فهرست مطالب

حفاظت منابع آب و خاک - سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 50، زمستان 1402)

فصلنامه حفاظت منابع آب و خاک
سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 50، زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/10/24
  • تعداد عناوین: 10
|
  • چیمن مهدی زاده، حسین بیات صفحات 1-12
    سابقه و هدف

    در میان روش های مختلفی که برای حل مشکلات تراکم و به تبع آن افزایش مقاومت فروروی و کاهش حاصلخیزی خاک اعمال می شود، افزودن مواد آلی به خاک از جایگاه مهمی برخوردار است. کمپوست بستر قارچ خوراکی دارای بسیاری از ویژگی های مورد نیاز برای افزایش محصولات کشاورزی ارگانیک و مدیریت محیط زیست است. با توجه به اینکه مواد تشکیل دهنده کمپوست بستر قارچ (شامل خاک سنگین، خاک سبک، خاک ریشه، کاه و کلش گندم، سنگ آهک و کود مرغی) متفاوت از انواع دیگر مواد آلی می باشد، انجام تحقیقات جدید برای بررسی تاثیر آن بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک ضروری است. علی رغم اینکه بافت های مختلف رفتارهای متفاوتی دارند، با این وجود تاثیر کمپوست بستر قارچ بر مقاومت فروروی، جرم خاکدانه های ریز و درشت در بافت های متفاوت کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر کوتاه مدت کمپوست بستر قارچ بر مقاومت فروروی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، توزیع اندازه خاک دانه ها و ماده آلی در سه نوع خاک بود.

    مواد و روش

    آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل بافت خاک در سه سطح (لوم شنی، لوم و رسی) و درصد وزنی کمپوست بستر قارچ در سه سطح (صفر، 3 و 6 درصد) بود. تیمارها اعمال و نمونه ها به مدت 120 روز در دوره انکوباسیون قرار گرفتند و در این دوره با آب شهری مرتب هر ماه 1 بار اشباع (اشباع شدن از بالا) و خشک شدند تا شرایط مزرعه شبیه سازی گردد. در پایان دوره انکوباسیون، نمونه برداری از ظروف به صورت دست خورده و دست نخورده توسط سیلندر های استیل با قطر 5 سانتی متر و ارتفاع 5/4 سانتی متر انجام شد. اندازه گیری مقاومت فروروی توسط فروسنج میکرو روی نمونه های دست نخورده در مکش ماتریک 3/0 بار صورت گرفت. ماده آلی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و توزیع اندازه خاکدانه ها اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که استفاده از سطح 6 درصد کمپوست بستر قارچ در خاک لوم شنی به علت برهمکنش بین ترکیبات موجود در کمپوست و ایجاد خاکدانه های پایدار موجب کاهش مقاومت فروروی نسبت به سطح 3 درصد و شاهد گردید. همپنین نتایج نشان داد که بیش ترین مقدار تغییرات در ماده آلی و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در سطح 6 درصد، در بافت لوم مشاهده شد. هم چنین جرم خاکدانه ها در کلاس های 8-4 و 4-2 میلی متر، در خاک های مورد مطالعه به ترتیب لوم بیشتر از لوم شنی و لوم شنی بیشتر از رسی بود، که تفاوت همه آن ها معنی دار شد. به کار بردن کمپوست بستر قارچ در سطح 3 و 6 درصد در بافت لومی موجب افزایش معنی دار جرم خاکدانه های 5-1/0 و 5/0-25/0 میلی متر نسبت به شاهد شد. خاکدانه های مذکور در خاک لوم شنی و رسی در سطوح مختلف تفاوت معنی داری را نشان ندادند. با افزایش سطوح کاربرد کمپوست بستر قارچ در خاک های مختلف، ماده آلی در دامنه 27 تا 66 درصد، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در دامنه 16تا 5/34 درصد، جرم خاکدانه های 1-5/0 میلی متر در دامنه 4 تا 5/117 درصد و جرم خاکدانه های 5/0-25/0 میلی متر در دامنه 4 تا 170 درصد افزایش یافت.

    نتیجه گیری

    این کمپوست متفاوت از سایر اصلاح کننده ها می باشد و می تواند در بافت های متفاوت مکانیسم تاثیر متفاوتی داشته باشد. به این صورت که افزودن همزمان آهک، رس و ماده آلی (از طریق کمپوست) به خاک های با بافت متفاوت باعث بروز واکنش های تبادل کاتیونی در خاک می شود. آهک به عنوان یکی از اصلی ترین افزودنی هایی که توانایی بهبود رفتار خاک های ریز دانه را دارد از دیر باز مورد توجه قرار داشته است. به این صورت که در خاک رس و لوم برهمکنش بین آهک و رس با ماده آلی با تشکیل پل های کاتیونی نقش مهمی به عنوان عوامل تجمع خاک ایفا می کنند. در خاک لوم شنی به علت کم بودن ماده آلی و ساختمان ضعیف، استفاده از آهک و گچ مستقیما مقاومت خاک را بهبود می دهد. لذا استفاده از کمپوست بستر قارچ در اراضی کشاورزی جهت اصلاح ساختمان خاک مفید است.

    کلیدواژگان: بافت خاک، ساختمان خاک، کمپوست بستر قارچ، مقاومت فروروی، میانگین قطر خاکدانه ها
  • فرحناز سبزواری، بهروز یعقوبی، سعید شعبانلو صفحات 13-23
    زمینه و هدف

    برآورد و پیش بینی پارامتر های کیفی در کنار پارامتر های کمی آب در طول رودخانه یکی از مولفه های ی است که در تصمیم گیری های مدیریتی صحیح بایستی به دقت شبیه سازی شده و تخمین زده شود. اکثر مدل های مربوط به برآورد پارامتر های کیفی نیازمند پارامتر های ورودی بسیار زیادی هستند که یا دسترسی به آن ها مشکل است و یا تعیین آن ها نیازمند صرف هزینه و زمان زیادی است. بنابراین استفاده از مدل های داده محور در این زمینه برای صرفه جویی در زمان و هزینه گسترش یافت ها ست.

    روش پژوهش:

     در این مقاله کاربرد شبکه های عصبی مصنوعی و ترکیب آن با الگوریتم کرم شب تاب جهت پیش بینی مقدار جامدات محلول در آب (TDS) در رودخانه گاوه رود واقع در ایران – کرمانشاه مورد آموزش و صحت سنجی قرار می گیرد. برای این منظور از داده های کیفیت آب ایستگاه هیدرو متری در بالادست سد مخزنی گاوشان برای بازه آماری (1389-1370) استفاده گردید. براساس ورودی های مختلف، شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه (MLP) و ترکیب آن با الگوریتم کرم شب تاب مورد آزمون قرار گرفت. بهترین الگوی ورودی ها ، تعداد لایه پن ها ن و تعداد نرون های هر لایه در شبکه عصبی مصنوعی مشخص گردید. داده های ورودی به مدل ها شامل دبی (Q)، سدیم (Na)، منیزیم (Mg)، کلسیم (Ca)، سولفات (So4)، کلرید (Cl)، بی کربنات (Ho3)، هدایت الکتریکی (EC) و جامدات محلول رودخانه در بازه زمانی قبل (TDSt-1) و داده های خروجی جامدات محلول آب (TDS) می باشد. تعداد لایه های پن ها ن برابر یک و تعداد نرون های لایه پن ها ن برابر نه بدست آمد، همچنین تابع شبکه عصبی در این مطالعه نوع آبشاری در نظر گرفته شد و نتایج با روش ترکیب شبکه های عصبی مصنوعی با الگوریتم کرم شب تاب مقایسه گردید.

    یافته ها

    باتوجه به این خروجی های مدل با داده های مشاهده شده با استفاده از معیار های برآورد خطا مقایسه شد؛ در این راستا مقادیرشاخص های ارزیابی خطا مورد استفاده شاخص مربعات خطا به انحراف معیار استاندارد مشاهداتی (RSR)، رابطه ناش ساتکلیف (NSC)، ضریب همبستگی (R) و ریشه میانگین مربعات خط (MSE) برای شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب 154/0، 976/0، 989/0 و 27/25 و در حالت ترکیب شبکه عصبی با الگوریتم کرم شب تاب نیز به ترتیب 129/0، 983/0، 992/0 و 8/17 بدست آمد.

    نتایج

    لذا عملکرد روش هیبریدی شبکه های عصبی مصنوعی با استفاده از الگوریتم کرم شب تاب در پیش بینی TDS مناسب تر از تکنیک شبکه های عصبی مصنوعی است.

    کلیدواژگان: شبکه های عصبی مصنوعی، الگوریتم کرم شب تاب، جامدات، محلول در آب، گاوه رود
  • علی طالب پور، نادر پیرمرادیان، محمدرضا یزدانی، محمدرضا علیزاده صفحات 25-37
    زمینه و هدف

    فرآیند گلخرابی بخشی از عملیات آماده سازی زمین در کشت نشایی برنج است. به عبارتی، گلخرابی یک روش مهم مدیریت خاک است که به منظور بر هم زدن ساختمان لایه سطحی خاک و مهیا شدن زمین برای نشاء برنج انجام می شود. به طور معمول در این فرآیند، خاک غرقاب شده و عملیات خاک ورزی بر روی آن انجام می شود. بافت خاک و شرایط رطوبتی خاک پیش از غرقاب شدن، از عوامل اثرگذار بر فرآیند گلخرابی است. از این رو، این پژوهش به منظور مطالعه اثر رطوبت اولیه و بافت خاک بر برخی ویژگی های فرآیند گلخرابی خاک های شالیزاری در استان گیلان انجام شد.

