فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال نوزدهم شماره 1 (بهار 1391)
  • سال نوزدهم شماره 1 (بهار 1391)
  • تاریخ انتشار: 1391/07/05
  • تعداد عناوین: 13
|
  • سعیده کسلخه، فرهاد خرمالی، فرشاد کیانی، مجتبی بارانی مطلق صفحه 1
    هدف از انجام این مطالعه بررسی خصوصیات فیزیکی- شیمیایی، میکرومورفولوژی خاک های دارای پوشش گل سنگ و بدون پوشش گل سنگ در منطقه آلاگل در استان گلستان می باشد. در 3 نقطه مراتع آلاگل نمونه برداری جفتی از عمق 10-0 سانتی متری با 8 تکرار انجام و هم چنین نمونه دست نخورده برای مطالعات میکروموفولوژی برداشت شد. این نقاط به طور تصادفی و به گونه ای انتخاب شدند که یک خاک دارای پوشش گل سنگ در مجاورت یک خاک بدون پوشش گل سنگ قرار گرفته باشد. به منظور کسب اطمینان از تشابه جفت خاک های مورد نمونه برداری برخی از ویژگی های خاک از جمله بافت، مواد آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، جرم مخصوص ظاهری، میانگین وزنی قطر خاک دانه اندازه گیری شدند. افزون بر این مطالعه میکرومورفولوژی با استفاده از میکروسکوپ پلاریزان برای تعدادی از جفت نمونه ها انجام گردید. نتایج به دست آمده از آنالیز نشان داد که مقدار کربن آلی در خاک های دارای پوشش به مقدار قابل توجهی نسبت به خاک های بدون پوشش افزایش یافته است. همگام با این وضعیت، پایداری خاک دانه ها نیز در این خاک ها بهبودیافته و مقدار آن نزدیک به 3 برابر افزایش پیدا کرده است. مطالعه میکرومورفولوژی مقاطع نازک خاک نشان داد خاک بدون پوشش دارای ساختمان ضعیف و متراکم بوده اما خاک های دارای پوشش گل سنگ ساختمان متخلخل قوی گرانوله و بلوکی زاویه دار دارند که از درجه تکامل خوبی برخوردار است. خاک های دارای پوشش گل سنگ دارای دو نوع بی فابریک کریستالیتیک و لکه ای هستند در حالی که در خاک های بدون پوشش گل سنگ بی فابریک به طور عمده کریستالیتیک است. در خاک های دارای پوشش گل سنگ لایه های مختلفی از انباشتگی آهک دیده می شوند که به صورت میکریتی می باشند و ترکیبات الی پلی ساکاریدی تراویده از گل سنگ موجب پیوند بین ذرات خاک و ایجاد خاک دانه پایدار می شوند.
    کلیدواژگان: پوسته های زیستی، پوشش گل سنگ، میکرومورفولوژی خاک، پایداری خاک
  • حمید زارع ابیانه، مریم بیات ورکشی صفحه 21
    در این پژوهش نقش پدیده های جوی- اقیانوسی انسو در تغییرپذیری تعداد روزهای بارانی کشور براساس اطلاعات 30 ایستگاه همدید در یک بازه زمانی بلند مدت از بدو تاسیس تا سال 2005 میلادی بررسی گردید. به این منظور از شاخص های اقلیمی SOI، MEI، 2+1NINO، 4/3NINO، 3NINO، 4NINO، NOI، SST و PNA به عنوان متغیر مستقل استفاده شد. ترسیم نقشه پهنه بندی تعداد روزهای بارانی کشور نشان داد تعداد روزهای بارانی سطح وسیعی از کشور بین دامنه 15 تا 56 روز در سال می باشد که گویای آن است که بیش از نیمی از کشور، سالانه بین 309 تا 350 روز، خشک و بدون بارندگی می باشد. نتایج به دست آمده از به کارگیری روش تحلیل همبستگی پیرسون نیز بیانگر ارتباط بین شاخص های اقلیمی انسو و تعداد روزهای بارانی ایستگاه های همدید کشور بود. از میان شاخص های اقلیمی، همبستگی بین شاخص 3NINO با تعداد روزهای بارانی سالانه، در بیشترین تعداد ایستگاه ها حاصل شد و شاخص SST در رتبه بعدی قرار داشت. در مقابل شاخص اقلیمی PNA تنها با تعداد روزهای بارانی چهار ایستگاه، همبستگی نشان داد، که شاخص ضعیف و لرزانی می باشد. مقایسه تعداد روزهای بارانی سالانه در فازهای گرم (النینو) و سرد (لانینا) انسو نیز نشان داد تعداد روزهای بارانی در فاز النینو بیش از لانینا بود که موید افزایش تعداد روزهای بارانی کشور در فاز النینو است. در بین ایستگاه های مورد مطالعه، بیشترین میزان همبستگی تعداد روزهای بارانی با شاخص 3NINO در ایستگاه سبزوار معادل 49/0 و کمترین میزان همبستگی معنی دار در ایستگاه های بوشهر و شیراز معادل 28/0 محاسبه گردید. مقادیر ضریب همبستگی مورد محاسبه بین تعداد روزهای بارانی سالانه با 3NINO و سایر شاخص ها، بیانگر نقش و اهمیت سایر عوامل مانند عوامل جغرافیایی است. به طوری که در پهنه ایران از جنوب و جنوب شرق کشور به شمال و شمال شرقی، بر میزان همبستگی و یا بر میزان تاثیرپذیری از پدیده انسو افزوده می شود.
