فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال نوزدهم شماره 2 (تابستان 1391)
  • سال نوزدهم شماره 2 (تابستان 1391)
  • تاریخ انتشار: 1391/08/28
  • تعداد عناوین: 14
|
  • امیر حق وردی، بیژن قهرمان، علی اصغر خشنود یزدی، محمد جلینی، زهرا عربی صفحات 1-22
    استفاده از روش های اندازه گیری مستقیم عوامل هیدرولوژیک خاک، زمان بر و پرهزینه می باشد. یکی از مهم ترین راه کارهای موجود برای حل این مشکل ایجاد یک رابطه ریاضی بین تعدادی از خصوصیات زودیافت خاک مانند بافت خاک، چگالی ظاهری و میزان ماده آلی با خصوصیات دیریافت هیدرولیکی خاک می باشد. این روابط توابع انتقالی نام دارند. در این پژوهش از 8 تابع نقطه ای و 4 تابع پارامتریک برای پیش بینی میزان رطوبت خاک در پتانسیل های ماتریک مختلف در 122 نمونه خاک از شمال و شمال شرقی ایران استفاده گردید. توابع انتقالی پارامتریک ضرایب چهار رابطه نگه داشت آب خاک ونگنوختن، هاستون و کاس، کمپل و بروکس و کوری را برآورد می کردند. بهترین نتایج توابع نقطه ای مربوط به روش بی. اس. اس خاک سطحی (با متغیرهای ورودی عمق نمونه برداری، درصد ذرات خاک، میزان کربن آلی و وزن مخصوص ظاهری) با ضریب همبستگی (r) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به ترتیب برابر 75/0 و 033/0 و ضعیف ترین نتایج در روش هاتسون (با متغیرهای ورودی عمق نمونه برداری، درصد ذرات خاک و وزن مخصوص ظاهری) با r و RMSE به ترتیب برابر با 59/0 و 061/0 به دست آمد. بهترین نتایج توابع پارامتریک در روش کمپل با r و RMSE به ترتیب برابر با 90/0 و 037/0 و ضعیف ترین نتایج در روش وریکن با r و RMSE به ترتیب برابر با 52/0 و 12/0 مشاهده شد. علاوه بر این تحلیل ها نشان دادند که استفاده از میزان کربن آلی به عنوان عامل ورودی در توابع انتقالی می تواند منجر به بهبود نتایج پیش بینی میزان رطوبت خاک شود. همچنین به طور تقریبی در همه توابع بررسی شده با افزایش پتانسیل ماتریک عملکرد توابع بهبود یافت.
    کلیدواژگان: توابع انتقالی، شمال و شمال شرق ایران، منحنی مشخصه رطوبتی
  • عفت طالبی زاده، گلنوش عبا سمنش، سید علیرضا موحدی نایینی صفحات 23-41
    پتاسیم وظایف فیزیولوژیکی بسیار مهمی را در گیاه به عهده دارد و از عناصر غذایی ضروری گیاه محسوب می شود. در ارزیابی قابلیت استفاده پتاسیم خاک و مدیریت مصرف کود، ایزوترم های تبادلی پتاسیم که از منحنی های کمیت- شدت ناشی می شوند، اطلاعات مفیدی را ارایه می کنند. در این بررسی برای تعیین رابطه کمیت- شدت پتاسیم و به دست آوردن پارامترهایی مانند پتاسیم به سهولت قابل تبادل، پتاسیم به سختی قابل تبادل، نسبت فعالیت پتاسیم، نسبت فعالیت پتاسیم در حال تعادل و ظرفیت بالقوه بافری، 4 تیمار کلرید پتاسیم، کلرید پتاسیم + کلرید آمونیوم، کلرید پتاسیم + مونوفسفات سدیم و کلرید پتاسیم + کلرید آمونیوم + مونوفسفات سدیم بر روی نمونه های خاکی که از عمق 30-0 سانتی متری و از سه منطقه سری خاک رحمت آباد (پردیس کشاورزی گرگان)، لورک اصفهان و دهستان صالحان خمین با سطوح ویژه متفاوت تهیه شده بود، اعمال گردید و با استفاده از آزمون مقایسه میانگین جفتی مشاهده شد که در همه تیمارها، بیش ترین مقدار ظرفیت بالقوه بافری برای خاک پردیس گرگان به دست آمد. این بیانگر این است که وجود رس غالب ایلایت در خاک پردیس، موجب تثبیت شدن پتاسیم در بین لایه ها می گردد. از بین 4 تیمار در هر خاک، بیش ترین مقدار ظرفیت بالقوه بافری با تیمار کلرید پتاسیم و کم ترین مقدار آن با تیمار کلرید پتاسیم + کلرید آمونیوم مشاهده شد. تیمار کلرید پتاسیم + مونوفسفات سدیم دارای ظرفیت بالقوه بافری بیش تری نسبت به تیمار کلرید پتاسیم + کلرید آمونیوم + مونوفسفات سدیم بود. افزایش غلظت نمک سدیم در محلول خاک، موجب افزایش غلظت نمک در لایه دوگانه پخشیده الکتریکی و افزایش ظرفیت بالقوه بافری می گردد. برای مقایسه میزان قابلیت استفاده پتاسیم خاک های با سطح ویژه بالا و لایه دوگانه الکتریکی منقطع با خاک های با سطح ویژه پایین، غلظت پتاسیم در حالت تعادل ممکن است معیار مناسبی باشد و پیشنهاد می شود به جای ظرفیت بافری پتاسیم، همبستگی میزان پتاسیم قابل استفاده خاک ها با نسبت فعالیت پتاسیم در حال تعادل آن ها بررسی گردد.