    روش پژوهش: 

    آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. سه بافت خاک (سیلت، رس سیلتی و رسی) شالیزاری در چهار سطح رطوبت اولیه (85، 90، 95 و 100 درصد درجه اشباع) تحت فرآیند گلخرابی قرار گرفت. پس از آماده سازی نمونه های خاک، برای اعمال گلخرابی از یک پنل آزمایشگاهی استفاده شد. طی فرآیند گلخرابی و پس از آن، مقدار آب خالص مصرفی، عمق آب جمع شده روی خاک دو و شش روز پس از گلخرابی، تورم خاک در پایان عملیات، عمق نشست خاک پس از دو، چهار و شش روز و عمق نهایی خاک اندازه گیری شد. تحلیل آماری اثر تیمارهای آزمایشی بر صفات اندازه گیری شده و مقایسه میانگین آنها با روش LSD با استفاده از نرم افزار SPSS 23 انجام شد. محاسبات و رسم نمودارها با استفاده از نرم افزار EXCEL انجام شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که اثر مستقل رطوبت اولیه خاک و نیز بافت خاک بر تمام ویژگی های اندازه گیری شده به جز عمق نشست خاک پس از شش روز در سطح آماری یک درصد معنی دار بوده است. با افزایش رطوبت اولیه خاک، مقدار آب خالص مصرفی و عمق نهایی خاک در فرآیند گلخرابی روند کاهشی داشته و دیگر پارامترهای اندازه گیری شده دارای روند افزایشی بودند. از طرفی، اثر بافت خاک بر آب خالص مصرفی، آب جمع شده روی خاک دو و شش روز پس از گلخرابی، تورم خاک در پایان عملیات، عمق نشست خاک پس از دو و چهار روز و عمق نهایی خاک در سطح آماری یک درصد معنی دار بوده است. اثر متقابل رطوبت اولیه و بافت خاک بر تورم خاک در پایان عملیات و عمق نهایی خاک در سطح آماری یک درصد و بر عمق آب جمع شده روی خاک دو روز پس از گلخرابی و عمق نشست خاک پس از دو روز در سطح آماری پنج درصد معنی دار بود. با افزایش رطوبت اولیه خاک از 85 درصد به 100 درصد اشباع، میزان آب مصرفی برای فرایند گلخرابی 61 درصد کاهش یافت.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج، ویژگی های فرآیند گلخرابی متاثر از رطوبت اولیه و بافت خاک است. از این رو، نتایج این پژوهش می تواند در مدیریت زراعی اراضی شالیزاری استان گیلان مورد استفاده قرار گیرد. با افزایش میزان رس خاک، پارامترهای اندازه گیری شده شامل مقدار آب خالص مصرفی، عمق آب جمع شده روی خاک دو و شش روز پس از گلخرابی، تورم خاک در پایان عملیات، عمق نشست خاک پس از دو، چهار و شش روز و عمق نهایی خاک افزایش یافت. دامنه تغییرات آب خالص مصرفی در فرآیند گلخرابی برای تیمارهای آزمایش بین 31 تا 114 میلی متر متغیر بوده و کمترین آن در بافت خاک سیلتی با 20 درصد رس و تیمار رطوبت اولیه 100 درصد درجه اشباع به دست آمد. نتایج برآورد آب مصرفی در فرآیند گلخرابی و ارتباط آن با رطوبت اولیه و درصد رس خاک می تواند در مدیریت تقویم زراعی و تنظیم برنامه رها سازی آب در شبکه آبیاری سفیدرود برای اراضی شالیزاری، با توجه به رخدادهای بارش در ابتدای فصل آبیاری و با هدف کاهش آب مصرفی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: برنج، درجه اشباع خاک، درصد رس
  • نجمه فولادی، احمد شرافتی، طیب رضیئی صفحات 39-52
    زمینه و هدف

    بارش های سنگین و پیاپی در ابتدای سال 1398 به بروز سیلاب های شدید در بخش های وسیعی از کشور به ویژه در حوضه کرخه منجر شد که با خسارت های بسیاری همراه بود. میانگین بارش در حوضه سد کرخه در رویداد بارش 4 تا 7 فروردین 1398 در حدود 87 میلی متر و در رویداد بارش 11 تا 17 فروردین ماه 1398 نزدیک به 108 میلی متر گزارش شده است. در مدیریت سیلاب توسط مخزن، برآورد دبی پیک و هیدروگراف سیل به منظور پیش بینی رفتار هیدرولوژیک حوضه اجتناب ناپذیر است. مدل های بارش- رواناب که برای شبیه سازی هیدروگراف سیلاب به کار برده می شوند یکی از روش های برآورد رواناب و ابزار مناسبی برای بررسی و ارزیابی فرایندهای هیدرولوژیک، منابع آب و مدیریت سیلاب به شمار می روند.

    روش پژوهش: 

    از آنجایی که برآورد دبی پیک و هیدروگراف سیل به منظور پیش بینی رفتار هیدرولوژیک حوضه و اخذ تدابیر لازم برای کاهش خطر سیلاب از اهمیت زیادی برخوردار است؛ در این پژوهش، ضمن استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) از مدل HEC-HMS برای شبیه سازی فرایند بارش – رواناب رویدادهای بارشی دوره زمانی 1386 تا 1398 در حوضه آبریز کرخه استفاده شده است. برای این منظور، با استفاده از توانمندی مدل HEC-HMS و داده های ایستگاه های هیدرومتری و آب و هواشناسی پراکنده در سطح حوضه به برآورد حجم و دبی پیک سیلاب ها در دوره زمانی یاد شده اقدام گردید. به دلیل شروع آبگیری سد سیمره در حوضه مذکور از سال 1392، دو مدل حوضه مجزا توسعه داده شده و برای اجرای مدل، 11رویداد سیلاب استخراج و سپس پارامترهای مدل براساس 6 هیدروگراف مشاهداتی واسنجی و براساس 5 هیدروگراف دیگر ارزیابی شد. در فرایند ساخت مدل حوضه از روش شماره منحنی SCS برای محاسبه تلفات رواناب حوضه و تبدیل بارش به رواناب، از روش هیدروگراف واحد کلارک و روش جریان بازگشتی برای محاسبه جریان پایه، از روش ماسکینگام برای روندیابی هیدرولوژیک و از روش میانگین وزنی برای تحلیل مکانی داده های بارندگی استفاده شد.

    یافته ها

    مقایسه نتایج اولیه شبیه سازی مدل یاد شده با مقادیر مشاهداتی در خروجی حوضه و برخی از ایستگاه های هیدرومتری منتخب حوضه (9 زیرحوضه) مذکور نشان داد که مدل هیدروگراف جریان را بیشتر برآورد می کند. از این رو، با استفاده از تابع هدف مجموع مجذور باقی مانده، پارامترهای حوضه (CN، زمان تمرکز، ضریب ذخیره، جذب اولیه و ثابت بازگشتی) مورد واسنجی قرار گرفتند. پس از واسنجی پارامترها، نتایج حاکی از انطباق مناسب هیدروگراف های محاسباتی با مشاهداتی در سدهای کرخه و سیمره و برخی از ایستگاه های منتخب بودند؛ اما در برخی از نقاط مد نظر هیدروگراف های محاسباتی کمتر برآورد شدند. در ادامه، برای بررسی صحت و تایید نتایج، مدل به کمک 5 واقعه بارش جدید اعتبارسنجی شد. همچنین برای ارزیابی کارایی مدل مورد استفاده در این مرحله از آماره های ضریب همبستگی، ناش – ساتکلیف و ضریب واریانس شبیه سازی شده استفاده شد.

    نتایج

    مقایسه نتایج مدل با مقادیر مشاهداتی سیلاب (دبی اوج) با استفاده از ضریب همبستگی (R2) نشان داد که برای زیر حوضه های 5، 2، 7 و 1 تطابق نسبتا خوبی برقرار است (به ترتیب، 92/0، 73/0، 73/0 و 70/0). همچنین، مقادیر شاخص کارایی مدل در مرحله اعتبارسنجی برای شاخص های ناش- ساتکلیف (99/0- 33/0) و ضریب واریانس شبیه سازی (73/0-0) برای نقاط منتخب زیرحوضه های 9، 6، 5، 1 و 8 مطلوب بوده و مدل HEC-HMS به طور نسبی می تواند برآورد قابل پذیرشی از هیدروگراف سیلاب ارایه دهد و از این رو می توان نحوه شکل گیری رویدادهای سیلابی حوضه آبریز کرخه را به خوبی تحلیل نمود. همچنین، تحلیل حساسیت پارامترهای مدل نشان داد که پارامتر شماره منحنی (CN) نسبت به سایر پارامترهای حوضه تاثیر بیشتری بر تغییرات تابع هدف دارند.

