فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال بیستم شماره 2 (خرداد و تیر 1392)

نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال بیستم شماره 2 (خرداد و تیر 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/03/09
  • تعداد عناوین: 15
|
  • شهناز محمودی، جهانگرد محمدی، مهدی نادری صفحات 1-22
    به طور معمول برای ارزیابی آلودگی خاک توسط فلزات سنگین از غلظت کل این عناصر در نمونه های توده ای خاک استفاده می شود. اما شواهد بیانگر فزونی تجمع و انباشت فلزات سنگین در خاک ها با کاهش اندازه ذرات می باشد. این پژوهش با هدف مطالعه چگونگی توزیع غلظت های فلزات سنگین (روی، سرب و کادمیوم) در کلاس های مختلف اندازه ای ذرات خاک و بررسی تغییرات مکانی این فلزات در اراضی مجاور شهرک سپاهان شهر واقع در 25 کیلومتری جنوب کلان شهر اصفهان انجام گرفته است. به این منظور 100 نمونه مرکب خاک سطحی به صورت تصادفی از منطقه جمع آوری و پس از هوا خشک کردن نمونه های توده خاک، کلاس های اندازه ای ذرات خاک، شامل 500-250، 250-125، 125-75، 75-50 و 50> میکرون تعیین شدند. نتایج نشان داد که با کاهش اندازه ذرات خاک، غلظت تمامی فلزات سنگین افزایش پیدا می کند. میانگین غلظت روی از 224 میلی گرم بر کیلوگرم برای کلاس 500-250 میکرون به 401 میلی گرم بر کیلوگرم برای کلاس کوچک تر از 50 میکرون افزایش پیدا نموده است. این افزایش برای سرب و کادمیوم، به ترتیب عبارت از 87 و 1/3 میلی گرم بر کیلوگرم برای کلاس 500-250 میکرون به 136 و 3/3 میلی گرم بر کیلوگرم برای کلاس کوچک تر از 50 میکرون بوده است. نقشه های به دست آمده از تخمین گر کریجینگ، نشان دهنده الگوی تغییرپذیری مشابه برای همه عناصر در تمامی کلاس های اندازه ای خاک بوده، به گونه ای که غلظت فلزات سنگین با افزایش فاصله از معادن واقع در مجاور شهرک کاهش پیدا می کند. نتایج این پژوهش می تواند فراهم آورنده اطلاعات مهم و سودمندی به منظور ارزیابی ریسک آلودگی خاک های حومه کلان شهر اصفهان باشد که تحت شهرک سازی شدید قرار دارد.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، تغییرپذیری مکانی، فلزات سنگین، کریجینگ
  • مصطفی حمزئی، میترا جوان، افشین اقبال زاده صفحات 23-43
    سرریزهای لبه پهن از جمله سازه های هیدرولیکی رایج در سیستم های آبیاری و طرح های برق آبی هستند. تغییر شیب وجه بالادست و پایین دست از عوامل مهمی می باشد که می تواند شرایط جریان و راندمان تخلیه این سازه ها را تحت تاثیر قرار دهد. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار فلوئنت نسخه 12.0.16 و بهره گیری از دو نوع مدل آشفتگی استاندارد، RNG پروفیل گرادیان هیدرولیکی و پروفیل سطح آزاد بر روی سرریز و همچنین ناحیه جدایی جریان ابتدای تاج در سرریزهای با شیب های بالادست و پایین دست مختلف شبیه سازی شده است. به طورکلی نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با شیب دار کردن وجه بالادست سرریز، محدوده جدایی جریان ابتدای تاج کاهش یافته و در نتیجه ضریب دبی افزایش می یابد. تغییر شیب وجه پایین دست اثری بر ناحیه جدایی جریان ابتدای تاج و ضریب دبی نخواهد داشت اما عمق آب در بالادست سرریز و قسمت ابتدایی تاج تا قبل از محل تشکیل عمق بحرانی در سرریز با شیب وجه بالادست تند مقداری بیش تر از سرریز با شیب وجه بالادست ملایم می باشد. تغییر شیب وجه پایین دست موقعیت تشکیل عمق بحرانی را تغییر نمی دهد اما با ملایم کردن شیب پایین دست با کاهش میزان فشار منفی به دلیل کاهش انحنای خطوط جریان و همچنین از بین رفتن ناحیه جدایی جریان ابتدای وجه پایین دست، احتمال وقوع پدیده کاویتاسیون کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، سرریز لبه پهن، فلوئنت، جدایی جریان، پروفیل سطح آزاد