    کلیدواژگان: منحنی کمیت، شدت، ظرفیت بالقوه بافری، کاتیون های آمونیوم، سدیم و پتاسیم، خاک های با سطوح ویژه متفاوت
  • ابوالفضل بامری، فرهاد خرمالی، فرشاد کیانی، امیراحمد دهقانی صفحات 43-61
    در این پژوهش روش های آمار کلاسیک و زمین آماری برای تعیین تغییرات مکانی کربن آلی خاک در ارتباط با عامل پستی و بلندی و اجزا مختلف یک شیب در اراضی تپه ماهوری و لسی منطقه توشن استان گلستان مورد استفاده قرار گرفت. سه روش زمین آماری کریجینگ، کوکریجینگ و وزن دهی معکوس فاصله، در این مطالعه استفاده و مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور تعداد 234 نمونه به صورت سیستماتیک و منظم از اجزا مختلف شیب تهیه شد. معیار ارزیابی در این پژوهش مقادیر میانگین خطا و مجذور میانگین مربعات خطا با استفاده از روش اعتبارسنجی متقابل بود. نتایج نشان داد که در تخمین کربن آلی خاک در کل تپه ماهوری کوکریجینگ معمولی با متغیر کمکی رس و مقادیر RMSE برابر با 2552/0 نسبت به دو روش کریجینگ و روش وزن دهی معکوس فاصله نتایج بهتری ارایه می دهد. نقشه درون یابی شده کربن آلی کل موقعیت شیب نشان داد که با افزایش ارتفاع و درجه شیب مقدار کربن آلی خاک کم تر شده است. نسبت همبستگی مکانی کربن آلی برای موقعیت های مختلف شیب متفاوت بود که این الگوها کاملا به ساختار توپوگرافی وابسته بود.
    کلیدواژگان: زمین آمار، لس، کربن آلی خاک، توشن، توپوگرافی
  • عبدالرضا ظهیری، حسن عبدالمجیدی، سلمان قربانی کوهی خیلی، امیراحمد دهقانی صفحات 63-79
    پروفیل عرضی سرعت جریان در رودخانه ها، مبنای استخراج رابطه دبی- اشل و محاسبه های هیدرولیک جریان و رسوب است. به دلیل مشکلات اندازه گیری پروفیل عرضی سرعت رودخانه ها در شرایط سیلابی، استفاده از روش های محاسباتی مناسب ضروری است. از طرف دیگر ورود جریان سیل به دشت های سیلابی، باعث اندرکنش جریان در دشت سیلابی با مجرای اصلی رودخانه شده و باعث پیچیدگی هیدرودینامیک جریان می شود. در این پژوهش، با استفاده از روش اجزا محدود، پروفیل عرضی سرعت به کمک معادلات دیفرانسیل شبه دوبعدی به دست آمده است. این مدل ریاضی بر مبنای معادلات ناویه- استوکس بوده و به صورت متوسط در عمق ساده شده است. برای ارزیابی دقت مدل ریاضی پیشنهادی، این مدل در ایستگاه هیدرومتری برنطین در رودخانه میناب واقع در استان هرمزگان برای جریان سیلابی آذر 1374 واسنجی و سپس برای 2 واقعه سیلابی در بهمن 1374 صحت سنجی شده است. مقایسه پروفیل عرضی سرعت اندازه گیری شده با نتایج محاسباتی در هر دو مرحله واسنجی و صحت سنجی، دقت مناسب و قابل قبول مدل ریاضی پیشنهادی را نشان می دهد. تحلیل آماری نتایج مدل ریاضی نشان می دهد که ضریب تعیین (2R) توزیع عرضی سرعت در مرحله واسنجی حدود 97/0 و در مرحله صحت سنجی حدود 96/0 می باشد. همچنین مجذور میانگین مربعات خطا برای این دو مرحله به ترتیب 13/0 و 23/0 به دست آمده است. در نهایت رابطه دبی- اشل این رودخانه به کمک مدل ریاضی با دقت مناسبی استخراج شده است.
    کلیدواژگان: توزیع عرضی سرعت، مدل ریاضی شبه دوبعدی، روش اجزا محدود، رودخانه میناب
  • سیده رویا عقیلی، سعید برومندنسب، مهدی کاهه صفحات 81-89
    در این مقاله به کمک منطق فازی و خوشه بندی فازی به روش c-mean، ترکیب های مختلف با 4 داده هواشناسی در دسترس شامل دمای هوا، رطوبت نسبی، سرعت باد و ساعات آفتابی روزانه به عنوان داده های ورودی برای پیش بینی تبخیر از تشت مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از پارامترهای هواشناسی مربوط به سال های 86 و 87 در 3 ایستگاه سینوپتیک اهواز، آبادان و ایذه واقع در استان خوزستان استفاده شد. نتایج به دست آمده، توانایی مدل استنتاج فازی تاکاجی- سوگنو و خوشه بندی فازی به روش c-mean را در پیش بینی تبخیر از تشت در 3 ایستگاه یاد شده به خوبی نشان داد، به طوری که مدل های فازی با 2 و 3 خوشه، پارامتر تبخیر از تشت را با مربع ضریب همبستگی حدود 91/0-86/0 پیش بینی می کند.