    کلیدواژگان: مدلسازی هیدرولوژیک، HMS-HEC، Number Curve، هیدروگراف سیلاب، حوضه کرخه
  • یاسر قندهاری، علیرضا زمانی نوری، بابک امین نژاد صفحات 53-66
    زمینه و هدف

    با توجه به افت شدید آب های زیرزمینی دشت های کشور به دنبال برداشت بی رویه از آنها برای مصارف کشاورزی، مدیران به دنبال راهکارهای مدیریت و احیا سفره های آب زیرزمینی هستند. یکی از راهکارهای جبران افت سطح آب زیرزمینی که خود از موثرترین عوامل نابودی ظرفیت تغذیه و افزایش کیفیت در پهنه آب زیرزمینی است، سناریوهای کاهش برداشت از چاه های کشاورزی و تهیه طرح های ممنوعیت با کمترین عدم قطعیت براساس حساسیت ناحیه ای به آلودگی است. هدف از این تحقیق پیش-بینی شرایط انتشار جریان و آلودگی منطقه بر اساس مدل های عددی است. شبکه تراز و جهت جریان آب زیرزمینی دشت با استفاده از نرم افزار MODFLOW در یک دوره بلند مدت و توسعه مدل پیش بینی با استفاده از عملیات واسنجی و صحت سنجی بر دوره پایه مطالعاتی انجام شود تا بتوان به اجرای سناریوهای پیش بینی از طریق اعمال محدودیت و کاهش برداشت بر منابع بهره برداری آبخوان، و مشخصا چاه های کشاورزی، تا مرحله استخراج هیدروگراف پایدار دشت دست یافت.

    روش پژوهش: 

    این تحقیق با هدف تخمین و پیش بینی وضعیت آلودگی رخ داده در سایت آلودگی شهری، با استفاده از برنامه های رایانه ای MODFLOW و MODPATH در نرم افزار GMS انجام شد. برای رسیدن به این هدف در مرحله اول، مدل عددی جریان آبخوان بوسیله کد MODFLOW تهیه و کالیبره گردید. سپس کد MODPATH برای ردیابی ذرات آلوده به روش پیشرو در حالت ماندگار مورد استفاده قرار گرفت. در مرحله دوم، تاثیر سناریوی افزایش و کاهش پمپاژ از چاه های بهره برداری بر زمان سیر، طول مسیر و ناحیه گیرش ذرات شیرابه منتهی به آنها به روش پسرو پیش بینی و ارزیابی شد. در مرحله سوم، ردیابی ذرات منتهی به چاه-های نمونه برداری کیفی در دشت به روش پسرو در حالت ماندگار پیش بینی و ارزیابی شد.

    یافته ها

    مدل جریان آب زیرمینی با توجه به رویکرد خودکار واسنجی و صحت سنجی، کمترین انحراف آماری را بر روی پارامترهای بهینه سازی ایجاد نمود. همچنین مدل کیفیت انتقال ذرات بر روی مدل پیش بینی جریان آب های زیرزمینی به درستی اجرا شد. در آبخوان بابل، محدوده دفن پسماند در حیطه خارج از آبخوان تعیین شده، اشباع است. مشاهده شد، با تنظیم پارامترهای شبیه سازی انتقال ذرات ابر آلودگی پسماند، تخمینی از غلظت به مرزهای تراوا و شبکه آبراهه ای اطلاق گردید. به این معنی که در شبیه سازی انتقال ذرات، در اینجا منبع گسترش آلودگی، شبکه آبراهه ای و مرزهای تراوایی است که مستقیما در دوره های بارندگی و بخصوص طغیان های سیلابی، از آلودگی متاثر خواهند بود. حد غلظت به صورت ارقام متغیر بر پایه تغذیه و بارش در محدوده و برابر با آستانه پایدار اولیه مورد تحقیق (لندفیل) به مدل داده شد. بر اساس نمودار تجمعی غلظت خروجی از مرزهای تراوا و مسیل جریان در ناحیه جنوب شرقی نیز روند تغییرات نمودار غلظت ابر آلودگی، در مدل سازی کیفی دشت نشان می دهد که در دوره پیش بینی، افزایش غلظت به شکل خطی بالا خواهد رفت. با توجه به اینکه محل قرارگیری دفع پساب در محدوده خارج از دشت می باشد، سرعت افزایش آلودگی تا دوره پایانی شبیه سازی ابتدایی چندان بالا نبوده است. با این حال، علت بالا رفتن حجم انباشت غلظت را می توان به وجود مرزهای تراوا و افت شدید آب های زیرزمینی در این ناحیه ربط داد. به عبارتی دیگر، با پایین رفتن بیش از اندازه تراز آب زیرزمینی در محدوده اشباع دشت، جهت جریان به سمت آبخوان با سرعت بالاتری حجم آب آلوده را منتقل خواهد کرد.

    نتایج

    چنانچه وضعیت برداشت های آب های زیرزمینی به همین صورت ادامه یابد، علاوه بر کاسته شدن از ذخایر آب های زیرزمینی دشت، کیفیت ذخایر آب باقیمانده نیز کمتر خواهد شد. این امر موجب بروز مشکلات جدی تر در وضعیت کشاورزی منطقه می شود. نتایج اجرای مدل کمی و کیفی به منظور بررسی نفوذ آب آلوده لندفیل بر پایه تراکم آلودگی، نشان داد با احتمال بالا نفوذ ذرات آلوده از سمت دیواره جنوبی به سمت آبخوان در دوره های بارش رخدادی که جریان به صورت تصادفی و در مسیل ها جاری می شود و سپس گسترش تا دریا عملا به دلیل افت تراز آب دریای خزر رخ خواهد داد. نفوذ آب در نواحی شرقی محتمل تر از نواحی غربی است. دلیل انتخاب انتشار آلودگی محل دفع پسماند شرقی به جهت نمایش انباشت ذرات آلوده و پس زدگی از دریا نیز همین بود ه است. پیشنهاد می شود تا در حوزه سیاست گذاری، به منظور کنترل بحران شیرابه دشت، بسترسازی مناسب و دیواربندی محدوده انباشت زباله بر اساس جهت جریان اعمال شود.

    کلیدواژگان: اتشار آلودگی، بابل، آب زیرزمینی، شیرابه زباله
  • کامران پروانک صفحات 67-85
    زمینه و هدف

    در سالیان اخیر برخی از کشاورزان دشت سامان استان چهارمحال و بختیاری برای تامین غذا و علوفه بیش تر باغات بادام این منطقه را به اراضی زراعی و مرتعی تغییر کاربری داده اند. از آنجایی که این فعالیت ها عمدتا بدون داشتن شناخت کافی از محیط خاک انجام می گیرد، میتواند تهدید جدی در جهت کاهش کیفیت خاک باشد. بنابراین، مطالعه در زمینه اثر مدیریت های متفاوت روی ویژگی های مختلف خاک و در جهت مدیریت پایدار منابع خاک اهمیت فراوانی دارد. در این پژوهش اثر تغییر کاربری اراضی در این عرصه ها بر برخی شاخص های فیزیکی و شیمیایی کیفیت خاک مورد بررسی قرار گرفت.

    روش پژوهش: 

    به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر برخی شاخص های فیزیکی و شیمیایی کیفیت خاک، سه سیستم کاربری اراضی شامل باغ بادام دایمی، مرتع دایمی و باغ بادام تبدیل شده به زمین زراعی از اراضی دشت سامان انتخاب گردید. از هر کدام از سه سیستم کاربری مورد نظر 15 نمونه خاک (در مجموع 45 نمونه) از عمق صفر تا 30 سانتی متری به صورت شبکه های منظم (متری30×30) نمونه برداری شد. برخی پارمترهای فیزیکی و شیمیایی نمونه خاک های عرصه های مورد مطالعه مطابق روش های استاندارد اندازه گیری شد. پس از جمع آوری و ثبت داده ها در محیط Excel، آنالیز واریانس یک طرفه داده ها (ANOVA) با استفاده از نرم افزار SPSS18 و مقایسه میانگین‎ها نیز بر اساس آزمون LSD در سطح احتمال 1 درصد انجام شد.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد، تغییر کاربری اراضی (تبدیل باغ بادام به زمین زراعی) تاثیر معنی داری در سطح احتمال 1 درصد بر شاخص های فیزیکی و شیمیایی خاک مورد مطالعه ایجاد کرد. تغییر کاربری اراضی باعث تغییر بافت خاک سطحی عرصه های مطالعاتی نشد. بافت خاک هر سه سیستم مطالعاتی تقریبا یکسان (لوم رسی متمایل به لوم رسی شنی) بود. براساس نتایج مقایسه میانگین ها، در اثر تبدیل باغ بادام به زمین زراعی مقادیر تخلخل کل، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، سرعت نفوذ پایه و کربن آلی خاک به طور معنی داری در سطح احتمال 1 درصد به ترتیب کاهشی برابر12%، 56%، 50% و54 درصد و مقادیر جرم مخصوص ظاهری خاک، pH، هدایت الکتریکی و درصد آهک خاک افزایشی برابر10%، 5%، 44% و 18 درصد را نشان داد. در این تحقیق حفاظت اراضی مرتعی و جایگزینی گیاهان مرتعی باعث بهبود و افزایش معنی دار مقادیر میانگین کربن آلی خاک، تخلخل کل، پایداری خاکدنه ها و سرعت نفوذ پایه به ترتیب تا 48%، 14%، 69% و 40 درصد نسبت به کاربری زمین زراعی شده بود (pr<0.01). بین کاربری باغ بادام و زمین مرتعی تفاوت معنی داری از لحاظ شاخص های ارزیابی شده مشاهده نشد (0.01<pr).