    کلیدواژگان: تعداد روزهای بارانی، پدیده انسو، النینو، لانینا
  • فاطمه نعمتی، فایز رئیسی، علیرضا حسن پور صفحه 41
    اثر مواد آلی بر پایداری خاک دانه ها در حضور کرم خاکی برای حفظ حاصل خیزی و کیفیت خاک دارای اهمیت بسیاری می باشد و ممکن است در محیط های شور متفاوت از محیط های غیرشور باشد. هدف این پژوهش بررسی اثرات متقابل شوری خاک و مواد آلی بر پایداری خاک دانه ها در خاک تلقیح شده با کرم خاکی آنسیک (Lumbricus terrestris L.) بود. در این پژوهش اثر سه سطح شوری (2، 4 و 8 دسی زیمنس بر متر) با استفاده از نمک کلرید سدیم و خاک شاهد و سه نوع ماده آلی (کود گاوی، بقایای یونجه و ذرت) به اضافه خاک فاقد ماده آلی به عنوان شاهد به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار در شرایط یکنواخت و کنترل شده ی گلخانه ای به مدت 19 هفته مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. در پایان 19 هفته پایداری خاک دانه ها به روش مرطوب اندازه گیری شد. نتایج نشان داد شاخص های پایداری خاک دانه ها با افزایش سطح شوری بین حداقل 1/0 و حداکثر 24 درصد کاهش یافت. مواد آلی اضافه شده به خاک های شور و غیرشور سبب بهبود پایداری خاک دانه ها (بین 1 تا 53 درصد) به روش مرطوب گردیدند. اثر مواد آلی گوناگون بر پایداری خاک دانه ها و در نتیجه ساختمان خاک در سطوح مختلف شوری اغلب متفاوت بود. به طور خلاصه، نتایج بیانگر آن است که شوری موجب کاهش پایداری خاک دانه ها می گردد و استفاده از بقایای گیاهی و کود حیوانی می تواند از طریق تاثیر مثبت بر جامعه میکروبی، تغذیه کرم خاکی و فعالیت آن ها، تا حدودی از اثرات منفی شوری بکاهند.
    کلیدواژگان: پایداری خاک دانه، شوری خاک، کرم خاکی و مواد آلی
  • زهرا شیرمحمدی، علی اکبر خانی، حسین انصاری، امین علیزاده، آزاده محمدیان صفحه 61
    به طور عموم وقوع پدیده های حدی جوی- اقلیمی نظیر بارش های سنگین و تغییرات ناگهانی بیشترین دامنه خسارت وارده به منابع آب، کشاورزی و حتی زندگی روزمره مردم را به خود اختصاص داده است. کاهش اثرات منفی ناشی از بروز این پدیده ها جز با پایش درست و منظم آن ها میسر نخواهد بود. بنابراین هدف از انجام این پژوهش بررسی عوامل تاثیرگذار بزرگ مقیاس اقلیمی از جمله انسو بر چگونگی وقوع و تغییر شدت پدیده های حدی بارش های فصلی در محدوده استان خراسان می باشد. به این منظور داده های روزانه بارندگی در یک دوره 44 ساله در چهار ایستگاه خراسان رضوی و جنوبی مورد استفاده قرار گرفتند. ارزیابی تحلیل های آماری فراوانی و شدت وقایع حدی بارش، روند طولانی مدت خاصی را در بروز این پدیده ها نشان نداد. نتایج همبستگی شاخص نوسان جنوبی (انسو) با وقایع حدی نشان داد که شاخص های بارش فصل بهار و پاییز بیشترین همبستگی در وقفه زمانی 1 ماهه به دست می دهند در حالی که شاخص های بارش فصل زمستان بیشترین همبستگی رابرای وقفه زمانی یک ساله نشان داد. همچنین بیشترین همبستگی برای وقایع غیرقابل انتظار بارش در فصل زمستان مانند تعداد بارش های بیشتر از 50 میلی متر، در وقفه زمانی 5 تا 6 ماهه به دست آمد.
    کلیدواژگان: بارش های حدی، انسو، دمای سطح اقیانوس در ناحیه نینو 3، 4، خراسان
  • سیده زهره میردیلمی، غلامعلی حشمتی، حسین بارانی، یلدا همت زاده صفحه 81
    در مدیریت اکوسیستم های طبیعی، شناخت عوامل اکولوژیکی موثر مانند خاک و پستی و بلندی بر استقرار و پراکنش گیاهان ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش رابطه بین میزان پراکنش مهم ترین گونه های دارویی حوزه آبخیز کچیک با برخی عوامل خاکی و پستی و بلندی بررسی شده است. برای اندازه گیری اطلاعات پوشش گیاهی و عوامل محیطی از تلفیق نقشه های گیاهی با جهت جغرافیایی، نقشه واحدهای کاری تهیه گردید. در نقاط معرف هر واحد کاری، نمونه برداری از تعداد پایه (تراکم) و درصد تاج پوشش گونه های گیاهی به صورت تصادفی سیستماتیک انجام شد. نمونه خاک به صورت زیگزاکی به طول 100-70 متری و از عمق 30-0 سانتی متر برداشت گردید. درصد رس، سیلت، شن، آهک، اسیدیته و هدایت الکتریکی، اندازه گیری شدند. برای تجزیه و تحلیل عوامل محیطی مورد مطالعه و پارامترهای پوشش گیاهی از روش آنالیز تحلیل تطبیقی متعارف، رگرسیون چندمتغیره و تقسیم بندی واریانس با بهره گیری از نرم افزارهای PC-ORD 5، MINITAB 15 و Canoco 4.0 استفاده شد. نتایج نشان داد که 4/29 درصد از پراکنش گونه های گیاهی به وسیله خصوصیات خاک، 3/25 درصد توسط ویژگی های پستی و بلندی و حدود 25/45 درصد تحت تاثیر اثر مشترک این دو عامل بوده است. پارامترهای پستی و بلندی جهت جغرافیایی و میزان شیب به ترتیب با میزان همبستگی 86/0 و 57/0 و پارامترهای خاکی اسیدیته و بافت خاک به ترتیب با میزان همبستگی 56/0 و 43/0 از بیش ترین تاثیر در پراکنش گونه ای منطقه برخوردار بودند.