    کلیدواژگان: تبخیر از تشت، مدل فازی تاکاجی، سوگنو، خوشه بندی فازی، c، mean
  • زهرا احمدآبادی، مهدی قاجار سپانلو صفحات 99-116
    به منظور بررسی اثر کاربرد کمپوست، ورمی کمپوست و لجن فاضلاب روی برخی خواص فیزیکی خاک، آزمایشی در قالب طرح کرت های خرد شده با پایه بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در سال 1388 اجرا گردید. تیمارهای کودی در کرت های اصلی و سال های اعمال این تیمارها در کرت های فرعی قرار گرفتند. تیمارهای کودی به عنوان فاکتور اصلی در 7 سطح (1T: شاهد، 2T: 20 تن کمپوست در هکتار، 3T: 40 تن کمپوست در هکتار، 4T: 20 تن ورمی کمپوست در هکتار، 5T: 40 تن ورمی کمپوست در هکتار، 6T: 20 تن لجن فاضلاب در هکتار و 7T: 40 تن لجن فاضلاب در هکتار) و سال های اعمال این تیمارها به عنوان فاکتور فرعی در 4 سطح صورت: A= یک سال کوددهی (سال 85)، B= 2 سال متوالی کوددهی (85 و 86)، C= 3 سال متوالی کوددهی (85، 86 و 87) و D= 4 سال متوالی کوددهی (85، 86، 87 و 88) بود. خصوصیات فیزیکی خاک شامل جرم مخصوص حقیقی (sρ)، جرم مخصوص ظاهری (bρ)، تخلخل کل (f)، رطوبت در نقاط ظرفیت زراعی (f.c) و پژمردگی دایم (p.w.p)، آب قابل دسترس (AWC) و ظرفیت نگه داشت آب در خاک (S) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از این آزمایش نشان داد که کاربرد کمپوست، ورمی کمپوست و لجن فاضلاب در خاک باعث افزایش معنی دار (1=P درصد) تخلخل، رطوبت در نقاط ظرفیت زراعی و پژمردگی و ظرفیت نگه داشت آب در خاک و همچنین کاهش جرم مخصوص ظاهری و حقیقی در مقایسه با تیمار شاهد گردید که در این رابطه تاثیر کمپوست و لجن فاضلاب نسبت به ورمی کمپوست بیش تر بوده است. تاثیر سال های مصرف این تیمارها روی خصوصیات فیزیکی مورد مطالعه به این صورت بود که فقط روی میزان رطوبت خاک در نقاط (f.c) و (p.w.p) و میزان (AWC) معنی دار بود و در سایر موارد اختلاف معنی داری نشان نداد. همچنین اثرات متقابل تیمارهای کودی و سال های مصرف آن ها فقط در مورد جرم مخصوص حقیقی و مقدار رطوبت در نقطه ظرفیت زراعی دارای اختلاف معنی دار بود.
    کلیدواژگان: کمپوست، ورمی کمپوست، لجن فاضلاب، خصوصیات فیزیکی خاک
  • مسلم آقایی کریق، مصطفی رقیمی، غلامحسین شمعانیان، محسن قلی پور صفحات 117-132
    استفاده از پساب های معدنی و صنعتی می تواند در تامین بخشی از آب مورد نیاز کشاورزی مفید باشد. اما برای استفاده از پساب ها همواره باید نظارت دقیقی روی کیفیت آن ها صورت گیرد. به منظور شناخت کیفیت و قابلیت استفاده از پساب های کارخانه زغال شویی وطنی برای آبیاری، نمونه برداری از حوضچه ها و آب زیرزمینی در زمستان 1387 انجام شد. براساس رخساره هیدروژئوشیمیایی، نمودار پایپر تیپ پساب های مورد مطالعه و آب زیرزمینی به ترتیب از نوع 4Ca-SO و Ca-HCO3 است. نسبت جذبی سدیم (SAR) (رده 1S)، درصد سدیم، خطر منیزیم و خطر کلریدی به ترتیب کم تر از 10، 60، 50 و 20 درصد هستند. کربنات سدیم اضافی (RSC) با کم تر از 25/1 میلی اکی والان بر لیتر و نسبت کلی کم تر از یک برای نمونه های مورد مطالعه نشانگر کیفیت قابل قبول آن ها برای اهداف کشاورزی است. پساب های مورد مطالعه براساس نمودار آزمایشگاه شوری آمریکا در محدوده 1S3C قرار دارند که نسبت به آب زیرزمینی(چاه) (1S2C) دارای شوری بالایی هستند. پساب های مورد مطالعه بر روی نمودار ویلکاکس از نظر کیفیت شیمیایی در محدوه قابل قبولی برای آبیاری قرار می گیرند. مدل گیبز نشان دهنده منشا سنگی برای آنیون ها و کاتیون های موجود در آب های مورد مطالعه می باشد. شاخص کلروآلکالن مثبت آب ها، بیانگر تبادل سدیم و پتاسیم آب با کلسیم و منیزیم زغال سنگ و باطله های زغالی است. تمامی نمونه ها دارای شاخص تراوایی (PI) قابل قبولی برای آبیاری هستند.
    کلیدواژگان: هیدروژئوشیمیایی، پساب کارخانه زغال شویی، مصارف کشاورزی
  • محمد رحمانیان، حبیب خداوردی لو صفحات 133-148
    زیست فراهمی، سمیت و تحرک عناصر بالقوه سمی در خاک ها به تفکیک آن ها بین فاز محلول، جامد خاک و توزیع دوباره آن ها در بین اجزای فاز جامد خاک بستگی دارد. دوره های متوالی تر و خشک شدن از عوامل مهم در کنترل رفتار و سرنوشت عناصر بالقوه سمی در خاک های آلوده می باشد. هدف از این مطالعه بررسی روند توزیع مقادیر مختلف سرب افزوده شده به سه نوع خاک با مقادیر متفاوت کربنات کلسیم تحت دوره های متوالی تر و خشک شدن با عصاره گیری متوالی بود. برای کمی سازی شدت پیوند سرب افزوده شده به خاک و ارزیابی تحرک و فراهمی سرب به ترتیب از نمایه تفکیک کاهش یافته (IR) و درصد یا مقدار جزء محلول + تبادلی استفاده شد. تر و خشک شدن خاک به شدت بر توزیع سرب در خاک ها تاثیر گذاشت به گونه ای که موجب انتقال سرب از بخش های متحرک به بخش های نامتحرک گردید. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه فاکتور خاک (در 3 سطح)، غلظت سرب (در 4 سطح) و چرخه تر و خشک شدن (در 5 سطح) و در 3 تکرار انجام گرفت. نتایج نشان داد که شدت پیوند سرب به گونه ای معنی دار با تر- خشک شدن خاک افزایش و با افزایش غلظت ورودی سرب به خاک کاهش می یابد. با این حال، تفاوت معنی داری در بین خاک ها مشاهده نشد. با این که نخستین دور تر- خشک شدن به گونه ای معنی دار جزء محلول + تبادلی سرب در خاک را کاهش داد، دورهای بعدی تر- خشک شدن تاثیری معنی دار نداشتند. با این حال با افزایش ورود سرب به خاک، تحرک و فراهمی و در نتیجه خطرات احتمالی آن در خاک افزایش یافت.