  • رضا قربانی نصرآبادی، حسینعلی علیخانی، جواد حامدی، باقر یخچالی، رالف گرینر صفحات 45-64
    اکتینومایست ها گروهی از میکروارگانیسم ها هستند که در طیف وسیعی از زیستگاه ها وجود داشته و در فرآیندهای مهمی دخالت دارند. بنابراین بررسی چگونگی توزیع آن ها در درک نقش اکولوژیک آن ها اهمیت بسیاری دارد. تعداد زیادی از میکروارگانیسم های خاک (از جمله اکتینومایست ها) قادرند اشکال مختلف فسفر آلی و معدنی نامحلول را به فرم محلول و قابل استفاده گیاه تبدیل نمایند. هدف از این پژوهش، بررسی فراوانی جمعیت اکتینومایست ها و جداسازی، غربال گری و ارزیابی فعالیت تجزیه کنندگی فیتات سدیم به وسیله این گروه از میکروارگانیسم ها با استفاده از روش های اسپکتروفتومتری و کروماتوگرافی مایع با فشار بالا (HPLC) بود. به این منظور 97 نمونه خاک از زیست بوم های خاکی مختلف استان گلستان جمع آوری گردید. از محیط های گلیسرول آرژینین آگار اصلاح شده (MGAA)، برای جداسازی اکتینومایست های متداول و MGA-SE اصلاح شده (MMGA-SE) برای جداسازی اکتینومایست های کمیاب تجزیه کننده فیتات استفاده شد. شمارش اکتینومایست ها نیز در محیط GAA انجام گرفت. تعداد اکتینومایست ها در کاربری های مختلف تفاوت معنی داری (001/0P<) با یکدیگر داشتند و اقلیم بر برخی خصوصیات خاک و جمعیت اکتینومایست ها موثر بود. بیش ترین تعداد اکتینومایست ها متعلق به اراضی زراعی آبی و کم ترین تعداد متعلق به اراضی مرتعی بود. 3/46 درصد از جدایه های مورد بررسی توانستند فسفر محلول را در محیط مایع آزاد نمایند. جدایه های منتخب دارای توانمندی تجزیه فیتات بوده و این فعالیت به شدت متاثر از ترکیب محیط کشت بود. مقدار نسبی تجزیه اینوزیتول هگزافسفات در جدایه های مختلف تفاوت قابل ملاحظه ای با یکدیگر داشتند به طوری که میزان تجزیه سوبسترا در محدوده 2/95-65/1 درصد قرار داشت.
    کلیدواژگان: اکتینومایست، آنزیم تجزیه کننده فیتات، فسفر، کاربری اراضی
  • فرهاد یغمایی، کامل عبدالله نژاد، ابوطالب هزارجریبی، منوچهر بابانژاد صفحات 65-84
    تغییرات اقلیمی یکی از مشکلات امروز بشر است و تهدیدی برای کره خاکی به حساب می آید که شناسایی و پیش بینی عناصر آن در جهت مدیریت شرایط بحران اهمیت بسیاری دارد. از این رو پیش بینی و تخمین درجه حرارت برای هر منطقه به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای اقلیمی در استفاده بهینه (الگوی مناسب برای بهره برداری) از منابع طبیعی محسوب می گردد و لازم است مطالعاتی در این زمینه صورت گیرد تا هم در مدیریت بحران درست عمل کنیم و هم پیش بینی درستی از وضعیت جوی انجام دهیم. در این مقاله مدل بندی و پیش بینی ماکزیمم و مینیمم درجه حرارت شهرستان گرگان براساس اطلاعات مربوط به 20 سال گذشته انجام گرفت و پس از حذف اثر فصلی روند و تغییرات نامنظم از سری مشاهده ها، یک مدل آماری (p،d،q; P،D،Q)ARIMA تعیین گردید. در جهت شناسایی بهتر مدل تعیین شده، باقی مانده ها و خطاها مورد بررسی قرار گرفته و ضرایب مدل برآورد شدند. سرانجام با استفاده از مدل به دست آمده مقادیر آتی ماکزیمم و مینیمم درجه حرارت شهرستان گرگان تا سال 1393 پیش بینی شد و مشاهده گردید که ماکزیمم و مینیمم درجه حرارت در سال های آینده روند افزایشی خواهد داشت.