    کلیدواژگان: پراکنش گونه ای، خاک، پستی و بلندی، گیاهان دارویی
  • محمدحسن زاده نفوتی، مسلم چابک بلداجی، زهره ابراهیمی خوسفی صفحه 99
    زمین لغزش ها از جمله بلایای طبیعی هستند که سالانه خسارت های مالی و جانی زیادی را در کشور ایجاد می کنند. شناخت مناطق پرخطر می تواند در کاهش خسارت ها و تصمیم گیری در سیاست های توسعه اراضی موثر باشد. در این پژوهش از روش ارزیابی چندمعیاره مکانی برای پهنه بندی خطر زمین لغزش استفاده شد. نقشه عوامل مختلف با استفاده از تصاویر ماهواره ای، نقشه های موضوعی و بازدیدهای صحرایی تهیه شده و درخت واره عوامل و محدودیت ها در نرم افزار ILWIS طراحی گردید. نقشه های زمین شناسی، شیب، جهت دامنه، کاربری اراضی و فاصله از جاده، رودخانه و گسل به عنوان عوامل و نقشه شیب و رودخانه به عنوان محدودیت به سیستم معرفی شدند. پس از وزن دهی به عوامل و زیر عوامل، نقشه حساسیت به زمین لغزش منطقه به صورت ارزش 1-0 به دست آمد. سپس نقشه نهایی به 5 طبقه از حساسیت خیلی کم تا خیلی زیاد طبقه بندی شد و برای بررسی صحت آن، با نقشه پراکنش زمین لغزش های منطقه که از طریق بازدیدهای میدانی تهیه شده بود، قطع داده شد. نتایج نشان داد که بیش از 85 درصد از زمین لغزش های به وقوع پیوسته در طبقه حساسیت زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته است بنابراین صحت نقشه پهنه بندی تایید شد.
    کلیدواژگان: پهنه بندی خطر زمین لغزش، ارزیابی چندمعیاره مکانی، سیستم اطلاعات جغرافیایی و حوضه آبخیز شلمانرود
  • مرتضی نبی زاده، ابوالفضل مساعدی، موسی حسام، امیر احمد دهقانی صفحه 117
    پیش بینی آبدهی رودخانه و بررسی عوامل موثر بر آن از مهم ترین مباحث مدیریت منابع آب به شمار می رود. در سال های اخیر استفاده ار تئوری مجموعه های فازی جهت مدل سازی پدیده های هیدرولوژیکی که دارای عدم قطعیت بالایی هستند، مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این پژوهش از مدل های مبتنی بر منطق فازی شامل سیستم استنتاج فازی (Fuzzy Inference System، FIS) و سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System، (ANFIS) به منظور پیش بینی جریان روزانه رودخانه استفاده شده است. به این منظور، از سه پارامتر بارندگی، دما و دبی روزانه حوضه آبریز لیقوان چای برای پیش بینی جریان روزانه رودخانه لیقوان، استفاده شده است. در پیش پردازش اولیه داده ها، تصادفی بودن آن ها با استفاده از آزمون نقاط عطف (نقطه بازگشت) مورد بررسی قرار گرفت. سپس برای تعیین مدل های بهینه ورودی به سیستم-ها، همبستگی نگار داده ها مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت پیش بینی در دو بخش ترکیبی و پیش-بینی بر اساس دبی روزهای قبل انجام شد. ارزیابی نتایج پیش بینی ها با استفاده از معیارهای گوناگون از جمله معیار ناش- ساتکلیف Nash-Sutcliff Criterion (CNS) نشان داد که مدل ANFIS با دقت بالاتر (998/0CNS=) و پراکندگی کمتری نسبت به مدل FIS (993/0CNS=) دبی این رودخانه را پیش بینی کرده است. همچنین با بررسی دو بخش طراحی شده، مشخص شد که به طور کلی، در بررسی دوره های سالیانه، دما در پیش بینی جریان روزانه این رودخانه تاثیر چندانی نداشته و بارندگی روز جاری موثرتر از دبی دو روز قبل در پیش بینی جریان روزانه می باشد.