    کلیدواژگان: تر و خشک شدن متوالی، زیست فراهمی، سرب، عصاره گیری متوالی، نمایه تفکیک کاهش یافته
  • علیرضا جعفرنژادی، هدی همایی، غلامعباس صیاد، محمد بای بوردی صفحات 149-164
    ویژگی های خاک بر مقدار و زیست فراهمی عناصر سنگین موثر می باشند. بنابراین، بررسی ویژگی های موثر خاک بر حلالیت و جذب این عناصر به وسیله گیاه ضروری است. هدف از این پژوهش، تعیین مهم ترین ویژگی های موثر خاک بر غلظت کل و قابل جذب کادمیم و تجمع آن در بذر گندم در خاک های آهکی استان خوزستان می باشد. به این منظور، تعداد 255 نمونه خاک مرکب و بذر گندم به روش وزنی، در مزارع گندم (با مساحت 4000 کیلومترمربع) نمونه برداری شد. سپس، pH، شوری، درصد رس، مقدار آهک، ظرفیت تبادلی کاتیونی، درصد کربن آلی، فسفر قابل جذب، غلظت کادمیم خاک (کل و قابل عصاره گیری با DTPA) و کادمیم بذر اندازه گیری شد. میانگین آهک در نمونه ها بیش از 46 درصد و میانگین غلظت کادمیم کل و قابل جذب، به ترتیب 47/1 و 085/0 میلی گرم در کیلوگرم خاک بود. میانگین غلظت کادمیم بذر 7/0 میلی گرم در کیلوگرم بذر به دست آمد. نتایج نشان داد که کادمیم کل خاک همبستگی معنی داری با درصد آهک (01/0P≤)، ظرفیت تبادلی کاتیونی (05/0P≤)، فسفر قابل جذب (01/0P≤) و کربن آلی (05/0P≤) دارد. همچنین، همبستگی مقدار رس (05/0P≤)، درصد کربن آلی (01/0P≤) و pH خاک (05/0P≤) با غلظت کادمیم قابل جذب خاک معنی دار بود. غلظت کادمیم بذر با مقدار کربن آلی (01/0P≤)، ظرفیت تبادل کاتیونی (01/0P≤) و کادمیم قابل جذب خاک (05/0P≤) همبستگی معنی داری داشت. اما، همبستگی معنی داری بین کادمیم بذر با کادمیم کل، pH خاک و میزان آهک در خاک های مورد مطالعه (05/0P≤) مشاهده نشد. تاثیر ویژگی های خاک بر غلظت کادمیم بذر ارقام گندم (دوروم و نان) متفاوت بود. به طوری که، کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی و غلظت کادمیم قابل جذب بر کادمیم بذر گندم دوروم تاثیری معنی دار (01/0P≤) داشتند. برای گندم نان، افزون بر ویژگی های موثر بر گندم دوروم، مقدار آهک و رس نیز بر غلظت کادمیم بذر تاثیر معنی داری (05/0P≤) داشتند. می توان نتیجه گیری کرد که فراهمی کادمیم قابل جذب خاک برای گیاه تحت تاثیر وی‍ژگی های خاک و گونه گندم می باشد.
    کلیدواژگان: خاک آهکی، کادمیم، گندم، فلزات سنگین
  • مهناز زار عخورمیزی، علی نجفی نژاد*، نادر نورا، عطاالله کاویان صفحات 165-178

    مطالعه فرآیندهای فرسایش خاک و ارزیابی عوامل کنترل آن از نیازهای مدیریت صحیح منابع آب و خاک است. این پژوهش به منظور بررسی اثرات شیب و خصوصیات خاک بر رواناب و هدررفت خاک با استفاده از شبیه ساز باران در حوزه آبخیز چهل چای استان گلستان انجام گرفت. به این منظور، براساس نقشه واحد اراضی، 3 واحد اراضی در مناطق زراعی انتخاب شد. در هر 3 واحد اراضی، 3 طبقه شیب 10-0، 30-10 و بیش تر از 30 درصد تعیین شد. سپس، در هر طبقه شیب 4 پلات 10×10 متر به طور تصادفی انتخاب و در هر یک به طور تصادفی اقدام به شبیه سازی باران و اندازه گیری میزان رواناب و هدررفت خاک در 4 تکرار گردید. با استفاده از باران ساز، بارشی با شدت 2 میلی متر بر دقیقه و به مدت 15 دقیقه در هر پلات ایجاد و هم زمان نمونه برداری از خاک داخل هر پلات انجام شد. نتایج نشان داد که بین حجم رواناب و شیب، همبستگی کمی وجود دارد و در سطح 05/0 معنی دار نمی باشد. اما بین مقادیر خاک هدررفته و شیب، در سطح 01/0 اختلاف معنی داری وجود دارد. نتایج همبستگی پیرسون نشان داد، درصد شن ریز در سطح 1 درصد و درصد آهک و سیلت در سطح 5 درصد، همبستگی مثبت و معنی دار با رواناب دارد. همچنین درصد رطوبت، همبستگی مثبت و مقاومت خاک سطحی، همبستگی منفی و معنی دار با هدررفت خاک نشان داد. در مجموع، حجم رواناب و هدررفت خاک در شیب بیش از 30 درصد نسبت به شیب 10-0 درصد به ترتیب 8 و 100 درصد افزایش داشت و با افزایش شیب مقاومت ذرات خاک کاهش و هدررفت خاک افزایش، نشان داد

    کلیدواژگان: آبخیز چهل چای، باران ساز، رواناب، هدررفت خاک
  • عبدالرضا ظهیری، امیراحمد دهقانی *، ابوطالب هزارجریبی صفحات 179-192

    تاکنون روش های زیادی با فرضیاتی متفاوت برای طراحی مقاطع مرکب و تعیین رابطه دبی- اشل آن ها ارایه شده اند. بیش تر این روش ها در شرایط آزمایشگاهی دارای نتایج خوبی هستند، اما تعمیم آن ها برای همه شرایط هندسی و هیدرولیکی مقاطع مرکب از جمله رودخانه های سیلابی، دشوار است. در این پژوهش، با استفاده از حدود 400 داده دبی- اشل از 30 مقطع مرکب آزمایشگاهی و صحرایی با شرایط مختلف هندسی و هیدرولیکی، رابطه ای بر مبنای روش جستجوی ژنتیکی برای محاسبه دبی جریان در مقاطع مرکب ارایه شده است. رابطه دبی- اشل پیشنهادی نسبت به روش متداول (روش تجزیه قائم مقطع مرکب) دارای دقت بهتری است به طوری که ضریب تعیین (2R) این دو رابطه به ترتیب 91/0 و 27/0 و میانگین مربعات خطا به ترتیب 01/0 و 11/0 به دست آمده است. از رابطه پیشنهادی می توان در حل مسایل مهندسی آب مانند طرح های کنترل سیلاب، محاسبات روندیابی سیلاب در رودخانه ها و طراحی کانال های انتقال آب به شکل مقطع مرکب استفاده نمود.