    نتایج

    به طور کلی، در بین پارامتر های تحلیل شده شاخص های کربن آلی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و جرم مخصوص ظاهری خاک به ترتیب قابل اعتمادترین شاخص های فیزیکی و شیمیایی کیفیت خاک برای منطقه مورد مطالعه می باشد. بنابراین در این تحقیق مقادیر میانگین این شاخص ها به عنوان راه حل بهینه برای انتخاب مدیریت های جایگزین و روش های مختلف خاک ورزی در کاربری های فوق الذکر معرفی می گردد. همچنین با توجه به حساس و شکننده بودن اکوسیستم های دشت سامان توصیه می شود از تغییر کاربری اراضی باغی (قطع درختان بادام) و تبدیل این اراضی به اراضی زراعی در منطقه مطالعاتی خوداری شود. این رهنمود می تواند از سیر قهقرایی خاک های منطقه مطالعاتی که یکی از حساسترین عرصه های کشور به فرسایش می باشد، جلوگیری نماید.

    کلیدواژگان: زمین زراعی، باغ بادام، تغییر کاربری اراضی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، کیفیت خاک
  • محبوبه ابوالحسنی زراعتکار، حمیدرضا رفیعی سربیژن صفحات 83-93
    زمینه و هدف

    مونتموریلونیت به دلیل سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی زیاد، در دسترس بودن و قیمت پایین به عنوان ماده جاذب برای طیف گسترده ای از آلاینده ها از جمله فلزات سنگین و ترکیبات آلی استفاده می شود؛ اما ساختار این نوع رس های طبیعی پایدار نیست و معمولا در فاضلاب ها در طی فرایند نفوذ، توسط مواد مضر موجود تخریب می شوند. در راستای حل این مشکل از سورفکتانت آلی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید (HDTMA) جهت اصلاح رس مونتموریلونیت استفاده شد. در مرحله بعدی حذف سرب با استفاده از رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) بررسی شد.

    روش پژوهش: 

    در این مطالعه مونتموریلونیت سدیم دار با سورفکتانت کاتیونی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید معادل 2 برابر ظرفیت تبادل کاتیونی رس اصلاح شد (رس آلی) و با استفاده از آنالیزهای پراش پرتو ایکس، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی شناسایی شد. تاثیر غلظت اولیه سرب بر جذب آن از محلول آبی توسط دو جاذب (رس مونتموریلونیت و رس مونتموریلونیت اصلاح شده) بررسی شد. از دو مدل هم دمای جذب لانگمویر و فروندلیچ به منظور درک فرآیند جذب سرب استفاده شد. مکانیسم های جذب سرب با استفاده از مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوویچ و پخشیدگی درون ذره ای مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج حاصل نشان داد که رس مونتموریلونیت با موفقیت با سورفکتانت آلی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید اصلاح و رس آلی(Mt-H) ساخته شد. فاصله بین لایه ای پیک رده اول رس مونتموریلونیت بعد از اصلاح از 11 به 7/19 آنگستروم افزایش یافت. با افزایش غلظت اولیه سرب، مقدار جذب سرب (Qi) هر دو جاذب، رس مونتموریلونیت سدیم دار (Mt) و رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) افزایش یافت. بررسی مدل های هم دمای جذب نشان داد که جذب سطحی سرب در رس مونتموریلونیت (Mt) با مدل لانگمویر و جذب سطحی در رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) با مدل فروندلیچ مطابقت خوبی با داده های تجربی نشان دادند. بر اساس نتایج، حدود 40 % از یون های سرب در 80 دقیقه نخست واکنش توسط رس مونتموریلونیت (Mt) جذب شد، اما جذب سطحی سرب توسط رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) پس از 1280 دقیقه به حدود 40 % رسید. حداکثر ظرفیت جذب تک لایه محاسبه شده از مدل لانگمویر در دمای 30 درجه سلسیوس در رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) برابر با 54/32 میلی گرم بر گرم بود که حدود 34 درصد کمتر از مقدار حاصل در رس مونتموریلونیت (Mt) بود، که نشان دهنده ظرفیت جذب کمتر سرب توسط رس اصلاح شده (Mt-H) است. بررسی مدل های سینتیک جذب نشان داد که جذب سطحی در رس مونتموریلونیت (Mt) بهترین برازش را با مدل سینتیکی الوویچ و در رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) بهترین برازش را با مدل سینتیکی پخشیدگی درون ذره ای نشان داد.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد که اصلاح رس مونتموریلونیت سدیم دار با سورفکتانت آلی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم باعث کاهش ظرفیت جذب آن برای سرب می شود؛ اما رس اصلاح شده (Mt-H) سرب را با قدرت بیشتری نگه می دارد.

    کلیدواژگان: پخشیدگی درون ذره ای، جذب سطحی سرب، رس آلی، رس مونتموریلونیت، لانگمویر
  • رضا چمنی، سحر مخصطفایی یونجالی، سید حمیدرضا صادقی صفحات 95-108

    مقدمه و هدف پژوهش:

     امروزه بوم سازگان ها نقش بی بدیلی در تامین نیازهای انسانی و ارایه خدمات متنوع به ذی نفعان خود برعهده دارند. اما بروز پدیده های متعدد از جمله افزایش جمعیت و افزایش تقاضا برای رفع نیازهای انسانی، خدمات بوم سازگان (ES) را با مشکل مواجه ساخته است. از این رو، تخریب زمین یک مسیله مهم محیط زیستی است که تحت تاثیر عناصر و عوامل مختلفی قرار دارد. برهمین اساس اقدامات مدیریتی و حفاظتی و استقرار پوشش گیاهی در یک آبخیز می تواند نقش ارزشمندی در حفاظت خاک و جلوگیری از فرسایش ایفا نماید. لذا در این پژوهش سعی شده است نقش عملیات زیستی و مدیریتی حوزه آبخیز شارقنج خراسان جنوبی بر فرسایش خاک در شدت های مختلف بارندگی مورد ارزیابی قرار گیرد.

    روش پژوهش: 

    حوزه آبخیز شارقنج با مساحت 87/94 کیلومترمربع در شهرستان بیرجند استان خراسان جنوبی واقع شده است. میانگین بارندگی سالیانه آبخیز نیز حدود 210 میلی متر است. حوزه آبخیز شارقنج به دلیل دارا بودن شیب زیاد در قسمت شرق و جنوب شرق، قرارگیری مناطق مسکونی و اراضی باغی در حریم و بستر رودخانه و رژیم بارشی شدید در بهار از پتانسیل سیل خیزی خوبی برخوردار است. برای ارزیابی نقش عملیات اصلاحی زیستی بر فرآیند فرسایش خاک در حوزه آبخیز مطالعاتی از مدل InVEST استفاده شد. برای آماده سازی ورودی های مدل از داده های بارندگی سالیانه ایستگاه های قاین، بیرجند، موسویه و منصورآباد برای دوره زمانی 1381 تا 1399 و برای دوره بازگشت های 2، 5، 10 و 50 سال استفاده شد. در ادامه عامل های فرسایندگی باران، فرسایش پذیری خاک، مدیریت پوشش و عامل حفاظت زمین تعیین شد.

    یافته های پژوهش:

     بیشینه مقادیر شاخص فرسایندگی باران در دوره بازگشت های 2، 5، 10 و 50 سال به ترتیب 08/47، 68/63، 01/85 و 94/98 و کمینه این عامل در همان دوره بازگشت ها به ترتیب 88/42، 68/56، 47/74 و 85/85 مگاژول در میلی متر بر هکتار بر ساعت تعیین شد. هم چنین مقدار رسوب تولیدشده در دوره بازگشت های 2، 5، 10 و 50 سال به ترتیب 27/6699، 56/9024، 27/17452 و 30/20862 تن بوده که بعد از اعمال سناریوی مدیریتی به ترتیب به 39/6439، 37/8668، 94/16892 و 87/17390 تن کاهش یافته است. نتایج به دست آمده بر کاهش 9/3، 9/3، 2/3 و 7/1 درصد به ترتیب برای دوره بازگشت های 2، 5، 10 و 50 سال دلالت دارد.

    نتیجه گیری

    در این پژوهش نقش مدیریت زیستی در کنترل فرسایش و رسوب در سطح حوزه آبخیز شارقنج در دوره بازگشت های مختلف بارندگی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج پژوهش حاکی از آن است که با افزایش شدت بارندگی، در کاربری فعلی، میزان فرسایش و رسوب افزایش یافته است اما با اعمال سناریوهای مدیریتی در سطح زیرآبخیزهای مختلف، فرسایش و رسوب در دوره بازگشت های مختلف بارندگی، کمی کاهش یافته است. با توجه به این که شدت بارندگی در منطقه نقش مهمی در ایجاد فرسایش ایفا می کند و اثر آن با ترکیب اراضی شیب دار تشدید می شود، استفاده اصولی و متناسب با توان اراضی، می تواند نقشی موثری در پیش-گیری از تخریب زمین داشته باشد. لذا رهیافت های این پژوهش می تواند برای ارایه الگوی مدیریتی مناسب برای مدیران، بهره برداران و ذی نفعان حوزه های آبخیز سودبخش باشد.