    کلیدواژگان: پیش بینی جریان، سیستم استنتاج فازی (FIS)، و سیستم استنتاج تطبیقی عصبی، فازی (ANFIS)، همبستگی نگار، حوضه لیقوان چای
  • مرضیه محمدنژاد، فرهاد خرمالی، مصطفی رقیمی صفحه 135
    استان گلستان در نواحی شمالی دارای سطح وسیعی از خاک های شور و سدیمی می باشد که به دلیل نزدیک بودن سفره آب زیرزمینی و بالا بودن تبخیر و تعرق ایجاد شده اند. این پژوهش به منظور بررسی خصوصیات مینرالوژیکی و فیزیکوشیمیایی خاک های شور و سدیمی، جهت تعیین تجمع نمک ها و منشا آنها انجام شد. برای این منظور 4 پروفیل در شمال حوضه گرگانرود و جنوب حوضه اترک براساس نقشه ها و مطالعات موجود در شمال و جنوب گرگانرود انتخاب و نمونه برداری شدند. این پروفیل ها از نظر فاصله با دریای خزر متفاوت بودند. پروفیل های 1 و 2، در فاصله ای نزدیک با دریای خزر قرار داشتند و در مورد پروفیل های 3 و 4 این فاصله افزایش می یافت. کلیه آزمایش های رایج فیزیکوشیمیایی بر روی افق های خاک ها انجام گرفت و خاک ها بر اساس سیستم های Soil Taxonomy و WRB طبقه بندی شدند. پروفیل های 1 و 3 براساس سیستم Soil Taxonomy دارای طبقه بندی Aquisalids و پروفیل 4 و 2 Haplosalids و Cambids بودند. براساس سیستم WRB، تمام پروفیل ها به جز پروفیل 2 که در رده Cambisolsطبقه بندی شد، در رده Solonchak طبقه بندی شدند. برای تشخیص نوع نمک ها ابتدا از نمونه پودری آنها آزمایش کانی شناسی و سپس SEM/EDS انجام شد. برای بررسی منشا این نمک ها نیز از نمودار گیپس استفاده شد. نمک هایی که با آزمایش های XRD تشخیص داده شدند، شامل گچ، کلریدسدیم، هگزاهیدریت، اپسومیت و میرابیلیت بودند. گچ در پروفیل ها در سطح و عمق به شکل عدسی شکل دیده شد. هالیت نیز در پروفیل ها هم در سطح و هم در عمق وجود داشته و اپسومیت در پروفیل 1 در سطح و در پروفیل 3 در اعماق دیده شده و میرابیلیت فقط در پروفیل اول و در افق سطحی یافت شد. منشا این نمک ها در این مناطق براساس نتایج به دست آمده از تجزیه کاتیونی و آنیونی آب زیرزمینی و سطحی موجود در این مناطق و با استفاده از مدل گیپس تبخیری تشخیص داده شد.
    کلیدواژگان: میکروسکوپ الکترونی SEM، EDS، کانی شناسی، آب زیرزمینی، تبخیر و تعرق
  • حوریه مرادی، مرتضی تمنا، حسین انصاری، محمد نادریان فر صفحه 153
    با توجه به اهمیت تعیین دقیق و به موقع تبخیروتعرق در برنامه ریزی های آبیاری و با توجه به توانمندی های سیستم استنتاج فازی (FIS)، هدف از ارائه این مقاله برآورد تبخیروتعرق مرجع ساعتی به کمک منطق فازی است. بر این اساس پس از بررسی و ترکیب مدل های مختلف داده های ساعتی هواشناسی، 4 مدل فازی برای برآورد تبخیروتعرق مرجع ساعتی ارائه شد. در این مدل ها تبخیروتعرق محاسبه شده از معادله پنمن- مانتیث- فائو به عنوان خروجی مدل در نظر گرفته شده و کارایی مدل های مورد مقایسه با استفاده از آماره های ریشه میانگین مربعات خطا، خطای انحراف میانگین، ضریب تعیین و معیار جاکوویدز (t) و معیار صباغ و همکاران (R2/t) مورد ارزیابی قرار گرفت. دوره آماری مورد بررسی سال های 2008 و 2009 میلادی بوده که از 70 درصد داده ها برای آموزش و از 30 درصد داده ها برای تست مدل استفاده شد. نتایج مدل های فازی ارائه شده با پارامترهای ورودی متفاوت با هر دو مدل پنمن- مانتیث- فائو (PMF56) و انجمن مهندسین عمران آمریکا (ASCE) نشان دادند که، سیستم های فازی قادر به برآورد تبخیروتعرق مرجع ساعتی با دقت قابل قبولی هستند، به طوری که مدل فازی با سه متغیر ورودی (تابش، رطوبت نسبی و دما) در دوره آموزش و تست بهترین عملکرد را داشت. معیارهای ارزیابی، مدل فازی با سه متغیر ورودی در دوره تست برای مدل PMF56 و ASCE به ترتیب 04/0=RMSE، 01/0- =MBE، 98/0=R2، 5/23=t، 041/0=R2/t و 05/0=RMSE، 008/0- =MBE، 96/0=R2، 5/9=t، 1/0=R2/t به دست آمد. نتایج به دست آمده از این پژوهش، نشان داد که مدل فازی جهت برآورد تبخیروتعرق مرجع ساعتی با استفاده از حداقل داده ها و بدون نیاز به محاسبات پیچیده، نتایج قابل قبولی را به دست می دهد.
    کلیدواژگان: سیستم استنتاج فازی، تبخیروتعرق ساعتی، مدل ASCE، مدل پنمن، مانتیث، فائو56
  • علیرضا عمادی، سمیه غفاری، علیرضا وطن خواه صفحه 169
    تعیین دقیق سرعت متوسط و دبی مجاری روباز از اهداف مهم علم هیدرولیک است. یکی از روش های تعیین سرعت متوسط که دارای کاربرد فراوانی نیز می باشد، استفاده از رابطه مانینگ است. کاربرد این رابطه در برخی از مقاطع از جمله مقطع دایره ای با خطا همراه می باشد. در این پژوهش به منظور افزایش دقت این رابطه تعریف جدیدی برای شعاع هیدرولیکی بر اساس شکل مقطع جریان به نام شعاع هیدرولیکی موثر در مختصات دکارتی ارایه شده است. در این تعریف، تاثیر زبری سطح آزاد آب با در نظر گرفتن یک ضریب وزنی بزرگ تر از یک در محاسبات اعمال می شود. با کاربرد شعاع هیدرولیکی موثر در رابطه مانینگ برای مقطع دایره ای، تطابق خوبی بین نتایج به دست آمده و نتایج آزمایشگاهی موجود مشاهده گردید. مجذور میانگین مربعات خطای سرعت و دبی نسبی محاسباتی به دست آمده از کاربرد شعاع هیدرولیکی مرسوم و موثر نسبت به داده های واقعی به ترتیب برابر با 14904/0، 08125/0 و 01113/0، 00042/0 می باشد. نتایج نشان داد که کاربرد شعاع هیدرولیکی موثر، تاثیر قابل ملاحظه ای در افزایش دقت رابطه مانینگ در مقایسه با کاربرد شعاع هیدرولیکی مرسوم دارد.