    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، رابطه دبی، اشل، مقاطع مرکب
  • موسی اکبرلو، صدیقه یار، مجید محمداسماعیلی صفحات 193-199
    یکی از عوامل مهم و موثر بر پراکنش گیاهی به خصوص در مناطق شور خصوصیات خاک می باشد. برای اعمال مدیریت صحیح و کارآمد داشتن اطلاعات دقیق از روابط خاک و پوشش گیاهی هر منطقه ضرورت دارد. به این منظور رابطه میان خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و مشخصات جوامع گیاهی در منطقه خشک قره تپه ساوه بررسی گردید. محل انتخاب نمونه ها به روش سیستماتیک- تصادفی به تعداد 10 ترانسکت برداشت گردید. لیست گونه ها، درصد تاج پوشش، تراکم، فراوانی و تنوع گونه ها ثبت شد. به منظور نمونه برداری از خاک در هر ترانسکت از دو عمق 30-0 و 60-30 سانتی متر نمونه ها تهیه و اندازه گیری فاکتورهای بافت خاک، اسیدیته، هدایت الکتریکی، درصد املاح محلول، درصد مواد آلی، گچ، آهک و سدیم قابل جذب اقدام گردید. نتایج به دست آمده از آنالیز مولفه های پوشش گیاهی بیانگر حضور دو جامعه گیاهی Salsola crasaو Salsola/Tamarix در منطقه مورد مطالعه می باشد. همچنین نتایج تحلیل رگرسیون گام به گام نشان داد که درصد تاج پوشش و تنوع گونه ای نسبت به تغییرات فاکتورهای خاک تاثیرپذیرتر است و میزان درصد رس و هدایت الکتریکی از فاکتورهای موثر بر روی مولفه های پوشش گیاهی می باشد.
    کلیدواژگان: خصوصیات خاک، جوامع گیاهی، تنوع گونه ای، مناطق شور، ساوه
  • محمود شفاع یبجستان، سید مرتضی سیدیان، مهدی کرمی مقدم صفحات 201-206
    در این پژوهش، آزمایش هایی در یک آب گیر با استفاده از ترزیق رسوب با یک غلظت ثابت در 3 عمق و در محدوده اعداد فرود 45/0-20/0 انجام گرفت. سپس مولفه های سرعت در عرض دهانه آب گیر در 3 سطح از عمق جریان با استفاده از سرعت سنج سه بعدی ADV اندازه گیری شد. نتایج نشان داد با افزایش عدد فرود در هر 3 عمق، مقدار (نسبت رسوب ورودی به آب گیر به نسبت آب گیری) در محدوده عدد فرود 36/0، حداقل می گردد. همچنین بررسی مولفه های سرعت و زاویه ورودی جریان به آب گیر نشان داد با افزایش عدد فرود و افزایش نسبت، سرعت عرضی و زاویه ورودی خطوط جریان در لایه کف که تامین کننده قسمت بیش تر رسوبات است و مهم ترین لایه در میزان رسوب ورودی به آب گیر می باشد نیز افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: آب گیر جانبی، رسوب، الگوی جریان، سرعت سه بعدی
  • علی اصغر قائمی، جواد رضایی صفحات 207-212
    هدف از این پژوهش بررسی یکنواختی توزیع نیترات با استفاده از تزریق کننده ونتوری در سیستم بارانی خطی و مقایسه آن با روش سنتی کودپاشی می باشد. این پژوهش در مزرعه ذرت علوفه ای به مساحت 4/11 هکتار تحت سیستم آبیاری بارانی خطی هم جوار به قطعه ای به مساحت 8 هکتار با روش آبیاری جوی و پشته ای انجام شد. با تعبیه یک مخزن کود و دستگاه ونتوری بر روی دستگاه بارانی خطی، کوددهی در طی دوره رشد به روش کود- آبیاری اعمال گردید. در طی دوره رشد، کود اوره (46 درصد نیتروژن) با دبی 11/0 لیتر در ثانیه به سیستم تزریق گردید. در آبیاری جوی و پشته ای کود به روش سنتی به زمین اضافه گردید. نتایج نشان داد که میانگین ضریب یکنواختی توزیع کود در سطح خاک آبیاری بارانی خطی 92 درصد بود. میانگین ضریب یکنواختی توزیع نیترات در پروفیل خاک در دو روش توزیع کود با ونتوری و پخش کود به روش سنتی به ترتیب برابر 80 و 60 درصد بود. در ضمن در سیستم آبیاری بارانی خطی نسبت به سیستم جوی و پشته ای 67 درصد در مصرف کود صرفه جویی شده و در سیستم بارانی خطی کارآیی مصرف آب نیز حدود 2 برابر سیستم آبیاری جوی پشته ای بوده است.