    کلیدواژگان: سری زمانی، درجه حرارت، اثر فصلی، روند
  • مینا جعفری، مهدی وفاخواه، هیراد عبقری صفحات 85-103
    فرآیند بارش- روان آب و ایجاد سیلاب از پدیده های هیدرولوژیکی هستند که بررسی آن ها به سبب تاثیرپذیری از پارامترهای مختلف، دشوار می باشد. تاکنون روش ها و الگوهای مختلفی برای تحلیل این پدیده ها ارایه شده است. از این رو هدف این پژوهش ارزیابی شبکه های عصبی مصنوعی در پیش بینی ضریب روان آب رگبار با استفاده از دو تابع انتقال سیگموئید و تانژانت هیپربولیک در لایه مخفی و تابع انتقال خطی در لایه خروجی است. به این منظور حوزه آب خیز بار اریه نیشابور انتخاب و داده های مربوط به 33 واقعه در بین سال های آماری 1331 تا 1385 جمع آوری گردید. به منظور انتخاب متغیرهای مستقل در برآورد ضریب روان آب از تجزیه و تحلیل عاملی استفاده شد، که براساس آن 4 متغیر مقدار متوسط بارندگی، چارک سوم، اول و چهارم شدت بارندگی و همچنین 5 متغیر شاخص () و چارک های اول تا چهارم شدت بارش به عنوان عوامل اصلی برگزیده شدند. شبکه عصبی مصنوعی ابتدا با تابع سیگموئید و سپس با تابع تانژانت هیپربولیک اجرا شد. متغیرهای به دست آمده از تجزیه و تحلیل عاملی برای شبکه با تابع انتقال سیگموئید به خوبی پاسخ داد ولی این متغیرها برای شبکه با تابع انتقال تانژانت هیپربولیک به دلیل عملکرد متفاوت این تابع به پاسخ مناسبی منجر نشد، بنابراین ترکیب سایر متغیرها براساس نقش هیدرولوژیکی آن ها، به عنوان ورودی شبکه مدنظر قرار گرفت. نتایج نشان داد که شبکه با ورودی چارک های اول تا چهارم شدت بارندگی، مدت بارش، مقدار کل بارش و شاخص () و بارش 5 روز قبل و تابع انتقال تانژانت هیپربولیک می تواند ضریب روان آب رگبار را با ضریب تبیین آزمایش 98/0 و ریشه میانگین مربعات خطا 0337/0 و متوسط قدرمطلق خطا 0275/0 پیش بینی کند.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، تابع سیگموئید، تابع تانژانت هیپربولیک، ضریب روان آب، حوزه آب خیز بار اریه نیشابور
  • آذر علی مردانی، محمدامیر دلاور، احمد گلچین صفحات 105-123
    به منظور بررسی تاثیر هم زمان بقایای گیاهی یونجه (صفر، 5/2 و 5 درصد وزنی) همراه و بدون کاربرد گچ و سولفات آلومینیوم بر برخی از ویژگی های شیمیایی یک خاک سدیمی، آزمایش گلخانه ای با 9 تیمار و 3 تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی به اجرا درآمد. نمونه های خاک پس از اعمال تیمارها برای 4 ماه در رطوبت ظرفیت مزرعه خوابانیده شدند. نتایج نشان داد پس از 2 و 4 ماه، تیمارهای سولفات آلومینیوم و گچ هم زمان با 5 درصد بقایای یونجه به ترتیب باعث افزایش معنی دار هدایت الکتریکی در خاک شده و تیمار 5/2 درصد بقایای یونجه کم ترین تاثیر را بر افزایش هدایت الکتریکی پس از 2 و 4 ماه نسبت به سایر تیمارها نشان داد. کاربرد سولفات آلومینیوم هم زمان با 5 درصد بقایای یونجه واکنش خاک را به مقدار 36/1 و 55/1 واحد به ترتیب پس از 2 و 4 ماه نسبت به شاهد کاهش داد. تیمارهای شامل گچ و سولفات آلومینیوم به تنهایی باعث کاهش مقدار رس قابل انتشار در طی دو دوره زمانی به مقدار 43/89 و 03/93 درصد نسبت به تیمار شاهد شدند، این در حالی است که تیمار 5 درصد بقایای یونجه مقدار رس قابل انتشار را 8/4 و 2/2 درصد نسبت به تیمار شاهد در هر دو دوره پس از اعمال تیمارها افزایش داد. به طور مشابه تیمارهای سولفات آلومینیوم و گچ به تنهایی مقدار نسبت جذب سدیم خاک را به ترتیب 19/54 و 85/43 درصد پس از 4 ماه نسبت به شاهد کاهش دادند، اما تیمارهای 5/2 و 5 درصد بقایای یونجه به ترتیب مقدار نسبت جذب سدیم را پس از 2 ماه نسبت به شاهد به مقدار 7/0 و 84/3 درصد افزایش دادند.
