 نمونه خاک با 6 بافت متفاوت از 9 منطقه مختلف دنیا مورداستفاده قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا با به کارگیری الگوریتم ژنتیک و مدل های متداول ریاضی مسیله بهینه سازی حل شده و با استفاده از نمودارهایTaylor ، متوسط شاخص ضریب تعیین و زمان محاسباتی، مناسب ترین مدل انتخاب شد. مدل ریاضی Fredlund-Xing  در حالت دو-وجهی و مدل Brooks-Corney به ترتیب با متوسط ضریب تعیین 913/0و 825/0، بهترین و بدترین نتایج این مرحله را ارایه دادند. سپس با استفاده از مناسب ترین مدل، مسیله بهینه سازی با الگوریتم های DE، SSA، JAYA و هم چنین I-JAYA حل شده و مقادیر متوسط ضریب تعیین به ترتیب 919/0، 931/0، 921/0 و 958/0 به دست آمد. نتایج حاکی از ارتقا 16% متوسط شاخص ضریب تعیین، با انتخاب مدل مناسب ریاضی و همچنین استفاده از روش I-JAYA می باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم های فراکاوشی، بافت خاک، بهینه سازی، پارامترهای آماری، پتانسیل ماتریک
  • مجتبی نساجی زواره*، باقر قرمزچشمه صفحات 95-108
    وقایع حدی اقلیمی با تغییرات اقلیمی ارتباط دارد. شناخت تغییرات این وقایع در برنامه ریزی برای کاهش اثرات آن مهم و ضروری است. در این تحقیق با استفاده از داده های دمای روزانه 8 ایستگاه سینوپتیک در ناحیه شمال و غرب کشور، 18 شاخص حدی دمایی تعریف شده توسط ETCCDI  مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد شاخص شدت دما در شب (TNn,TNx) نسبت به شاخص شدت دما در روز (TXn,TXx) دارای روند بیش تری است. فراوانی شاخص شب های گرم (TN90p) و روزهای گرم (TX90p) در غالب ایستگاه های مورد مطالعه از روند افزایشی معنی داری برخوردار بودند. همچنین شاخص شب های سرد (TN10p) در ناحیه شمال و غرب کشور روند منفی و معنی داری داشت و در شمال کشور روند بیش تر را نسبت به غرب نشان داد. شاخص روزهای سرد (TX10p) برای هر دو ناحیه مورد مطالعه منفی بود. شاخص های حدی سرد شامل تعداد روزهای یخی (ID)، تعداد روزهای یخبندان (FD) و طول مدت سرما (CSDI) در هر دو ناحیه کشور روند منفی را نشان دادند. در حالی که شاخص های گرم تعداد روزهای تابستانی (SU)، شب های حاره ای (TR20) و طول مدت گرما (WSDI) دارای روند مثبت و معنی داری بودند.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، دمای روزانه، روند، شاخص های حدی دما
  • فرامرز جلوه گر*، حسین مهدیزاده، مهدی ملازاده، احمد شکیبائی نیا صفحات 109-126
    برهم کنش میان سیلاب سطحی و جریان خروجی سامانه زهکشی، منبع مهمی از عدم قطعیت در مدل سازی های سیلاب شهری است. در پژوهش حاضر از روش هیدرودینامیک ذرات هموار با تراکم پذیری ضعیف برای مدل سازی جریان خروجی از سامانه زهکشی با در نظر گرفتن اثر برهم کنش آن با سیلاب سطحی استفاده شد. برای انجام مدل سازی، شرایط مرزی باز جدیدی تعریف شد. نخست، مسیله آزمایشی انتشار شکست سد بر بستر مرطوب مدل سازی و نتایج عددی حاصل با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد. بررسی ها نشان داد که میانگین خطای مدل عددی حدود 2% و حداکثر خطای آن کم تر از 4% است. سپس برای کنترل کارایی شرایط مرزی باز تعریف شده، به بررسی مسیله تزریق جت به مخزن آب پرداخته شد. مشاهده شد که نتایج مدل عددی هماهنگی خوبی با داده های آزمایشگاهی دارد. در نهایت مسیله جریان ورودی از کف و برهمکنش آن با جریان ناشی از شکست سد مدل سازی شد و به تفسیر و مقایسه نتایج آن با مدل عددی حجم سیال پرداخته شد. به طور کلی نتایج نشان داد که مدل عددی توسعه داده شده از دقت قابل قبولی در شبیه سازی جریان های پیچیده برخوردار است.