    کلیدواژگان: ونتوری، آبیاری بارانی خطی، یکنواختی، نیترات، جوی و پشته ای
|
  • A. Haghverdi, B. Ghahreman, A.A. Khoshnood Yazdi, M. Joleini, Z. Arabi Pages 1-22
    Using direct measurement techniques for estimation of soil hydrological parameters, are time consuming and expensive. One possible solution to this problem is to derive a mathematical relationship between easily measurable soil parameters, such as soil texture, bulk density and organic matter content, and other hard-measurable soil hydraulic parameters. Such a relationship is called pedotransfer function (PTF). In this study, we used 8 point PTFs and 4 parametric PTFs for predicting water content corresponding to different matric potentials for 122 soil samples taken from north and north-east of Iran. Parametric PTFs has been derived to estimate the coefficients of four different water retention functions of van Genuchten, Hutson and Cass, Campbell, and Brooks-Corey. BSS TOPSOIL method (Hutson and Wagenet, 1992; with input variables of soil fractions, Organic Carbon content, and bulk density) with correlation coefficient (r) of 0.75 and root mean square error (RMSE) of 0.033 was the best and Hutson method (Hutson and Wagenet, 1992; with input variables of soil fractions, and bulk density) with R=0.59 and RMSE=0.061 was the worst method in Point PTFs. The best (r=0.90, RMSE=0.037) parametric PTF was due to Campbell (Campbell, 1085) and the worst (r=0.52, RMSE=0.12) one was due to Vereecken (Vereecken et al., 1989). The results showed that including Organic Carbon content as an input variable in PTFs, improves the predictability of soil water content. On overal, the performance of all PTFs increased when the matric potential increased.
    Keywords: North, northeast of Iran, Pedotransfer functions, Water retention curve
  • E. Talebizadeh, G. Abbasmanesh, S.A.R. Movahedi Naeini Pages 23-41
    Potassium as an essential plant nutrient plays important physiological roles in plants. Q/I relationships present beneficial information for assessment of plant potassium availability and fertilizer application management. The K quantity-intensity relationships and their parameters; labile K, slowly exchangeable K, potassium activity ratio, potassium activity ratio at equilibrium and potassium buffering capacity were compared using four treatments (potassium chloride, potassium chloride + ammonium chloride, potassium chloride + sodium mono phosphate and potassium chloride + ammonium chloride + sodium mono phosphate) on three soils with different specific surfaces. Soil samples obtained from 0-30 cm top-soils of Rahmat Abad soil series (Gorgan University-Pardis), Lavark (Isfahan) and Salehan village (Khomein). The maximum soil PBCk obtained for Gorgan Uneversity (Pardis). Clay type and soil cation exchange capacity control PBCk and its parameters in these soils. Maximum PBCk was obtained by potassium chloride and minimum by potassium chloride + Ammonium chloride in all soils. The PBCk for potassium chloride + sodium mono phosphate was greater than potassium chloride + ammonium chloride + sodium mono phosphate. Increased sodium salt concentration in solution may increase sodium salt concentration in diffuse double layer and hence PBCk. Since the bulk of water and nutrients are held in truncated diffuse double layers with soils of high specific surface area at field conditions, solution potassium concentration and ARKe may more closely estimate plant available potassium relative to PBCk; also suggesting ARKe as a more relevant index when comparing potassium availability for soils of widely differing specific surface area.
    Keywords: Quantity, intensity curves, Potassium buffering capacity, Potassium, Ammonium, sodium ions, Soils with different specific surface area
  • A. Bameri, F. Khormali, F. Kiani, A.A. Dehghani Pages 43-61
    In this study, classical statistics and geostatistical methods were used to determine changes in spatial heterogeneity of soil organic carbon (SOC) in relation to topography and different slope positions in loess hillslopes in Toshan region located in Golestan Province. In this investigation, three different geostatistical methods i.e Kriging, Cokriging and Inverse distance weighted have been used and evaluated. Hence, 234 soil samples at regular grid were collected from different parts of a slope. In this research, the evaluation criteria were Mean Error and Root Mean Square Error with the Cross Validation method. The results showed that ordinary cokriging method with clay as covariate estimated better results in evaluation of SOC in whole parts of hillslope with RMSE values of 0.2552 in comparison with Kriging and Inverse distance weighted methods. Interpolation map of organic carbon from whole part of hillslope showed lower SOC concentrations with increasing elevation and slope gradient. Spatial correlation ratio of SOC was different in various slope positions and these patterns were closely related to the structure of topography.
    Keywords: Geostatistics, Loess, Soil organic carbon (SOC), Toshan, Topography
  • A.R. Zahiri, H. Abdolmajidi, S. Ghorbani Koohi Kheili, A.A. Dehghani Pages 63-79
    Lateral profile of flow velocity in rivers is the base of stage-discharge rating curve development and also flow and sediment transport calculations. Regarding to high difficulties in measurement of lateral distribution of velocity in natural rivers, especially in time of floods, using the suitable numerical methods is essential. On the other hand, by entering the flood flow into floodplains, flow interaction induced at the main channel-floodplains interface and causes high complexity in flow hydrodynamics. In this research, using finite element method, velocity lateral profiles have been predicted by solving quasi 2-D differential equations of flow in compound channels. Proposed model is based on the depth-averaged Navier-Stocks equation. For evaluation of accuracy, this model has been calibrated and then validated in Minab River at Berentine hydrometric station, in Hormozegan province, based on measured data obtained during 3 flood events. Comparison of measured and predicted profiles of lateral velocity in two phases of calibration and validation shows acceptable accuracy of the proposed mathematical model. Statistical analysis of numerical results shows that the determination coefficients for calibration and validation phases are 0.97 and 0.96, respectively. Also, the root mean square error of these phases are 0.13 and 0.23, respectively. Finally the stage-discharge curve of this river has been predicted with good accuracy.
    Keywords: Velocity lateral distribution, Quasi 2, D mathematical model
  • S.R. Aghili, S. Boroomandnasab, M. Kahe Pages 81-89
    In this paper by using fuzzy logic and c-mean clustering, different combinations of daily climatic variables including air temperature, relative humidity, wind speed and sunshine hours as input data for predicting pan evaporation were investigated. Therefore, meteorological parameters in years of 1386 and 87 at three synoptic stations (Ahvaz, Abadan and Izeh) in Khuzestan province were used. The results showed that the Takagi-Sugeno fuzzy model and c-mean clustering were able to predict pan evaporation, so that fuzzy models with cluster number of 2 and 3 estimated pan evaporation parameter by correlation coefficients varying from 0.86 to 0.91.