    کلیدواژگان: رابطه مانینگ، شعاع هیدرولیکی موثر، مقطع دایره ای، سرعت متوسط
  • ابراهیم کریمی سنگ چینی، مجید اونق، امیر سعدالدین صفحه 183
    شناسایی مناطق مستعد زمین لغزش از طریق پهنه بندی خطر با مدل های مناسب، یکی از اقدامات اولیه در کاهش خسارت احتمالی و مدیریت خطر است. در این پژوهش کارایی روش های نیمه کمی مدل آماری دومتغیره وزنی AHP، ترکیب خطی وزنی (WLC) و روش های کمی آماری چندمتغیره گام به گام و لجستیک در پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوضه چهل چای به منظور تعیین مدل برتر برای مدیریت خطر مورد مقایسه قرار گرفتند. از طریق انجام بازدید میدانی در کل حوضه و استفاده از اطلاعات محلی و اداره آبخیزداری، و دستگاه GPS نقشه پراکنش زمین لغزش ها تهیه گردید. با بررسی حوضه آبخیز چهل چای 9 عامل ارتفاع، شیب، جهت، زمین شناسی، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه، فاصله از راه، کاربری اراضی و میزان بارش به عنوان عوامل موثر بر زمین لغزش انتخاب شدند. نقشه خطر نسبی زمین لغزش براساس 4 روش یاد شده تهیه شد. برای ارزیابی صحت مدل ها از شاخص جمع کیفیت (Qs) استفاده گردید. نتایج نشان داد که مدل آماری دومتغیره وزن دهی با AHP با Qs برابر 625/3 به عنوان مدل مناسب تر برای حوضه می باشد. و مدل های ترکیب خطی وزین (WLC) با Qs برابر با 2019/2، رگرسیون چندمتغیره لجیستیک با Qs برابر با 703/1 و رگرسیون چندمتغیره گام به گام با Qs برابر با 627/1 به ترتیب در اولویت بعدی قرار گرفتند.
    کلیدواژگان: پهنه بندی خطر زمین لغزش، مدل کمی، مدل نیمه کمی، آبخیز چهل چای
  • گزارش کوتاه علمی
  • نصرالدین پارسافر، علی اکبر سبزی پرور*، علی آیینی صفحه 197

    در این پژوهش حساسیت معادله فائو پنمن- مانتیث 56 نسبت به تغییرات سرعت باد در شهرهای سنندج، ارومیه و تبریز مورد بررسی قرار گرفت. برای محاسبه تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع از نرم افزار REF-ET استفاده گردید. داده های مربوط به 12 پارامتر در دوره آماری مشترک 41 ساله (2005-1965) برای 3 ایستگاه مورد بررسی به صورت ماهانه به عنوان ورودی نرم افزار در نظر گرفته شد که شامل: متوسط حداکثر دما، متوسط حداقل دما، متوسط دمای خشک، متوسط دمای نقطه شبنم، حداکثر رطوبت نسبی، حداقل رطوبت نسبی، متوسط رطوبت نسبی، سرعت باد، بارش، فشار بخار و ساعات آفتابی می باشند. حساسیت معادله پنمن- مانتیث فائو 56 به نسبت تغییرات 10 درصدی و 20 درصدی پارامترها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تغییرات تبخیر و تعرق گیاه مرجع نسبت به تغییرات کاهشی سرعت باد حساس تر بوده و بیش ترین تغییرات آن در کاهش 20 درصدی سرعت باد مشاهده گردید. بیش ترین درصد تغییرات تبخیر و تعرق در ایستگاه تبریز و کم ترین تغییرات تبخیر و تعرق در ایستگاه ارومیه رخ داد. تغییرات تبخیر و تعرق نسبت به درصد تغییرات سرعت باد در شهرهای سنندج و تبریز خطی و در شهر ارومیه تقریبا غیرخطی بود.

    کلیدواژگان: تغببرات تبخیر و تعرق، پنمن فائو مانتیث، تغییرات پارامترهای هواشناسی، ایران
  • سعید شربتی صفحه 209
    الگوی جریان های غیر دائمی در کانال قشم به واسطه نوسان های جزر و مدی در دو طرف مرز باز کانال می باشد. نوسان های سطح آب در تنگه هرمز و خلیج فارس سبب به وجود آمدن رفتار جزر و مدی ویژه ای در دو طرف مرز باز کانال قشم می شود. در این پژوهش کاربرد نرم افزار نصیر برای به دست آوردن الگوی جریان جزرو مدی با مرزهای متحرک در کانال قشم معرفی شده است. این نرم افزار نوسانات سطح آب و مولفه های سرعت را در صفحه افق با حل معادله های پیوستگی و اندازه حرکت میانگین گیری شده در عمق و با استفاده از روش رئوس سلول احجام محدود بر روی شمای مثلثی بی ساختار حل می نماید. جهت اجتناب از نوسانات عددی حل صریح معادلات، از روش لزجت مصنوعی استفاده شده است. مدل سازی خشکی و تری در مرزهای متحرک کانال با استفاده از الگوریتم یال مبنا انجام می گردد. نتایج به دست آمده از مدل رایانه ای با داده های میدانی در حوضه حل مقایسه گشته و بیانگر کارایی مدل در شبیه سازی جریان های جزر و مدی کانال قشم می باشد.