    کلیدواژگان: بر هم کنش امواج، جریان ورودی، شرایط مرزی باز، معادلات ناویر-استوکس
  • جمشید یاراحمدی*، عطا امینی، قباد رستمی زاد صفحات 127-140
    این پژوهش با هدف ارزیابی صحت نقشه تناسب اقلیمی کاشت پسته در استان های شمال غرب کشور انجام گرفت. بدبن منظور، نقشه تناسب اقلیمی کاشت پسته برمبنای داده های بلندمدت هواشناسی با استفاده از مدل سازی به روش همپوشانی وزن دار در محیط GIS تهیه شد. اعتبار نقشه یاد شده با مقایسه آن با نقشه توزیع باغات موجود پسته و با استفاده از منحنی عملیاتی دریافت کننده (ROC) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که به ترتیب 33، 4/33، 60 و 4/12% از کل مساحت استان های آذربایجان شرقی و غربی، کردستان و اردبیل برای کشت پسته مناسب می باشد. مقادیر سطح زیر منحنی (AUC) برای برای استان های یاد شده به ترتیب 9/0، 8/0، 86/0 و 62/0 محاسبه شد که بیانگر دقت بالای نتایج است. در استان اردبیل، عدم توجه کافی به محدودیت بالا بودن رطوبت نسبی هوا در مراحل مختلف گرده افشانی و رشد میوه دراحداث باغات پسته، باعث پایین بودن سطح زیر منحنی عملیاتی دریافت کننده است. نتایج حاصل از نقشه پهنه بندی مناطق رویشی پسته از نظر اقلیمی، می تواند راهنمای مناسبی در مکان یابی باغات جدید شده و بدین سبب، خطر کاهش عملکرد محصول تحت تاثیر مخاطرات اقلیمی را کاهش دهد.
    کلیدواژگان: اعتبارسنجی، پسته، پهنه بندی تناسب اقلیمی، منحنی ROC
  • صالح الهویردی زاده، الهام دانائی* صفحات 141-152
    به منظور بررسی اثر ورمی کمپوست (0، 25 و 50%) و هیومیک اسید (0، 50 و mg/l 100) بر برخی صفات گیاه پروانش تحت تنش کم آبی (50 و 100% ظرفیت زراعی)، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی انجام شد. قلمه های پروانش در بستری سبک و مرطوب حاوی پیت ماس و خاک برگ که با توجه به تیمارها، هیومیک اسید و ورمی کمپوست به آن اضافه شدند، کشت شد. سپس تنش کم آبی به مدت یک ماه اعمال شد. نتایج نشان داد که تنش کم آبی 50% ظرفیت زراعی موجب کاهش معنی دار شاخص های رویشی، ثبات غشاء سلول و رنگریزه های گیاهی و افزایش پرولین شد. بیش ترین وزن تر اندام هوایی و خشک ریشه، تعداد گل، آنتوسیانین و کلروفیل کل در ظرفیت زراعی 100% + هیومیک اسید mg/l 100 و بیش ترین وزن خشک اندام هوایی، وزن تر ریشه و ثبات غشاء سلول در ظرفیت زراعی 100% + ورمی کمپوست 50% به دست آمد. بیشترین پرولین در ظرفیت زراعی 50% و کمترین در ظرفیت زراعی 100% + هیومیک اسید mg/l 100 بود. بنابراین با توجه به نتایج می توان استفاده از ورمی کمپوست و هیومیک اسید را برای کاهش اثرات منفی تنش کم آبی در گیاه پروانش توصیه نمود.