    کلیدواژگان: خاک سدیمی، رس قابل انتشار، نسبت جذب سدیم، مواد اصلاح کننده معدنی، مواد آلی
  • جلال حیدری، شجاع قربانی دشتکی * صفحات 125-142

    وقوع آتش سوزی در مراتع یکی از عوامل اصلی تخریب خاک و اکوسیستم می باشد. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر آتش سوزی پوشش گیاهی بر برخی شاخص های تعیین کننده کیفیت خاک در مراتع نیمه استپی کرسنک واقع در استان چهارمحال و بختیاری بود. به این منظور، مراتعی با تاریخچه آتش سوزی متفاوت که طی سال های 1387، 1388 و 1389 به ترتیب 3، 2 و 1 سال پیش از این مطالعه دچار آتش سوزی شده بودند، انتخاب گردید. نفوذ آب به خاک در 54 نقطه از منطقه مطالعاتی با استفاده از نفوذسنج مکشی اندازه گیری شد. تعداد نمونه های خاک برای مطالعات آزمایشگاهی با توجه به 2 عمق سطحی (10-0 سانتی متر) و زیرسطحی (25-15 سانتی متر)، 108 نمونه بود. برای بررسی تفاوت ویژگی های اندازه گیری شده در مناطق سوخته و شاهد از آزمون t مستقل در سطح 5 درصد استفاده شد. نتایج نشان داد که در مناطق سوخته شده در مقایسه با شاهد، هدایت آبی اشباع و نفوذ پایه آب در تیمارهای 1، 2 و 3 سال پس از آتش به صورت معنی دار کاهش یافت. ماده آلی خاک و میانگین وزنی قطر خاک دانه ها (MWD) در لایه سطحی تیمارهای 1 و 2 سال پس از آتش سوزی به صورت معنی دار کاهش نشان داد. ماده آلی ذره ای (POM) در لایه سطحی تمامی مناطق سوخته شده به صورت معنی دار، کم تر از مناطق شاهد بود، در حالی که اختلاف آن ها در لایه زیرسطحی معنی دار نبود. همچنین، رس قابل پراکنش در آب (WDC) و جرم ویژه ظاهری خاک در لایه سطحی تمامی مناطق سوخته شده در مقایسه با شاهد به صورت معنی دار بیش تر بود. یافته های این پژوهش نشان داد که آتش تاثیر فوری و مستقیمی بر ویژگی های فیریکی و ماده آلی خاک داشته و سبب کاهش کیفیت خاک اراضی مرتعی شده است.

    کلیدواژگان: آتش سوزی، کیفیت خاک، مراتع نیمه استپی، نفوذ آب
  • الهام خزایی، مهدی ذاکری نیا، حسین دهقانی سانیج، ابوطالب هزارجریبی، موسی حسام صفحات 143-159
    استفاده نکردن مطلوب از آب آبیاری، محدودیت منابع آب و نیاز به غذای بیش تر ایجاب می کند که مهندسان آبیاری با اعمال شیوه های مدیریتی نوین به برآورد دقیق نیاز آبی گیاه و آبیاری به موقع و به اندازه بپردازند. در این پژوهش مقدار و مشخصات محصول تولیدی و کارایی مصرف آب، در وضعیتی که میزان آبیاری بر اساس برآورد نیاز آبی روزانه به صورت خودکار و به هنگام در مزرعه و با استفاده از دستگاه اتوماتیک هواشناسی برآورد و اعمال شد با حالت دیگری که نیاز آبی با استفاده از داده های طولانی مدت هواشناسی موجود در منطقه برآورد شده بود، مقایسه شد. به این منظور آزمایش صحرایی روی محصول ذرت در منطقه دشت لوئین ساوه انجام شد. نتایج نشان داد، در حالت استفاده از داده های به هنگام، آب مصرفی 5383 متر مکعب در هکتار، مقدار تولید 58/38 تن در هکتار و کارایی مصرف آب 16/7 کیلوگرم بر مترمکعب و در حالت استفاده از داده های بلندمدت هواشناسی، این مقادیر به ترتیب به 2/6310، 2/30 و 78/4 به دست آمد. همچنین نتایج تجزیه واریانس تنها بین قطر بلال و تعداد دانه بلال، در سطح احتمال 5 درصد اختلاف معنی داری نشان داد و بین خصوصیات دیگر محصول در دو مزرعه شاهد و نمونه اختلاف معنی داری مشاهده نشد. بنابراین با مدیریت آبیاری دقیق در مزرعه و برآورد نیاز آبی واقعی گیاه، علاوه بر کاهش آب مصرفی و افزایش کارایی مصرف آب، نه تنها تغییر معنی داری در بیش تر خصوصیات محصول ایجاد نشده بلکه در مواردی افزایش در کیفیت را نیز موجب شده است.