    کلیدواژگان: تخریب زمین، خدمات بوم سازگان، شبیه سازی در آبخیزداری، مدیریت جامع حوزه آبخیز
  • میلاد نوری، شادمان ویسی صفحات 109-123
    زمینه و هدف

    کمبود داده چالش قابل توجهی برای مطالعات خشک سالی است. مجموعه داده های جایگزین برای تکمیل منابع داده های موجود ایجاد و ارایه می شوند. با وجود عدم قطعیت ذاتی مرتبط با مجموعه داده های جایگزین، این مجموعه داده های شبکه بندی شده داده های آب و هوایی پیوسته و بلند مدت به لحاظ مکانی را فراهم می کنند و برای ارزیابی خشک سالی در تغییرات اقلیمی مناسب هستند. چندین مطالعه درباره مدل سازی دوره های خشک سالی در سراسر ایران با استفاده از مجموعه داده های نقطه ای و محصولات شبکه بندی صورت گرفته است. با این حال، بیشتر این مطالعات بر شناسایی خطاهای مربوط به مقادیرمطلق شاخص های خشک سالی و تشخیص خشک سالی تمرکز داشته اند.

    روش پژوهش:

     در این مطالعه، عملکرد سه مجموعه داده شبکه بندی ERA5، CHIRPS و PERSIANN-CDR در برآورد خشک سالی در شرایط اقلیمی مختلف ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. مجموعه داده های مورد بررسی نسل پنجم مرکز اروپا برای پیش بینی هوای متوسط (ERA5)، بارش مادون قرمز گروه مخاطرات آب و هوا با داده های ایستگاه (CHIRPS) و تخمین بارش از اطلاعات سنجش از دور با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی- رکورد داده های آب و هوا (PERSIANN-CDR). شاخص خشک سالی بارش استاندارد شده در سه بازه ی زمانی 3 (SPI3)، 6 (SPI6)، و 12 (SPI12) ماهه استفاده شد. داده های بارش از سازمان هواشناسی ایران برای 35 ایستگاه در بازه زمانی 1988 تا 2017 جمع آوری شد. نواحی مورد مطالعه شامل مناطق فراخشک، خشک، نیمه خشک و مرطوب/نیمه مرطوب بودند. برای تجزیه و تحلیل روند تغییرات بارش، از برآوردگر شیب سن و آزمون ناپارامتری من کندال استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که داده های شبکه بندی در تشخیص ماه های خشک سالی و برآورد مقادیر شاخص ها در نواحی مرطوب/نیمه مرطوب عملکرد ضعیفی داشتند. با این وجود، داده های ERA5 مقدار شاخص های SPI3، SPI6، و SPI12 را در بیش از دو-سوم مناطق خشک و نیمه خشک با دقت مناسبی برآورد کردند. همچنین، ERA5 در اکثر مناطق خشک و نیمه خشک عملکرد مناسبی در تشخیص دوره های خشک سالی بلند مدت (SPI12) از خود نشان داد. به طور ویژه، داده های ERA5 رویدادهای خشک سالی شدید و طولانی مدت 1998-2001 و 2007-2009 را بخوبی در مناطق خشک و نیمه خشک تشخیص دادند. این دوره های خشک سالی شدید که توسط ERA5 تشخیص داده شده اند، تاثیرات منفی قابل توجهی بر بخش کشاورزی در خاورمیانه داشته اند، که این به نوبه خود نیاز حیاتی به نظارت و مدیریت دقیق خشک سالی را برجسته می کنند. لیکن داده های CHIRPS و PERSIANN-CDR عملکرد نامناسبی در تخمین مقدار SPI و تشخیص ماه های خشک سالی در اکثر مناطق خشک و نیمه خشک داشتند. علاوه بر این، داده های ERA5 برآوردی قابل اعتماد از معنی داری و جهت شیب SPI3، SPI6، و SPI12 در بیش از نیمی از مناطق خشک و نیمه خشک ارایه داد، در حالی که CHIRPS و PERSIANN-CDR برآورد های نادرستی در بیشتر مناطق ارایه کردند. با این حال، در برخی از موارد که مقادیر SPI و ماه های خشک سالی به درستی مدل سازی نشدند، معنی داری و جهت شیب به درستی تخمین زده شد. این یافته ها نشان می دهند که ممکن است برآورد های نادرست SPI مجموعه داده های شبکه بندی شده بیانگر محدودیت هایی در توانایی های تعریف خشکسالی باشد، اما این به معنی نامناسب بودن آن ها برای تجزیه و تحلیل روند و ارزیابی تغییرات اقلیمی نیست.

    نتایج

    نتایج نشان می دهند که ERA5 عملکرد بهتری در برآورد مقادیر SPI، تشخیص دوره های خشک سالی و برآورد معنی داری و شیب SPI در مناطق خشک و نیمه خشک نسبت به سایر مجموعه داده های جایگزین دارد. بنابراین، داده های بارش ERA5 می توانند برای مدل سازی و نظارت بر خشک سالی تحت تغییرات اقلیمی در مناطق خشک و نیمه خشک به کار روند.

    کلیدواژگان: داده های جایگزین، روندیابی، مناطق داده محدود، نوسانات اقلیمی
  • حمیدرضا فولادمند صفحات 125-133
    زمینه و هدف

    منحنی توزیع دانه بندی خاک از مهم ترین ویژگی های فیزیکی خاک است و مدل های متعددی برای برازش بر داده های اندازه گیری شده این منحنی ارایه شده است. همچنین روش هایی برای تخمین این منحنی وجود دارد که از آن جمله می توان به تخمین آن با استفاده از روش آسان تر ویژگی های خاک در دسترس با نام توابع انتقالی پارامتریک اشاره نمود. هدف اصلی از این پژوهش تخمین منحنی توزیع دانه بندی خاک از چند مدل مختلف برمبنای توابع انتقالی پارامتریک می باشد.

    روش پژوهش:

     در این پژوهش از مدل های هاورکمپ و پارلانگ در دو حالت مختلف، مدل آسولین و همکاران و مدل فردلاند و همکاران برای برازش بر داده های اندازه گیری شده منحنی دانه بندی استفاده شد. کلیه مدل های ذکر شده دارای چندین پارامتر می باشند که با معلوم بودن آن ها امکان تخمین منحنی دانه بندی وجود دارد. برای برآورد پارامترهای مدل های اول و دوم روابطی تجربی ساخته شد و برای مدل سوم از روابط ارایه شده توسط فولادمند و منصوری استفاده شد. کلیه روابط برآوردشده با بکارگیری داده های بافت خاک (مقادیر رس، سیلت، شن، میانگین هندسی ذرات خاک و انحراف معیار هندسی ذرات خاک) به دست آمدند که اندازه گیری و محاسبه آن ها برای بیشتر نمونه های خاک ساده و متداول است. برای انجام این پژوهش از 30 نمونه خاک در استان فارس برای واسنجی روابط و از 10 خاک دیگر در این منطقه به علاوه 30 نمونه خاک از مجموعه خاک های آنسودا برای صحت سنجی نتایج بدست آمده استفاده شد. 40 نمونه خاک به کار رفته در مرحله صحت سنجی به سه گروه بافت ریز، متوسط و درشت تقسیم شدند. مناسب ترین روابط استخراج شده برای تخمین پارامترهای مدل های هاورکمپ و پارلانگ در دو حالت مختلف و مدل آسولین و همکاران از روش رگرسیون گام به گام تعیین شدند. برای ارزیابی نتایج از آماره های ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین هندسی نسبت خطا و انحراف معیار هندسی نسبت خطا استفاده شدند.

    نتایج

    نتایج نشان داد که مدل فردلاند و همکاران برای خاک های با بافت ریز و درشت و مدل آسولین و همکاران برای خاک های با بافت متوسط مناسب می باشند. همچنین نتایج نشان داد که دو حالت مدل هاورکمپ و پارلانگ برای تخمین منحنی دانه بندی مناسب نیستند.

    کلیدواژگان: منحنی دانه بندی، توابع انتقالی، استان فارس، آنسودا
|
  • Chiman Mahdizadeh*, Hossein Bayat Pages 1-12
    Background and objectives

    Adding organic matter to the soil is an important method to solve the problem of compaction and consequently penetration resistance and fertility reduction. Mushroom substrate compost (MSC) has many properties that are required for growing organic crops and environmental management. Considering that the ingredients of mushroom substrate compost (including heavy soil, light soil, root soil, wheat straw and stubble, limestone and chicken manure) are different from other types of organic materials, it is necessary to carry out new research to investigate its effect on the physico-chemical properties of the soil. Although different textures behave differently but, the effect of MSC on the penetration resistance and aggregates size distribution in different soils, has not been studied, so far. Therefore, the purpose of this study was to investigate the short-term effect of MSC on the penetration resistance, mean weight diameter of aggregates, aggregates size distribution and organic matter content in three soil types.

    Materials and methods

    A factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. Factors consist Soil texture at three levels (sandy loam, loam and clay) was the first factor, and MSC at three levels (0, 3 and 6% W/W) was the second factor. After treatment of the soils, samples were then incubated for 120 days, and they were saturated and dried with urban water, regularly, once a month (saturated from above), during this period. At the end of the incubation period, disturbed and undisturbed soil samples were taken by 5 cm in diameter and 4.5 cm in height steal cylinders. The penetration resistance was measured by a micro-penetrometer on the core samples at the matric suction of 0.3 bar. Organic matter, mean weight diameter of aggregates and aggregates size distribution were measured.