    کلیدواژگان: آنتوسیانین، پرولین، شاخص های رویشی، کلروفیل کل
|
  • Mehdi Bahrami *, Anahita Zare, Mohammad Javad Amiri Pages 1-14
    This study modeled the adsorption process of 2,4-D pollutant from the aqueous medium by rice husk biochar adsorbent using CART and CHAID decision tree algorithms. The effect of contact time (0-120 min), temperature (20-60 oC), initial concentration of contaminant (60-600 mg/L), adsorbent dose (0.05-0.2 g), and pH (2-9) was examined on the adsorption capacity. The results indicated that the adsorption capacity reached the maximum at pH=5.50 and the temperature lower than 30 oC. The outputs of both models showed that the initial concentration of the contaminant and the adsorbent dose had the most significant effect on the adsorption capacity, increasing with the initial concentration increment and the adsorbent dose decrement. At the initial concentration of less than 350 mg/L and the adsorbent dose of less than 0.08 g, the maximum adsorption capacity was 37.1 mg/g. The CART model, with an R2 of 98.1%, showed higher performance than the CHAID model, with a 97.7% value, in estimating the adsorption capacity of rice husk biochar. Rice husk biochar (BRH) can be used as a suitable adsorbent to remove 2,4-D herbicide from water due to its low initial cost, high physical and chemical capability, and high ability to remove the studied contaminant.
    Keywords: Adsorption, Data mining, decision tree, Dichlorophenoxyacetic acid, Rice husk biochar
  • Zahra Ranjkesh, Fatemeh Sadat Mousavi, Komeil Nasouri * Pages 15-28
    In recent years, an effective recycling process from smoked cigarette butts is the main challenge for decreasing the worldwide environmental pollution. Therefore, low-cost activated carbon fibers (ACFs) are synthesized by a carbonization/ activation process derived from smoked cigarette filters, in which potassium hydroxide (KOH) acts as the chemical activation agent. The KOH-treated filters were added to a tube oven and heated at various rates and held at 800 °C for 1 h under a nitrogen atmosphere. The effects of various synthesis procedures on surface morphology, microstructure, and porosity of the synthesized ACFs were investigated. The surface morphology and microstructural analysis of ACFs displayed that the porous spots and oxygen-containing groups (COOH, –OH, and C=O) are formed on the surfaces of fibers. The obtained results displayed that the synthesized ACFs have developed porous structures with fibrous shapes. The ACFs with maximum carbon yield, surface area, and total pore volume of 29.41 %, 855 m2/g, and 0.7431 cm3/g were synthesized at a KOH concentration of 10 g/l, a heating rate of 2 °C/min, and carbonization temperature of 800 °C. This study presented an engineering process for the production of ACFs through recycling smoked cigarette butts with chemical activation protocol.
    Keywords: carbonization, Cigarette butts, Oil adsorption, Recycling
  • Neda Alipour-Yosefvand, Afsaneh Alinejadian-Bidabadi *, Amir Lakzian, Abbas Maleki Pages 29-44
    To investigate the effect of biofertilizers in reducing the effect of water stress in fenugreek, a factorial experiment was carried out based on randomized complete blocks with three replications of water stress treatments at five levels and biofertilizer at four levels in a pot in the greenhouse. The characteristics of shoot dry weight, water use efficiency, photosynthetic pigments (chlorophyll (a and b), electrical conductivity, pH, aggregate stability, urease enzyme, and acidic and alkaline phosphatase of the soil were investigated. The results showed that under no stress conditions and mycorrhiza fertilizer,  the most shoot dry weight, water use efficiency, chlorophyll a, mean diameter weight and urease enzyme were 4.12 g/pot, 0.75 g/l, 13.25 (mg/g leaf wet weight), 0.77 mm and 89.94 (mg/g leaf wet weight), respectively. Mycorrhiza fertilizer under stress conditions increased shoot dry weight, water use efficiency, chlorophyll a, b, soil electrical conductivity, aggregate stability, urease enzyme, and acidic and alkaline phosphatase, while it decreased soil pH compared with not using biofertilizer in these conditions
    Keywords: Biological fertilizers, Soil properties, water stress, Water Use Efficiency
  • Houshang Ghamarnia *, Seyedeh Somayeh Enayati Hosseini Pages 45-60
    The groundwater quality changes of the Bijar-Divandere Plain located in Kurdistan Province, for scaling and corrosion, by using the information during the years 2009 to 2018 and for each year, two months of June and October were selected as high and low groundwater conditions in the GIS environment, respectively. Moreover, by evaluating various indicators to determine corrosion and scaling, valid indicators such as Langelier, Ryznar, and Pocorius for industrial use, scaling and corrosion analysis wewassed. The results of mentioned indicators in general showed that the groundwater of the western and eastern parts of the plain was prone to corrosion and to scaling respectively. The Ryznar index also showed that the water quality of the center part of the plain is a neutral condition. It is recommended to use aeration to remove iron and manganese, cathodic protection, priming, glazing, and painting of the desired facilities in the western parts of the Bijar-Divandere plain to prevent water corrosion. Moreover, for the central parts to the east of the plain with water sedimentation properties and adverse effects on agriculture, industry, and health of the region, the use of scaling inhibitors such as the use of phosphate compounds and less extraction of water resources are recommended.