    کلیدواژگان: نصیر، مدل سازی، جریانات جزر و مدی، کانال قشم
|
  • S. Kesalkheh, F. Khormali, F. Kiani, M. Barani Motlagh Page 1
    The aim of this study was to investigate the physico-chemical, biological properties and micromorphology of the soils covered by lichen (biologic crust) in Alagol area of Golestan Province. In-three points, pairwise samples were collected from 0-10 cm depth with eight replications and also undisturbed samples for micromorphological studies in Alagol pastures. These were selected randomly and were the common borders of the uncovered and lichen covered soils. Soils samples were analyzed and some properties such as texture, organic matter, CEC, bulk density and mean weight diameter were determined. In addition the micromorphological study of some pairs of soil samples were determined by polarized microscope. Results of analysis indicated that soil organic carbon content increased markedly in the covered soils compared to the uncovered one. Aggregate stability also increased about three folds in soils covered with lichen. Micromorphological studies showed that uncovered soil had a weak and massive microstructure but soils covered by biocrusts showed strongly developed blocky microstructure. The soils covered with lichen showed two types of b-fabric, crystallitic and speckled. While the uncovered soils was dominant with crystallitic b-fabric. The soils covered with lichen showed various layers of the accumulation of carbonate the form of micritic Polysaccharide excretions of lichen bind soil particles together and increased aggregate stability.
    Keywords: Microbiotic crust, Coverd lichen, Soil micromorphology, Soil stability
  • H. Zare Abyaneh, M. Bayat Varkeshi Page 21
    In this study the role of ENSO atmospheric-ocean phenomena in variability of the number of country rainy days was studied. For assessment of ENSO role indexes of SOI, MEI, NINO1+2, NINO3.4, NINO3, NINO4, NOI, SST and PNA were used. Zoning map of the country and the number of rainy days showed, rainy days of country wide level is between 15 to 56 days in year, which indicated that more than half of the country is dry annually, between 309 to 350 days without rainfall. The results of applying the Pierson correlation analysis, expressed the relationship between ENSO climatic indexes and the number of rainfall days annual stations isometropia of country. Among the climatic indexes, the correlation between NINO3 index with rainy days was the maximum number of stations and SST index were in the next rank. However PNA climatic index with rainy days showed only four stations had correlation and that PNA index is a weak one. Comparing the number of rainy days in the warm phases (El-Nino) and cold (La-Nina) showed the number of rainy days in El-Nino was more than La Nina phase that confirmed, the occurrence of El-Nino phase increase the number of rainy days of country. Among the stations studied, the highest correlation with the number of rainy days was in Nino3 index Sabzevar (0.49) and the lowest correlation in Shiraz and Bushehr stations (0.28). Calculated correlation coefficient between the number of rainy days with Nino3 and other indexes, expressed the important role of other factors such as geographical factors. So that in the area of South and South-East to Northeast, the correlation or the effect of the ENSO phenomenon increases.
    Keywords: Number of rainy days, ENSO, El, Nino, La, Nina
  • F. Nemati, F. Raiesi, A.R. Hosseinpour Page 41
    The influence of organic materials on soil aggregate stability in the presence of earthworms is of great importance for the maintenance of soil fertility and quality, which might be relatively different in saline than non-saline environments. The main objective of this study was to realize the interactive effects between soil salinity and organic materials on aggregate stability in a soil inoculated with an anecic earthworm (Lumbricus terrestris L.) The experiment was a 4×4 factorial consisting of three levels of salinity (2, 4, and 8 dSm-1) obtained using NaCl and a control soil, and three organic materials (alfalfa and corn residues, cow manure) with an unamended soil as the control arranged in a completely randomized design replicated three times under controlled greenhouse conditions. The experiment lasted 19 weeks. At the end of 19 weeks, wet aggregate stability was measured. The aggregate stability decreased consistently with increasing salinity levels from 0.1 to 24%. The results showed that organic materials added to saline and non-saline soils improved aggregate stability (1-53%). The influence of various organic materials on soil aggregate stability and subsequent soil structure is largely dependent on the level of soil salinization imposed. Briefly, salinity would reduce aggregate stability, and that the utilization of plant residues and animal manures in saline soils may reduce the negative effects of salinity on soil fauna resulting in enhanced microbial activities, probably through the stimulation of the microbial community and feeding earthworms.
    Keywords: Aggregate stability, Earthworm, Organic material, Soil salinity
  • Z. Shirmohammadi, H. Ansari, A. Alizadeh, A. Mohammadian Page 61
    Generally, Climatic extreme events, like the heavy rain falls and sudden changes cause the greatest range of damages to water resources, agriculture and even human daily life. Therefore, correct and regular monitoring reduces their negative effects. This study evaluates the effects of large-scale climate factors such as ENSO, on how occurrence and severity of seasonal precipitation changes in Southern and Razavi Khorasan provinces. The data of 44-year period in four stations is used. Statistical analysis showed that extreme precipitations frequency and intensity has no long-term trend. The results of the correlation between Southern oscillation index and extreme precipitations pointed out high value with one month lag for spring and fall precipitation indices and with one year lag for winter precipitations. Also, a five-six months lag for unexpected rainfall events in winter season such as the number of rainfall more than 50 mm yielded the highest correlation.