    Keywords: Pan evaporation, Takagi, sugeno fuzzy model, Fuzzy clustering, c, mean
  • Z. Ahmad Abadi, M. Ghajar Sepanlou Pages 99-116
    In order to investigate the effect of compost, vermicompost and sewage sludge application on some of the soil physical properties, an experiment was carried out in split plot based on complete randomized block design in three replications in the field of the University of Agricultural Sciences and Natural Resources of Sari. Seven levels of fertilizer treatments (T1=control, T2=compost 20 tons per hectare, T3=compost 40 tons per hectare, T4=vermicompost 20 tons per hectare, T5=vermicompost 40 tons per hectare, T6=sewage sludge 20 tons per hectare, T7=sewage sludge 40 tons per hectare) and four levels of fertilizer years, one year fertilizer (1385), two consecutive years fertilizer (1385 and 1386), three consecutive years fertilizer (1385, 1386 and 1387) and four consecutive years fertilizer (1385, 1386, 1387 and 1388), respectively. Physical properties in this study were as, bulk density, particle density, total porosity, water holding capacity, field capacity, permanent wilting poit and available water capacity in soil. The results of the study showed that the application of compost, vermicompost and sewage sludge in soil were significantly effective in increasing the total porosity, water holding capacity, field capacity, permanent wilting point, available water capacity and in decreasing the bulk density and particle density compared to control. Where as, years of consumption of fertilizer did not have a significant effect on the physical properties of the soil except on the amount of FC, PWP and AWC. The interaction between years of consumption of fertilizers were significantly different only in particle density and field capacity.
    Keywords: Compost, Vermicompost, Sewage sludge, Soil physical properties
  • M. Aghaei, Kerigh, M. Raghimi, Gh. Shamanian, M. Gholipour Pages 117-132
    Wastewater can be used effectively in irrigation to provide some portion of the water required for agriculture purposes. But for using of the wastewater, the accurate monitoring on their quality should be done. In order to know the quality and suitability of waste water of coal cleaning factory of Vatani for irrigation purpose, the sampling from wastewater ponds and groundwater have been done during winter 2009. According to the hydrochemistry facies of Piper diagram, the wastewater and groundwater types in the studied area belongs to Ca-SO4 type and Ca-HCO3 type respectively. Sodium absorption ratio (SAR) (class S1), sodium percent (%Na), magnesium hazards and chloride potential are less than 10%, 60%, 50% and 20% respectively. The residual sodium carbonate (RSC) (1.25 meq/l) and kelly's ratio (1) for all the studied samples. Indicate that they meet acceptable quality for agricultural purposes. Wastewater studies are based on U.S. Laboratory's Salinity diagram, is in the range C3S1 in respect to ground water (C2S1) and shows high salinity. Wastewater studied samples on the Wilcox’s diagram lies in the area of permissible waters for irrigation. The Gibb's model shows that anions and cations of all the type of waters are of lithological origin. The positive chloroalkaline index of waters indicates that base-exchange reaction occurred between Na+ and K+ of the groundwater with Ca2+and Mg2+ of coal and coal tailings. The permeability index (PI) of all samples are permissible for irrigation.
    Keywords: Hydrogeochemistry, Wastewater of coal washing factory, Agricultural usage
  • M. Rahmanian, H. Khodaverdiloo Pages 133-148
    Bioavailability, toxicity, and mobility of potentially toxic element (PTEs) in soils depend on their partition between solution and solid-phase and their further redistribution among solid-phase components. The wetting-drying consequence cycle is one of the most important factors in controlling the behavior and fate of PTEs in contaminated soils. The aim of this study was to assess the distribution of different applications of lead (Pb) in three soils, with different calcium carbonate contents, after incubation under a wetting-drying (WD) soil moisture regime using sequential extraction procedure. To quantify the binding intensity and to assess the mobility and availability of applied Pb, the reduced partition index (IR) and the percentage or absolute concentration of Pb in soluble + exchangeable fractions were used, respectively. This trail was conducted as a factorial experiment based on randomized complete block design with three factors, soil (in 3 levels), Pb concentration (in 4 levels) and drying-wetting cycles (in 5 levels) in three replications. Results showed that, the binding intensity of Pb significantly increased by WD, however, decreased as the Pb application quantities to soils increased. However, in different soils, no significant differences were recorded. Although, the first WD cycle significantly decreased the soluble + exchangeable fraction of Pb, the further WD cycles had no significant effect. However, mobility and availability, and consequently the potential environmental risks of Pb, increased by increasing Pb applications to soils.