    Results

    The results showed that the use of 6% level mushroom substrate compost in the sandy loam soil caused a decrease in the penetration resistance compared to the level of 3% and the control, due to the interaction between the compounds in the compost and the creation of stable soil aggregates. Also, the results showed that highest amount of organic matter and mean weight diameter of aggregates at 6% level of MSC was found in loam texture. Also, the order of the mass of aggregates in classes 4-8 and 2-4 mm, was in loam> sandy loam> clay, with significant differences between the textures. Application of MSC at 3 and 6% levels in the loam texture significantly increased the mass of aggregates of 0.25 – 0.5 and 0.5-1 mm in comparison with control. These aggregates did not show significant differences in sandy loam and clay soils at different application levels of the MSC Organic matter, mean weight diameter of aggregates, mass of aggregates of 0.5 to 1, and 0.25 to 0.5 mm increased in the range of 27 to 66%, 16 to 34.5%, 4 to 117.5% and 4 to 170%, respectively, by increasing MSC application levels at different soils. Conclusion This compost is different from other modifiers and can have different effective mechanisms in different textures. The simultaneous addition of lime, clay and organic matter (through compost) to soils with different textures causes cation exchange reactions in the soil. Lime as one of the main additives that has the ability to improve the behavior of fine-grained soils has been noticed for a long time. In this way, in clay and loam soils, the interaction between lime and clay with organic matter plays an important role as soil accumulation factors by forming cationic bridges. The use of lime and gypsum directly improve soil resistance. Therefore, the use of mushroom substrate compost in agricultural lands is useful for improving the soil structure.

    Keywords: mean weight diameter of aggregates, mushroom substrate compost, penetrationresistance, soil structure, soil texture
  • Farahnaz Sabzevari, Behrouz Yaghoubi *, Saeid Shabanlo Pages 13-23
    Background and Aim

    Estimation and forecasting of qualitative parameters along with quantitative parameters of water alongside the river to make correct managerial decisions is one of the objectives of managers and planners of the water industry should be accurately simulated. Most of the models for qualitative parameter estimations require very large input parameters that are either difficult to access or require much time and money to determine. Therefore, the use of data-driven models in this field has been developed to save time and money.

    Method

    In this paper, the application of artificial neural networks and its combination with the firefly algorithm to predict the amount of Total dissolved solids (TDS) of water in the Gavehrood River located in Iran, Kermanshah has been trained and validated. with this purpose, water quality data of hydrometric station upstream of the Gavoshan reservoir dam are used for the statistical period (1991-2010). Based on different inputs, the multilayer perceptron (MLP) artificial neural network and its combination with the firefly algorithm are tested. The best algorithm of the inputs, the number of hidden layers and the number of neurons in each layer in the artificial neural network are determined. The input data imported to the models include the flow rate (Q), Sodium (Na), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Sulfate (So4), Chloride (Cl), Bicarbonate (Ho3), Electrical conductivity (EC) and Total Dissolved Solides of the river in the previous period (TDSt-1) and the output data of TDS. The number of hidden layers is obtained to be 1 and the number of hidden layer neurons is achieved to be 9. Also, the neural network function in this study is considered as a waterfall type and the results are compared by combining artificial neural networks with the firefly algorithm. The model outputs are compared with measurement data using the error measurement criteria.

    Results

    In this regard, the values of the used error evaluation indices including the observed standard deviation (RSR), Nash Sutcliffe coefficient (NSC), correlation coefficient (R) and root mean square error (MSE) for artificial neural network are yielded 0.154, 0.976, 0.989 and 25.27, respectively and in the case of the neural network combination with the firefly algorithm, are achieved to be 0.129, 0.983, 0.992 and 17.8, respectively.

    Conclusion

    Therefore, the performance of the hybrid method of artificial neural networks by using the firefly algorithm in predicting TDS is more appropriate than artificial neural networks.

    Keywords: Artificial Neural Networks, Firefly Algorithm, TDS, Gavehrood Rive
  • Ali Talebpour, Nader Pirmoradian *, MohammadReza Yazdani, MohammadReza Alizadeh Pages 25-37
    Background and Aim

    Puddling process is a part of land preparation in rice cultivation. In other words, puddling is an important method of soil management, which is done to disturb the structure of the surface layer of the soil and prepare the field for rice transplanting. Usually, in this process, the soil is flooded and tillage is done on it. The soil texture and the soil moisture conditions before flooding are factors that affect the process of the puddling. Therefore, this study was conducted to determine the effect of initial soil moisture and soil texture on some properties of paddy soils puddling process in Guilan province.

    Method

    The experiment was conducted as a factorial based on a randomized complete block design in three replications. Three textures (silt, silty clay, and clay) of paddy soils were prepared under four initial soil moisture treatments (85, 90, 95, and 100% degrees of saturation). After preparing the soil samples, they were puddled using a laboratory panel. During and after the puddling process, the amount of net water consumed, the depth of water collected on the soil 2 and 6 days after puddling, the soil swelling at the end of the operation, the depth of soil settlement after 2, 4 and 6 days and the final depth of the soil were measured. Statistical analysis of the effect of the experimental treatments on the measured properties and their mean comparison was done with LSD test using SPSS 23 software. Calculations and graphs were done using EXCEL software.

    Results

    The results showed that the independent effects of initial soil moisture and soil texture on all of the measured properties except the depth of soil after 6 days were statistically significant at 1%. With increasing initial soil moisture, the amount of net water consumption and the final depth of soil decreased and other measured parameters increased. On the other hand, the effect of soil texture on net water consumption, water collected on the soil 2 and 6 days after puddling, soil amass at the end of the operation, depth of soil after 2 and 4 days, and the final depth of the soil were statistically significant at 1%. The interaction effect of initial soil moisture and soil texture on soil amass at the end of the operation and final soil depth was statistically significant at 1%, and for the depth of water accumulated on the soil 2 days after puddling and the depth of soil after 2 days was statistically significant at 5%. By increasing the initial soil moisture content from 85 to 100% of saturation degree, the amount of water used for the puddling process decreased by 61%.

    Conclusion

    According to the results, the features of the puddling process are affected by the initial moisture and soil texture. Therefore, the results of this research can be used in the agricultural management of paddy fields in Guilan province. With increasing soil clay content, the measured parameters include the amount of net water consumed, the depth of water collected on the soil 2 and 6 days after puddling, the soil swelling at the end of the operation, the depth of soil settlement after 2, 4 and 6 days and the final depth of the soil were increased. The range of net water consumed in the puddling process for experimental treatments varied between 31 and 114 mm, and the lowest was obtained in silty soil texture with 20% clay and initial moisture treatment of 100% degree of saturation. Estimating water consumption in the puddling process and its correlation with initial soil moisture and clay percentage can inform the management of the agricultural calendar and water allocation program in the Sefidroud irrigation network for paddy fields. This information can help optimize water usage, especially in light of rainfall events at the start of the irrigation season, with the goal of reducing overall water consumption.

    Keywords: Clay percentage, Rice, Soil saturation degree
  • Najmeh Fooladi, Ahmad Sharafati, Tayeb Raziei Pages 39-52
    Background and Aim

    Heavy and consecutive rains at early April of 2018 led to severe floods in large parts of Iran, especially in the Karkheh basin, which was accompanied by huge damages. The average rainfall in the Karkhe dam basin for the event of April 4-7, 2018 was about 87 mm, and for the event of April 11-17, 2018, it was nearly 108 mm. For the flood management by the reservoir, estimation of the peak discharge and flood hydrograph is essential in order to predict the hydrological behavior of the basin. Rainfall-runoff models that are used to simulate flood hydrographs are one of the methods of estimating runoff and a suitable tool for investigating and evaluating hydrological processes, water resources, and flood management.

    Method

    Since the estimation of peak discharge and flood hydrograph has great important to predict the hydrological behavior of the basin and also to take the necessary measures to reduce the flood risk, the present study was conducted by using HEC-HMS model to simulate the rainfall-runoff events during 2007-2018 in the Karkheh Basin .By using this model capabilities and the data from some hydrometric and meteorological stations in the basin, the volume and peak discharge of floods in that period were estimated. Because Seymareh dam impoundment has started since 2013; two separate basin models were developed and for running the model, 11 flood events were obtained then, the basin parameters were calibrated based on six events and the others were used for validation. In the process of developing the basin model, the SCS Curve Number method is used to calculate basin runoff losses and convert rainfall to runoff, the Clark Unit Hydrograph method and the Return flow method to calculate the base flow, the Muskingum method for hydrological routing, and the Weighted average method for spatial data analysis of rainfall. The Outlet Structure method was used for routing the reservoirs of Karkheh and Seymareh dams.

    Results

    Comparing the initial simulation results of the model with the observed values at the outlet of the basin and some hydrometric stations of the basin showed that the hydrograph model overestimates the flow. Therefore, using the residual squaredsum objective function, basin parameters (CN, time concentration, storage coefficient, initial absorption, and recession constant) were calibrated. After calibration of parameters, the results showed that the calculated hydrographs were in good agreement with the Observational hydrographs in the Karkheh and Seymareh dams. Next, to check the accuracy and confirm the results, the model was validated by the five new rainfall events and to evaluate the efficiency of the model used in this stage, the Nash-Sutcliffe indices and the simulated variance coefficient were used.