    کلیدواژگان: آبیاری عقربه ای، دستگاه بر خط هواشناسی، کارایی مصرف آب
  • پروین امامی، اسماعیل دردی پور، عبدالمحمد دریاشناس صفحات 161-177
    هنگامی که خاک مقدار کافی از عناصر ضروری برای رشد گیاه را تامین نمی کند، ضروری است مقدار مورد نیاز به آن عرضه شود. این امر مستلزم یافتن روش اندازه گیری مناسب است که میزان کمبود عناصر غذایی را مشخص سازد. با توجه به مشکلات روش های حد بحرانی و حد کفایت غلظت عناصر غذایی، تغییرات این حدود در ارقام گیاهی و شرایط اقلیمی متفاوت و وابستگی نتایج به زمان نمونه برداری، روش تلفیقی تشخیص و توصیه (DRIS) روش کارآتری می باشد. به این منظور آزمایشی به مدت 2 سال (89-1388) در 61 باغ هلوی استان گلستان به اجرا در آمد. براساس روش دریس باغ ها به دو جامعه عملکرد کم و زیاد (بر مبنای 30 کیلوگرم عملکرد به ازای هر درخت) تفکیک شدند. سپس، همه فرم های بیان، واریانس آن ها در دو جامعه و نسبت واریانس های جامعه عملکرد کم به زیاد (SB/SA) تعیین گردید. حدود کفایت عناصر غذایی در برگ به روش دریس از گروه باغ های با عملکرد زیاد و با در نظر گرفتن نسبت واریانس گروه با عملکرد کم به زیاد، برای نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم و منیزیم به ترتیب 46/2، 24/0، 29/2، 03/2 و 56/0 درصد و برای عناصر آهن، منگنز، مس و روی به ترتیب 7/132، 5/32، 5/14 و 9/42 میلی گرم بر کیلوگرم به دست آمد. سپس با استفاده از فرمول های کالیبراسیون دریس، شاخص های دریس برای 9 عنصر غذایی در باغ های با عملکرد کم تعیین و شاخص تعادل غذایی (NBI) برای هر کدام از این باغ ها محاسبه شد. نتایج نشان داد که ترتیب نیاز به عناصر غذایی مختلف به طور میانگین برای باغ های با عملکرد کم به شرح Ca>P>Mg=Mn>K>Fe>Cu=Zn>N بود.
    کلیدواژگان: دریس، تعادل تغذیه ای، هلو
  • ساحله کاکویی، علیرضا عمادی صفحات 179-193
    با توجه به محدودیت منابع آب و رقابتی که بخش های مختلف در مصرف آب با بخش کشاورزی دارند، مدیریت شبکه های آبیاری ضروری به نظر می رسد. از اساسی ترین موضوع ها برای افزایش بهره وری مصرف آب در کانال های آبیاری، توزیع بهینه آب می باشد. در این پژوهش از روش بهینه سازی جامعه مورچگان به منظور بهینه سازی توزیع آب استفاده شده است. بر این اساس برنامه توزیع آب در سه گزینه متفاوت در کانال اصلی (MC) شبکه آبیاری البرز تهیه شد. در گزینه اول تابع هدف کاهش دبی موردنیاز شبکه می باشد. گزینه دوم شامل حداقل سازی دبی مورد نیاز شبکه، اختلاف حجم آب مورد نیاز و حجم آب تحویلی و تعداد تنظیمات دریچه سراب است. گزینه سوم مانند گزینه دوم می باشد با این تفاوت که به جای تعداد تنظیمات دریچه سراب، زمان مازاد قرار می گیرد. در هر سه گزینه، مدل حداکثر دبی مورد نیاز شبکه را کم تر از ظرفیت کنونی کانال MC به دست آورد. دبی مورد نیاز شبکه در گزینه های اول، دوم و سوم به ترتیب 44/17، 01/18 و 55/17 مترمکعب بر ثانیه به دست آمد. اختلاف نتایج محاسباتی و ظرفیت موجود در گزینه های اول، دوم و سوم به ترتیب 79/5، 21/5 و 7/5 مترمکعب بر ثانیه می باشد.