    Keywords: Bioavailability, Lead, Reduced partition index: IR, Sequential extraction, Cyclic wetting, drying
  • A.R. Jafarnejadi, M. Homaee, Gh.A. Sayyad, M. Bybordi Pages 149-164
    Soil properties are influencing the amount and bioavailability of heavy metals in soil. Therefore, determining soil characteristics affecting cadmium (Cd) solubility and its uptake by plants are of great importance. The objective of this study was to evaluate the relations between main soil properties and Cd concentrations in soil and wheat grains in 4000 km2 wheat farms. A number of 255 pair soil and grain coordinate samples were taken in an weighing sampling scheme. Some soil characteristics including pH. EC, CEC, organic carbon (OC), clay content, lime content (TNV), available P, soil Cd and grain Cd concentrations were measured. The results indicated that the average TNV in the studied soils was more than 46 percent. Average total and DTPA-extractable soil Cd and grain Cd concentrations were 1.47, 0.085, and 0.7 mg kg-1, respectively. In the studied calcareous soils, total Cd concentrations had significant correlation with TNV (P≤0.01), available P (P≤0.01), CEC (P≤0.05), and OC (P≤0.05). The DTPA-extractable Cd had significant correlation with OC (P≤0.01), pH, and clay content (P≤0.05). Significant correlations were also found between grain Cd concentrations with OC (P≤0.05), CEC (P≤0.01), and DTPA-extractable Cd (P≤0.05). However, the total Cd, soil pH and lime content (TNV) had no significant (P≤0.05) correlations with wheat grain Cd in the study area. However, the correlations between soil properties and two wheat cultivars (Bread and Durum) were different. A significant (P≤0.01) correlation was obtained between durum grain Cd and OC, CEC, and DTPA-extractable soils Cd. For bread Cd in grains, a significant (P≤0.01) correlation was found between more soil properties, including OC, CEC, and DTPA-extractable Cd, TNV and clay content. The Pearson coefficient values for durum wheat cultivar shows that, the OC, CEC and Cd-DTPA had more effects on durum wheat than bread wheat cultivar. It could be concluded that plant-availability of soil Cd as effected by soil properties and wheat cultivar
    Keywords: Cadmium, Heavy metals, Calcareous, Soil, Wheat
  • M. Zare Khormizi, A. Najafinejad, N. Noura A. Kavian Pages 165-178

    Study of soil erosion process and assessment of the control factors are the most important prerequisite for proper management of soil and water resources. This research was carried out to investigate effects of slope and soil properties on runoff and soil loss using rainfall simulator in Chehel-chai watershed, Golestan province. Also, considering the land unit map of the area, three land units were selected in the farm lands. In each land unit, three slope classes of 0-10%, 10-30% and highes than 30% were determined. Then four 10×10 m plots were selected in each slope class. Runoff and erosion were measured in each plot randomly using rainfall simulator with 2 mm/min intensity and 15 min duration in 4 replicates. Soil samples were taken in each plot as well. Results showed that there was a weak correlation between runoff and slope and there was no significant relationship at 0.05 confidence level but there was a significant and positive correlation between soil loss and slope at 0.01 confidence level. Based on the results of the Pearson correlation matrix, the contents of the fine sand in 1% confidence level and lime and silt at 5% confidence level had positive correlation with runoff and soil moisture content had positive correlation and soil surface resistance had negative correlation with soil loss. However, runoff volume and soil loss increased 8% and 100%, respectively in slope class of more than 30% in comparison with 0-10% slope class. With increasing slope, soil resistance decreased and soil loss increased.

    Keywords: Chehel, chai watershed, Rainfall simulator, Runoff, Soil loss
  • A.R. Zahiri, A.A. Dehghani, A. Hezarjeribi Pages 179-192

    Many approaches with different assumptions have been developed for designing compound channels and prediction of their stage-discharge curves. Most of these methods have satisfactory results in laboratory compound flumes but extending them to all hydraulic and geometric conditions such as natural rivers is very limited. In this study, using nearly 400 laboratory and field stage-discharge data sets of 30 compound channels with different geometric and hydraulic conditions, a new method has been presented for calculation of flow discharge in compound channels, based on Genetic Algorithm. This proposed stage-discharge relation with sufficient accuracy (R2=0.91, MSE=0.01) in comparison with divided channel method (R2=0.27, MSE=0.11) can be used for all types of compound channels (laboratory and field). Therefore, this approach is suitably applicable in flood control projects, river flood routing and design of conveyance canals.

    Keywords: Intelligent optimization, Genetic algorithm, Stage, discharge curve, Compound channels
  • M. Akbarlou, S. Yar, M. Mohammad Esmaeili Pages 193-199
    As a fact, the soil properties are affected by geology, topography, climate and biology of areas. Therefore, soil properties are the important factors that influence plant distribution specially, in saline areas. To develop an efficient management it is necessary to have precise information on soil and vegetative cover relations in all areas. For this propose the relationship between soil physico-chemical properties and plant community characteristics in arid lands of Ghareh Tappeh, Saveh have been studied. The sample plots for data collection have been selected by random-systematic method. In this way ten number lines with five sample plots over all areas have been selected. The list of species, canopy cover, plant density, diversity and frequency of species were recorded. Also on each line soil sampling have been done in two depths; 0-30 cm. and 30-60 cm. Then soil texture, acidity, EC, PSW, OC, CaSO4, CaCO3 and SAR were determined in laboratory. Two plant communities have been recognized in the area; Salsola crasa and Salsola-Tamarix. The study showed that, the canopy cover and plant diversity were highly affected by soil properties. The amount of clay and EC were the most effective factors on plant characteristics.
    Keywords: Soil properties, Plant communities, Diversity, Saline habitat, Saveh
  • M. Shafai, Bajestan, S.M. Seyedian, M. Karami Moghadam Pages 201-206
    In this study, experimental tests have been conducted in intake by feeding the sediments from the upstream of intake by a constant rate in three different flow depths and Froude numbers in the range of 0.2-0.45. During each test, three components of flow velocities were measured using ADV. The results showed that as Froude number increases, the ratio of sediment entry ratio to the discharge ratio () reaches to a minimum value at Froude number of 0.36. From analysis of velocity vectors and angle of stream line entering the intake, it was found that as Froude number and increase, the lateral velocity component and angle of entry stream line in lower layer that provides a large amount of sediment and the most important layer in sediment entry, increases as well.
    Keywords: Lateral intake, Sediment, Flow patterns, 3D velocity
  • A.A. Ghaemi, J. Rezaei Pages 207-212
    The purpose of this study was to use a venturi injector in a linear irrigation system in order to investigate nitrate distribution uniformity compared with a traditional fertilization method. This study was conducted in a corn field with an area of 11.4 hectares under linear sprinkler irrigation system and a corn field with the area of 8 hectares under furrow irrigation system. A water tank and a venturi injector was installed on the linear irrigation system and the soluble fertilizer (urea 46% N) was applied to the system in the rate of 0.11 l/s by the fertigation method during seasonal growth. The urea fertilizer was implemented with the traditional method in the furrow irrigation. Results showed that the average fertilizer distribution uniformity coefficient on the soil surface was 92% in the linear irrigation method. The average nitrate distribution uniformity coefficient in soil profile at both the venturi injector and the traditional methods were 80 and 58% respectively. Moreover the fertilizer consumption use in the linear irrigation method was 67% less than furrow irrigation and the water use efficiency in the linear irrigation method was double compared to the furrow irrigation method.
    Keywords: Venturi, Linear sprinkler irrigation, Uniformity, Nitrate, Furrow irrigation