    Conclusion

    Comparing the calculated results with the flood observational values (peak discharge) using the correlation coefficient (R2) showed that there is a relatively good agreement between simulation and observation in sub-basins 5, 2, 7, and 1 (0.92, 0.73, 0.73 and 0.70, respectively). Also, the model efficiency index values in the validation period for the Nash-Sutcliffe index (0.33-0.99) and simulation variance coefficient (0-0.73) for the outlet of sub-basins 9, 6, 5, 1, and 8 are favorable and the HEC-HMS model approximately can provide an acceptable estimation of the flood hydrograph. So, it can be well-analyzed how the way flood events are formed in the Karkheh basin. Also, the sensitivity analysis of the model parameters showed that the curve number parameter (CN) has a greater effect on the changes in the objective function than other basin parameters.

    Keywords: hydrologic modelling, HEC-HMS model, Curve Number, flood hydrograph, Karkheh basin
  • Yaser Ghandehari, Alireza Zamani Nouri, Babak Aminnejad Pages 53-66
    Background and Aim

    Due to the sharp decline of the underground water in the country's plains due to their indiscriminate extraction for agricultural purposes, managers are looking for solutions to manage and restore underground water tables. One of the solutions to compensate for the drop in the underground water level, which is one of the most effective factors in destroying the discharge capacity and increasing the quality in the underground water area, scenarios of reducing withdrawal of farming wells and prepare prohibition plans with the least uncertainty based on the regional sensitivity to pollution. The purpose of this research is to predict the flow and pollution conditions of the area based on numerical models, so that the level network and the direction of the underground water flow of the plain using MODFLOW software in a long-term period and the development of the prediction model using Calibration and validation operations should be performed on the base period of the studies in order to be able to implement the forecast scenarios by applying restrictions and reducing harvesting on aquifer exploitation resources, and specifically agricultural wells, until the stage of stable hydrograph extraction of the plain.

    Method

    This research was carried out with the aim of estimating and predicting the state of pollution in the urban pollution site, using MODFLOW and MODPATH computer programs in GMS software. To achieve this goal, in the first step, the numerical model of the aquifer flow was prepared and calibrated by the MODFLOW code. Then, the MODPATH code was used to track the contaminated particles in the steady-state progressive method. In the second stage, the impact of the scenario of increasing and decreasing the pumping from the exploitation wells on the travel time, the length of the path and the catchment area of the leachate particles leading to them was predicted and evaluated by the regressive method. In the third step, the tracking of particles leading to qualitative sampling wells in the plain was predicted and evaluated by regressive method in steady state.

    Results

    According to the automatic calibration and validation approach, the underground water flow model produced the least statistical deviation on the optimization parameters. Also, the particle transfer quality model was correctly implemented on the groundwater flow prediction model. In the Babol aquifer, the waste disposal area outside the designated aquifer is saturated. It was observed that, by adjusting the parameters of the simulation of the transfer of residual pollution cloud particles, an estimate of the concentration was applied to the permeable boundaries and the channel network. This means that in the simulation of particle transport, here the source of pollution spread is the channel network and permeable boundaries, which will be directly affected by pollution during periods of rainfall and especially floods. The concentration limit was given to the model in the form of variable figures based on discharge and precipitation in the range and equal to the primary stable threshold of the research subject (landfill). Based on the cumulative diagram of the outlet concentration from the permeable boundary and flow channel in the southeast region, the trend of changes in the cloud pollution concentration diagram, in the qualitative modeling of the plain, shows that in the forecast period, the increase in concentration will increase linearly. Considering that the waste disposal location is outside the plain, the rate of increase in pollution was not very high until the end of the initial simulation. However, the reason for the increase in concentration accumulation volume can be related to the existence of permeable boundaries and severe drop of underground water in this area. In other words, when the underground water level drops too much in the saturation area of the plain, the direction of the flow will move the volume of polluted water towards the aquifer at a higher speed.

    Conclusion

    If the situation of groundwater withdrawals continues in the same way, in addition to the reduction of the groundwater storage of the plain, the quality of the remaining water storage will also decrease. This causes more serious problems in the agricultural situation of the region. The results of the implementation of quantitative and qualitative model in order to investigate the infiltration of polluted water from the landfill based on the concentration of pollution, showed that there is a high probability of the infiltration of polluted particles from the south wall side to the aquifer during periods of rainfall Event that current is run in the channels accidently. and then the expansion to the sea will actually occur due to the drop in the water level of the Caspian Sea. Water infiltration is more likely in the eastern regions than in the western regions. The reason for choosing the spread of pollution from the eastern waste disposal site in order to show the accumulation of polluted particles and the repulsion from the sea was the same. It is suggested that in the field of policy making, in order to control the plain's leachate crisis, appropriate bed construction and walling of the waste accumulation area should be applied based on the flow direction.

    Keywords: Pollution diffusion, Babol, Groundwater, leachate waste
  • Kamran Parvanak Pages 67-85
    Background and Aim

    In recent years, some farmers in the plains of Saman in the province of Chaharmahal and Bakhtiari have changed the use of almond orchards in this area to agricultural land and pastures in order to provide food and fodder. Since these activities are mostly carried out without sufficient knowledge of the soil environment, there can be a serious threat to reduce soil quality. Therefore, studies on the effect of different managements on different soil characteristics and in the direction of a sustainable soil resource are very important. In this research, the effect of land use change in these areas on some physical and chemical indicators of soil quality was investigated.

    Methods

    In order to investigate the effect of land use change on some physical and chemical indicators of the soil quality of three land use systems comprising a permanent almond orchard, permanent pasture and almond orchard converted to land were selected in the plain of Saman. 15 samples of soil (45 samples in total) were taken from 0 to 30 cm in the form of networks (30 x 30 meters) in each of the three land use systems considered. Some physical and chemical parameters of studied soil samples measured by standard methods.After collecting and saving data in Excel, a one-side analysis of variance (ANOVA) was performed on using the SPSS18 software and the comparison of the means was also carried out on the basis of the LSD test at a probability level of 1%.

    Results

    The results of analysis of variance data showed that changing land use (changing of almond orchards to agricultural land) had significant effect on the indeces examined physical and chemical of at 0.01 level. The Land use change did not change the surface soil texture of the study areas. The soil texture of all three-study system was almost the same (clay loam inclined to sandy clay loam). According to the findings of the mean comparison, when almond orchards were converted to agricultural land, there was a significant reduction in total porosity, mean weighted diameter of soil aggregates (MWD), base infiltration rate, and soil organic carbon by 12%, 56%, 50%, and 54%, respectively. Conversely, there was a notable increase of 10%, 5%, 44%, and 18% in bulk density, pH, electrical conductivity, and soil lime percentage at a significance level of 0.01 (pr<0.01).In this study, substituting improved pasture plants with land grazed pasture significantly augmented the average of soil organic carbon, total porosity, solidity of soil aggregates (MWD) and base infiltration rate by 48%, 14%, 69%, and 40%, respectively, as compared to agricultural land at a significance level of 0.01 (pr<0.01). However, no significant difference was observed at a significance level of 0.01 (pr>0.01) between almond orchard and pasture land concerning the evaluated indicators.

    Conclusion

    Overall, the parameters analyzed indicate that organic carbon, mean weighted diameter of soil aggregates (MWD), and bulk density are reliable indicators of soil quality in the study area. The average values of these indicators provide an optimal alternative for management and tillage practices in various land uses. Moreover, due to the delicate and vulnerable ecosystems of Saman Plain, it is recommended to avoid converting garden lands (such as almond orchards) into agricultural lands within the study area. This approach will help prevent soil erosion in one of the most sensitive areas of the country.

    Keywords: Agricultural land, AlmondOrchard, Land use change, Mean weighted diameter ofsoil aggregates, Soil quality
  • Mahboobeh Abolhasani Zeraatkar, Hamidreza Rafiei-Sarbijan Pages 83-93
    Background and Aim

    Because of its high specific surface area and high cation exchange capacity (CEC), as well as its availability and low price, sodium montmorillonite (Mt) is used as an adsorbent for a wide range of pollutants, including heavy metals and organic compounds; but the structure of this type of natural clay, however, is unstable, and usually damaged by harmful substances of sewage liquid in the process of infiltration. The organic surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA) was used to modify montmorillonite clay to solve this problem. The next step was to investigate lead removal using modified montmorillonite clay (Mt-H).

    Method

    In this study, sodium montmorillonite organic clays modified with hexadecyltrimethylammonium bromide with a CEC two times greater than clay (Mt-H) were prepared. These modified clays were identified using X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and field emission scanning electron microscopy. The effect of initial lead concentration on lead absorption from aqueous solution by two adsorbents (montmorillonite clay and modified montmorillonite clay) was investigated. The lead adsorption process was studied using Langmuir and Freundlich adsorption isotherm models. The mechanisms of lead adsorption were investigated and compared using pseudo-first-order, pseudo-second-order, Elovich, and intraparticle diffusion models.