    Keywords: corrosion, GIS, scaling, Water Quality
  • Mohsen Rezaei, MEHDI Azhdary Moghaddam *, Gholamreza Azizyan, Ali Akbar Shamsipur Pages 61-76
    Precipitation is an important variable in hydrological studies. The high spatial and temporal variability of precipitation makes it difficult to monitor it with observations. The use of satellite data and weather models is a suitable solution for this problem. But, before using these data, their spatial and temporal accuracy should be considered. The aim of this study was to evaluate the accuracy of monthly precipitation data TRMM_3B43_V7, PERSIANN, and ECMWF-ERA5 in comparison with the data of 13 observation stations in the South Baluchestan basin during the period 2000 to 2018. For statistical evaluation of the mentioned data, the coefficient of determination (R2), N-S efficiency factor, the degree of bias (BIAS), index agreement (IA), and ratio root mean square error (RRMSE) were used. The results showed that the best performance was exhibited by TRMM (R2=0.624) and ERA5 (R2=0.562), respectively. PERSIANN data (R2=0.307) did not provide an accurate estimate of precipitation. TRMM data are usually better estimated in areas far from the sea, which usually have higher elevations and receive more precipitation. The TRMM data is overestimated and the ERA5 data is underestimated. Data from both databases performed better in the winter months.
    Keywords: ERA5, Precipitation, PERSIANN, Southern Baluchestan, TRMM
  • Reza Askary, Mohsen Najarchi *, Hossein Mazaheri Pages 77-94
    Direct soil water retention curve (SWRC) measurement is laborious, time-consuming, and expensive. To estimate its parameters, mathematical models and optimization approaches are applied. In this study, an improved alternative method to solve the optimization problem was introduced and developed. To evaluate the efficiency of this method, 12 soil samples with 6 different textures from 9 different regions of the world were used. The optimization equations were solved using a genetic algorithm (GA) and standard mathematical models, and the best model was chosen based on Taylor diagrams, R2, and computing time. The Bimodal versions of Fredlund-Xing (FX-b) and Brooks-Corney (BC) mathematical models represented the best and poorest findings of this stage, with R2 values of 0.913 and 0.825, respectively. Then, the optimization problem is solved with differential evolution (DE), Salp Swarm Algorithm (SSA), Jaya, and improved Jaya (I-Jaya) method, and the mean values of R2 were obtained 0.919, 0.931, 0.921, and 0.958, respectively. The results indicated a 16% improvement in the average R2, by selecting the suitable mathematical model and also using the I-Jaya.
    Keywords: Matric Potential, meta-heuristic algorithms, optimization, Soil texture, statistical parameters
  • Mojtaba Nassaji Zavareh *, Bagher Ghermezcheshmeh Pages 95-108
    Extreme climatic events are associated with climate changes. Understanding the diversifications in these events is important in planning to reduce their effects. In this research, using daily temperature data of 8 synoptic stations in the north and west of the country, 18 extreme temperature indices as defined by the Expert Team on Climate Change Detection Indices (ETCCDI) were evaluated. The results showed that the temperature intensity indices at night had a higher trend than the temperature intensity indices during the day. The frequency of the hot night index and hot day index in most of the studied stations had a significant increasing trend. Moreover, the cool night frequency index had a negative and significant trend in the north and west of the country and showed a higher trend in the north of the country than in the west. The cool day frequency index was negative for both study areas. Cold extreme indices including the number of cold days, number of frost days, and cold spell duration index were obtained in both regions of the country with a negative trend. While warm indices showed the number of hot days, warm nights, and warm spell duration index with a positive and significant trend.