    Keywords: Extreme rainfall, Enso, Nino 3.4 SST, Khorasan
  • S.Z. Mirdeilami, Gh.A. Heshmati, H. Barani, Y. Hematzadeh Page 81
    The knowledge of the effect of ecological factors on establishment of vegetation distribution is crucial in the management of rangeland ecosystem. The purpose of this study is to understand the relationship of some environmental factors such as soil and topography features to the distribution of important medicinal plant species in Kachik Watershed. The percentage of vegetation cover and density were measured by random-systematic sampling method in indicator points from each land unit which is developed from overlaying of rangeland use map on the geographical aspect map. The soil samples were collected from the depth of 0-30 cm of soil surface on the basis of the zigzag method along 70 until 100 cm. The percentage of clay, silt, sand and the amount of Ca, pH and EC were analyzed for each sample. The environmental factors and plant features were analyzed by using regression, DCA and CCA analysis from PC-ORD 5, MINITAB 15 and Canoco 4.0 softwares. The results showed that plant species distribution of this area could be affected by %29.4 of soil, %25.3 of topographical parameters and %45.25 by these two environmental factors together. Among the topographic features aspect and slope with the regression value of 0.86 and 0.57 and among the soil features pH and texture parameters with 0.56 and 0.43 were the most influential features on the plant species distribution for this area.
    Keywords: Plant distribution, Soil, Topographic, Medicinal plants
  • M. Hassanzadeh Nafooti, M. Chabok Boldaje, Z. Ebrahimi Khosfi Page 99
    Landslides are natural disasters that cause a lot of financial and life losses in the country, annually. Identifying high risk areas can reduce the damages and be effective on land development policies. In this research, spatial multi criteria evaluation method was used for landslide hazard zonation. Maps of various factors were made using image satellite, thematic maps and field observation. Criteria tree was designed for factors and constraints in ILWIS software. Geology, slope, aspect, land use and proximity to roads, rivers and faults maps as factors and the slope map and the river as constraint were introduced to the model. After weighting the factors and sub factors the landslide susceptibility map was obtained as a value from 0 to 1 respectively. The final map was classified from very low to very high susceptibility category and was crossed with landslide distribution map to check its accuracy. The results showed that over 85 percent of landslides locate in high and very high susceptibility classes so map accuracy was confirmed.
    Keywords: Landslide hazard zonation, Spatial multi criteria evaluation, Geographical information system, Shalmanrood Watershed
  • M. Nabizadeh, A. Mosaedi, M. Hesam, A.A. Dehghani Page 117
    River discharge forecasting and analyzing its influencing factors is one of the most important issues in water resources management. In this research, fuzzy based models (Fuzzy Inference System (FIS) and Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS)) is used for performance of river flow forecasting process. Three parameters of precipitation, temperature, and daily discharge of the Lighvanghai basin is used for daily river flow forecasting in Lighvan river. On initial preprocessing of data, the randomness of data studied by return points test. Then, for determination of optimum lags of input parameters correlogram of data was studied. Finally, prediction was performed in two parts of synthetics and discharge of previous days. Assessment of prediction results by using various values as Nash-Sutcliff value showed that ANFIS model could predict discharge of these river with high exact (CNS=0.998) and low dispersion rather than FIS model (CNS=0.993). Also, in prediction of daily discharge through assessment of two designed parts, temperature had no significant effects, but precipitation of current day is more effective than discharge of two days ago.
    Keywords: River flow forecasting, Fuzzy Inference System (FIS), Adaptive Neuro, Fuzzy Inference System (ANFIS), Lighvanghai Basin, Correlogram
  • M. Mohamadnezhad, F. Khormali, M. Raghimi Page 135
    Golestan Province considered as a major agricultural region, contains a vast area of salt affected soils in the northern parts originated mainly from the near surface water table and/or high evaporation. The present study was performed to investigate the physico-chemical and mineralogical properties of saline-sodic soils and to determine the concentrations of salts, identification of the type of salts and their sources. For this purposes, four profiles were selected and sampled at the north of Gorganrood and south of Atrak river basins based on the available maps and studies at the North and South of Gorganrood. These profiles were located in the different distances (km) from the Caspian Sea. Profiles number 1 and 2 are closer to the sea and the distance increases towards the profiles number 3 and 4. All the routine physico-chemical analyses were carried out on the sampled soil horizons. Profiles 1 and 3 were classified as Aquisalids and profiles 4 and 2 classified as Haplosalids and Cambids based on the Soil Taxonomy. In WRB system all of the profiles except profile number 2 that is classified as Cambisols, are classified as Solonchaks. To identify the types of salts, at first XRD analysis was carried out on the powder sample and then SEM/EDS analyses was done. Gibbs chart was used to determine the source of these salts. The salts identified by XRD analyses included gypsum, halite, hexahydrite, epsomite and mirabilite. Gypsum in the profiles was found at the surface and subsurface horizons in the form of lenticular crystals. Halite was also present in the profiles at the both surface and subsurface horizons. Epsomite in profile 1 was observed at the surface and in profile 3 at the subsurface horizons. Mirabilite was observed only in profile number 1 at the surface horizon. The source of these salts in these zones based on the results of the cation and anion analyses of the available ground and surface water and using the Gibbs modeling was recognized as evaporate minerals.
    Keywords: SEM, EDS electron microscope, Mineralogy, Ground water, Evaporation
  • H. Moradi, M. Tamana, H. Ansari, M. Naderianfar Page 153
    The most important component of the hydrologic cycle, which plays a key role in water resource management, crop yield simulation, and irrigation scheduling is evapotranspiration. Therefore, developing a low cost and precise model is very essential for hourly ETo calculations. Although, there are numerous empirical formulas, due to the complicated nature of the hourly evapotranspiration event, the data availability, high cost, and data gathering error, their performances are not all satisfactory. Thereafter, this paper develops an hourly ETo estimation model based on fuzzy inference system (FIS) technique. After analyzing the different models and different combinations of hourly meteorological data, hourly reference evapotranspiration calculated with four fuzzy models. Penman-Montieth-FAO56 Model considered as the comparison basis for hourly estimating reference evapotranspiration models. Comparing models was done with mean root squared error, mean deviation error, coefficient of determination, Jacovides (t) and Sabagh, et al (R2 / t) criteria. The Required data gathered from the private weather station in Fariman city. With removing missing data, 9128 hourly data extracted from two-year statistical period, 2008-2009. Meanwhile, 70 percent of the data was used for model training, and 30 percent for model testing. The results showed that, fuzzy model output is acceptable in relation to Penman-Montieth-FAO56 and ASCE models output. The fuzzy model with four inputs has the highest correlation (0.99) to reference model. The fuzzy model with two inputs: solar radiation and relative humidity, presented proper values for evaluation criteria (RMSE=0.048, MBE=-0.018, R2=0.97, t=32, and R2/t=0.0295) in training phase. Under the testing phase, results were very similar to training phase. The comparison of Fuzzy model outputs with ASCE models also indicated that fuzzy model with three inputs of radiation, relative humidity, and temperature has the highest matching value (RMSE=0.05, MBE=-0.014, R2=0.95, t=13.9 and R2/t=0.068), in the training phase, which was justified with testing results. According to this study, fuzzy model can be a proper method for estimating hourly reference evapotranspiration. While, fuzzy model is simple, accurate, and does not have complex calculations like hybrid models.