    Results

    The results showed that the organic surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (Mt-H) successfully modified montmorillonite clay, and the interlayer space of the first order peak in montmorillonite clay increased from 11 to 19.7 Å after modification. According to the findings of this study, increasing the initial concentration of lead increased the amount of lead absorption (Qi) in both adsorbents, sodium montmorillonite clay (Mt) and modified montmorillonite clay (Mt-H). Surface adsorption of lead in montmorillonite clay (Mt) with the Langmuir model and surface adsorption in modified montmorillonite clay (MtH) with the Freundlich model both showed good agreement with experimental data. According to the results, montmorillonite clay (Mt) absorbed approximately 40% of the lead ions in the first 80 minutes of the reaction, but surface absorption of lead by modified montmorillonite clay (Mt-H) reached approximately 40% after 1280 minutes. The maximum monolayer absorption capacity calculated from the Langmuir model at 30°C in modified montmorillonite clay (Mt-H) was 32.54 mg/g, which was approximately 34% lower than the value obtained in montmorillonite clay (Mt). Surface adsorption in montmorillonite clay (Mt) showed the best fit with the Elovich kinetic model, but modified montmorillonite clay (Mt-H) showed the best fit with the intraparticle diffusion kinetic model.

    Conclusion

    The results showed that adding hexadecyltrimethylammonium organic surfactant to sodium montmorillonite clay reduced its lead adsorption capacity. However, the lead in the modified clay (Mt-H) was more stable

    Keywords: Intraparticle diffusion, Langmuir, Lead adsorption, Montmorillonite clay, Organoclay
  • Reza Chamani, Sahar Mostafaei Younjali, Seyed HamidReza Sadeghi Pages 95-108
    Introduction and Aim

    Ecosystems nowadays play a unique role in meeting human demands and offering a variety of services to their stakeholders. However, occurrence of various happening, including population increase and rising demand for basic human requirements, have created problems for Ecosystem Services (ES). As a result, land degradation is a significant environmental issue that is impacted by a variety of elements and factors. Soil conservation and erosion prevention can benefit from management and conservation measures, as well as the development of plant cover in a watershed. Therefore, an effort has been made in this study to assess how the Sharghong Watershed in Southern Khorasan, Iran, and its biological and management activities affect soil erosion at various rainfall intensities.

    Method

    The Sharghong Watershed, with an area of 94.87 km2 , is located in Birjand Township, South Khorasan Province, Iran. The mean annual precipitation in the watershed is approximately 210 mm. Due to its steep slopes in the eastern and southeastern parts, the presence of residential areas and barberry orchards in the floodplain, and intense precipitation in the spring, the Sharghong Watershed has a good potential for flooding. for evaluating. The role of biological restoration operations in soil erosion processes in study watershed InVEST Model was used. Annual precipitation data from the Qaen, Birjand, Mousavieh, and Mansourabad stations were utilized for the period between 2002 and 2020, with return periods of 2, 5, 10, and 50 years, to generate the inputs for the InVEST model. The erosivity, erodibility, crop management and land maintenance factor were then determined.

    Results

    The maximum rainfall erosivity index (R) values for return periods of 2, 5, 10, and 50 years were 47.08, 63.68, 85.01, and 98.94 MJ mm ha-1 h -1 , respectively. The minimum values of R for the same return periods were 42.88, 56.68, 74.47, and 85.85 MJ mm ha-1 h -1 , respectively. The annual sediment yield for return periods of 2, 5, 10, and 50 years were 6699.27, 9024.56, 17452.27, and 20862.30 t, respectively. Following the implementation of the management scenario in different sub-watersheds, sediment yield reached 6439.39, 8668.37, 16892.94, and 17390.87 t, respectively. The obtained results indicated reductions of 3.9, 3.9, 3.2, and 1.7%, respectively, for return periods of 2, 5, 10, and 50 years.

    Conclusion

    In this research, the role of biological management in controlling erosion and sedimentation in the Sharghonj Watershed during the different return periods of rainfall has been evaluated. The results of the research indicate that with the increase in the intensity of rainfall, in the current land use, the amount of erosion and sedimentation has increased, but with the application of management scenarios at the level of different sub-catchment, erosion and sedimentation has slightly decreased during the different return periods of rainfall. Due to the fact that the intensity of rainfall in the region plays an important role in creating erosion and its effect is intensified by the combination of sloping lands, the principled use of land in accordance with its potential can play an effective role in preventing land degradation. Therefore, the approaches of this research can be beneficial for providing a suitable management model for managers, operators and beneficiaries of watersheds.

    Keywords: Ecosystem Services, Integrated Watershed Management, Simulation forWatershed Management, Land Degradation
  • Milad Nouri *, Shadman Veysi Pages 109-123
    Background and Aim

    The scarcity of data poses a significant challenge for drought studies. Alternative datasets are created to supplement existing data sources. Despite the inherent uncertainties associated with alternative datasets, the gridded datasets provide long-term, spatially-continuous weather data, making them suitable for drought assessment under climate changes. Several studies have been conducted to characterize dry spells across Iran using both point datasets and gridded products. However, most of these studies have focused primarily on identifying errors in absolute values of drought indices and drought detection

    Method

    In the present study, we evaluated the performance of three gridded datasets in characterizing droughts across different climatic conditions in Iran. The datasets under consideration were the fifth generation of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ERA5), Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data (CHIRPS), and Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using Artificial Neural Networks-Climate Data Record (PERSIANN-CDR). The Standardized Precipitation Index in 3-, 6-, and 12- month scales (i.e., SPI3, SPI6, and SPI12) was applied. The precipitation observations were obtained from the Iran Meteorological Organization (IRIMO) for 35 sites spanning the period from 1988 to 2017. The study sites covered a range of climatic conditions, including hyper-arid, arid, semi-arid, and humid/semihumid regions. To analyze the long-term trend in precipitation, two statistical methods, namely, the Sen’s slope estimator (SSE) and the Mann-Kendall nonparametric test (MKZ) were employed

    Results

    Results revealed that the gridded datasets performed poorly in detecting dry months and estimating SPI values in humid/semi-humid regions. However, ERA5 estimated SPI3, SPI6, and SPI12 with sufficient accuracy in more than the two-third of arid and semi-arid areas. Moreover, ERA5 detected dry months accurately based on SPI12 in the majority of arid and semi-arid cases. Specifically, ERA5 accurately detected severe and long-lasting dry events that occurred in drylands during the periods of 1998-2001 and 2007-2009. These intense dry epochs detected by ERA5 have had significant negative impacts on the agricultural sectors in the Middle East, highlighting the critical need for accurate drought monitoring and management. However, CHIRPS and PERSIANN-CDR performed poorly in estimating SPI and detecting dry months in arid and semi-arid regions. Furthermore, ERA5 provided reliable estimates of the significance and direction of the slope of SPI3, SPI6, and SPI12 in more than half of arid and semi-arid regions, while CHIRPS and PERSIANN-CDR yielded inaccurate estimates in most areas. However, in some cases where SPI values and drought months were not accurately modeled, the significance and direction of slopes were estimated accurately. These findings suggest that while inaccurate SPI estimates from gridded datasets may indicate limitations in their skill to characterize drought; they do not necessarily imply their unsuitability for trend analysis and climate change assessments.

    Conclusion

    The results suggest that ERA5 outperformed the other alternate datasets evaluated in terms of estimating SPI values, detecting drought events, and estimating the significance and slope of SPI in drylands. As such, ERA5 precipitation products may be suitable for drought characterization and monitoring under climate change in drought-prone arid and semi-arid regions of Iran

    Keywords: Alternate datasets, climatic variabilities, data-scarce areas, trend detection
  • HamidReza Fooladmand Pages 125-133
    Background and Aim

    The particle-size distribution (PSD) curve is one of the most important soil properties, and many models have been presented for fittng to the measurd data of this curve. Also, there are some methods for estimating of this curve including its estimation using more easily available soil properties which can be called parametric pedotransfer functions. The main objective of this study was the estimation of PSD curve with some different models based on the parametric pedotransfer functions.

    Method

    In this study, the models of Haverkamp and Parlange (1986) with two conditions, Assouline et al. (1998), and Fredlund et al. (2000) were employed for fittng to the measued data of this curve. All mentioned models contain several parameters, and the estimation of PSD curve may be accomplished by knowing the models parameters. To do this, some equations were derived for estimating the parameters of the model of Haverkamp and Parlange (1986) in two assumptions, and the model of Assouline et al. (1998). Also, the equations for estimating Fredlund et al. (2000) model were computed from Fooladmand and Mansuri (2013). All estimated equations for the model parameters have been obtained only based on soil texture data (amounts of clay, silt, sand, geometric mean and geometric standard deviation of the particle-size diameter) which are available easily and common in measuring and computing for soil samples. For this purpose, 30 soil samples were collected from different locations in Fars Province, south of Iran to calibrate the equation, and 10 soils in this area plus 30 soils of UNSODA soil data bases were used to validate the obtained results. 40 soils in validation stage have been divided into three groups containing fine, medium and course textures. The best derived equations for estimating the parameters of the model of Haverkamp and Parlange (1986) with two assumptions, and the model of Assouline et al. (1998) were obtained by using the step by step linear regression procudure. Then, the root mean square error (RMSE), geometric mean error ratio (GMER) and geometric standard deviation of the error ratio (GSDER) have been used to evaluate the obtained results in the validation stage.

    Results

    The results indicated that the model of Fredlund et al. (2000) was appropriate for soils with fine and course textures, and the model of Assouline et al. (1998) was appropriate for soils with medium texture. Also, the results indicated that two conditions of the model of Haverkamp and Parlange (1986) were not appropriate for estimating the PSD curve.

    Keywords: Particle-size distribution curve, Pedotransfer function, Fars province, UNSODA