    Keywords: climate change, Daily temperature, extreme temperature indices, Trend
  • Faramarz Jelvehgar *, Hossein Mahdizadeh, Mahdi Mollazadeh, Ahmad Shakibaeinia Pages 109-126
    The interaction between the surface flood and the drainage system’s outflow is an important source of uncertainty in urban flood modeling. In the present study, the Weakly Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics method was used to model the outflow from the drainage system, considering the effect of its interaction with the surface flood. To perform modeling, a new open boundary condition was defined. First, an experimental problem of dam-break propagation over a wet bed was modeled and the numerical results were compared with the experimental data. Investigations showed that the average error of the numerical model is about 2% and its maximum error is less than 4%. Then, to control the efficiency of the defined open boundary conditions, a problem of jet injection into the water tank was investigated. It was observed that the results of the numerical model are in good agreement with the experimental data. Finally, the problem of the inflow from the bottom and its interaction with the flow caused by the dam break was modeled and its results were interpreted and compared with a volume of the fluid numerical model. In general, the results showed that the developed numerical model has an acceptable accuracy in simulating complex flows.
    Keywords: Inflow, Navier-Stokes equations, Open boundary conditions, Wave interaction
  • Jamshid Yarahmadi *, Ata Amini, Ghobad Rostamizad Pages 127-140
    The aim of this study was to evaluate the accuracy of the climate suitability map of pistachio planting in the northwestern provinces of the country. Accordingly, the climate suitability map of pistachio planting was prepared based on long-term meteorological data using weighted overlap modeling in GIS environment. The accuracy of the mentioned map was evaluated by comparing it with the pistachio orchards map that located in this area using the Receiver Operating Curve (ROC). The results showed that 33, 33.4, 60 and 12.4% of the study area in East and West Azerbaijan, Kurdistan, and Ardabil provinces are suitable for pistachio cultivation respectively. The area under the curve (AUC) for the mentioned provinces were calculated as 0.9, 0.8, 0.9, and 0.62, respectively, which in general indicates the high accuracy of the results. In Ardabil province, insufficient attention to the limitation of high relative humidity in different stages of pollination, and fruit growth in the construction of pistachio orchards has caused a low area AUC. Citing the results of the climate suitability of pistachio cultivation map can be a good guide for site selection of new orchards and therefore, the reduction of crop yield due to climatic hazards will be minimized.
    Keywords: Accuracy Evaluation, Climate suitability, Pistachio, ROC curve
  • Saleh Alhverdizadeh, Elham Danaee * Pages 141-152
    To investigate the effect of vermicompost (0, 25, and 50%) and humic acid (0, 50, and 100 mg/l) on some traits of Catharanthus roseous under low water stress (50 and 100% field capacity), a factorial experiment based on a completely randomized design was conducted in 1399 at greenhouse conditions. Catharanthus roseous cuttings were grown in a light and moist medium containing peat moss and leaf mold with humic acid and vermicompost treatments. Then low water stress was applied for one month. The results showed that low water stress of 50% FC caused a significant decrease in vegetative indices, cell membrane, and plant pigment and increased proline. The maximum shoot fresh weight and root dry weight, flowers number, anthocyanin, and total chlorophyll were recorded in 100% FC + humic acid 100 mg/l treatment, and the highest shoot dry weight, root fresh weight, and membrane stability were obtained in 100% FC + 50% vermicompost treatment. The highest proline amount was obtained in 50% FC treatment and the lowest in 100% FC + humic acid 100 mg/l treatment. Therefore, according to the results, the use of vermicompost and humic acid can be recommended to reduce the negative effects of water stress in Catharanthus roseous.
    Keywords: Anthocyanin, Chlorophyll, Proline, Vegetative indices