    Keywords: Fuzzy Inference System, Hourly Evapotranspiration, ASCE model, Penman, Montieth, FAO56 Model
  • A. Emadi, S. Ghaffari, A. Vatankhah Page 169
    Accurate estimation of mean velocity and discharge of open channels is one of important goals in hydraulic knowledge. Application of Manning equation is one of the methods with abundant use for mean velocity calculation. Application of this equation in several cross sections such as circular section is associated with error. In this study, effective hydraulic radius is defined based on cross section shape in Cartesian coordinates. In this definition, the effect of water surface roughness is applied in calculations with respect to a weight factor greater than one. By application of effective hydraulic radius in Manning equation for circular cross section a good accordance was observed between calculated and existed experimental results. Root square means error of relative computational velocity and discharge from the conventional and effective hydraulic radius toward experimental data are 0.14904, 0.08125 and 0.01113, 0.00042, respectively. Results showed that application of effective hydraulic radius has a significant effect on increasing the accuracy of Manning equation compared with conventional hydraulic radius.
    Keywords: Manning equation, Effective hydraulic radius, Circular section, Mean velocity
  • E. Karimi Sangchini, M. Ownegh, A. Saddodin Page 183
    Identification of areas susceptible to landslide occurrence is one of the basic measures taken to reduce the possible risk, and hazard management. In this paper, compared applicability weighted (AHP) bivariate statistical model and weighted linear combination (WLC), two semi-quantitative hazard analysis method, and stepwise and logistic multivariate regression, two quantitative hazard analysis methods, were compared in order to determine suitable model for landslide hazard management in the watershed. First, landslide was mapped through field observation, using local data and watershed management agency information and GPS devices. The nine factors including elevation, slope, aspect, lithology, distance from fault, stream and road, land use, and precipitation amount were chosen as effective factors on landsliding through studying conditions of Chehel-chay watershed, and relative hazard map was prepared via 4 above models. Quality sum (Qs) index was used for evaluation of models accuracy. Results show that weighted (AHP) bivariate statistical model is suitable for chehel_chay watershed with Qs equal to 3.625. and weighted linear combination (WLC) with Qs equal to 2.2019, logistic multivariate regression with Qs equal to 1.703 and stepwise multivariate regression with Qs equal to 1.627, were the next in order of priority.
    Keywords: Landslide hazard zonation, Quantitative model, Semi, quantitative model, Chehel, chay watershed
  • N. Parsafar, A.A. Sabziparvar, A. Aeini Page 197

    In this study, the sensitivity of daily potential evapotranspiration (ET0) (as calculated by Penma-Monteith FAO 56 and REF-ET software) in Sanandaj, Urmia and Tabriz to the certain changes in wind speed was assessed. Using a 41 years (1965-2005) dataset, 12 different weather parameters were employed in monthly scale as the input of PM-FAO 56 method. The aforementioned parameters include: Mean of maximum temperature; mean of minimum temperature; monthly mean temperature; mean of dew point temperature; minimum relative humidity; maximum relative humidity; monthly mean relative humidity; wind speed; precipitation; vapour pressure and sunshine duration. The sensitivity of the PM-FAO-56 to 10-20 percent changes in above weather parameters were investigated. The model results indicated that the daily ET0 in the study sites is more sensitive to the changes in wind speed than other weather parameters. As expected, the maximum changes were observed for 20% senario, but the absolute changes were higher for the reduction case (-20%). The highest and lowest ET0 sensitivities were occurred in Tabriz and Urmia, repectively. For Tabriz and Sanandaj sites the sensitivity of the ET0 to the changes in wind speed behaved linear, but in Urmia was nearly non-linear.

    Keywords: Cahnges in evapotranspiration, Changes in weather parameters, Penman, Monteith FAO 56, Iran
  • S. Sharbaty Page 209
    The transient flow patterns in the Gheshm canal is due to tidal fluctuations in two open boundaries of the canal. Due to Variations of water level in the Hormoz strait and the Persian Gulf, there are considerable differences in tidal behavior of two ends of the canal. In this investigation, applications of Nasir software for solving tidal flow patterns with moving boundaries in Gheshm canal is introduced. This software computes water level variation and velocity components in horizontal plane by solving depth averaged from of continuity and momentum equations using cell vertex finite volume method for unstructured triangular mesh. For damping out of numerical oscillations of explicit solution procedure, an artificial viscosity formulation suitable for the triangular unstructured meshes was applied. A wetting and drying model is applied in present work using edge-base algorithm. The results of computer modeling have been compared with data measurements in the domain and demonstrated high performance of the model to simulate tidal currents in Gheshm canal.
    Keywords: Nasir, Modeling, Tidal currents, Gheshm canal