    کلیدواژگان: شبکه آبیاری البرز، کانال MC، بهینه سازی، توزیع آب، الگوریتم جامعه مورچگان
  • هدایت الله زرین، علیرضا مقدم نیا، جواد نام درست، ابوالفضل مساعدی صفحات 195-208
    مدل های هیدرولوژیکی یکی از روش های برآورد رواناب به دست آمده از بارندگی می باشند. این مدل ها با شبیه سازی فرآیند رواناب- بارش، رواناب به دست آمده از بارندگی را در حوزه های آب خیزی بدون ایستگاه اندازه گیری با حداقل زمان ممکن و کم ترین هزینه برآورد می کنند. مدل AWBM که در سال 1993 توسط بوتون تکمیل شد یکی از انواع مدل های بارش- رواناب است که می تواند رواناب را با استفاده از داده های بارش روزانه یا یک ساعته محاسبه نماید. کاربرد نتایج روزانه به دست آمده از اجرای این مدل در مطالعات مدیریت و استحصال آب و نیز نتایج یک ساعته مدل سازی برای محاسبه های مربوط به برنامه ریزی و مدیریت سیلاب می باشد. در این پژوهش برای ارزیابی مدل، 6 زیرحوزه بلوچستان جنوبی واقع در استان سیستان و بلوچستان مورد استفاده قرار گرفته است. بارش روزانه به کمک روش TPSS به صورت منطقه ای در آمده و دبی های روزانه هم به دبی های ویژه تبدیل می گردد. در نهایت به کمک مدل و با بهینه سازی پارامترهای مدل میزان دقت و کارایی مدل در برآورد رواناب محاسبه ای و مقایسه آن با رواناب مشاهده ای به وسیله ضرایب کارآیی و تعیین مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج محاسبه شده توسط مدل در همه زیرحوزه ها نشان می دهد که مدل می تواند شبیه سازی قابل قبولی در حوزه های مورد مطالعه داشته و با اطلاعات قابل دسترس، عکس العمل حوزه های بدون آمار (یا دارای آمار کوتاه مدت) را در مقابل بارش دریافتی شبیه سازی نموده و از قابلیت خوبی در پژوهش ها و مدل سازی بارش- رواناب در مناطق خشک و نیمه خشک برخوردار باشد.
    کلیدواژگان: بارش، رواناب، شبیه سازی، حوزه آب خیز، مدل AWBM، استان سیستان و بلوچستان
  • محمد محمدی الوار، امیر سعدالدین، حسین بارانی، محمدرضا محبوبی صفحات 209-219
    پیش بینی سطح پذیرش مردمی فعالیت های مدیریتی در سطح حوزه آب خیز از جمله ارزیابی های ضروری برای رسیدن به مدیریت جامع آب خیز می باشد. این پژوهش به منظور پیش بینی سطح پذیرش مردمی سناریوهای مدیریت پوشش گیاهی در راستای حل مشکلات سیل و فرسایش خاک در آب خیز چهل چای انجام گرفت. آب خیز چهل چای با مساحتی حدود 25680 هکتار و جمعیتی برابر 14048 نفر در استان گلستان واقع شده و یکی از سرشاخه های رودخانه گرگان رود است. پس از انتخاب 4 گزینه مدیریتی، 16 سناریوی محتمل مدیریت پوشش گیاهی تدوین شد. با انجام مطالعات میدانی اجتماعی در سطح آب خیز به منظور پیش بینی پذیرش مردمی سناریوهای مدیریتی، طی مصاحبه حضوری با بهره برداران آب خیز برای هر فرد به تفکیک پرسش نامه ای تکمیل شد. با توجه به رابطه کوکران و طی یک بررسی میدانی- اجتماعی با روش نمونه گیری انتساب متناسب به 139 آب خیزنشین از جامعه آب خیزنشینان حوزه چهل چای مراجعه شد. شرکت کنندگان در مطالعه اجتماعی از نظر قصد آن ها برای اجرای سناریوهای مدیریت پوشش گیاهی در آب خیز مورد بررسی برای آینده نزدیک (5 سال پیش رو از سال 1388) مورد پرسش قرار گرفتند. هدف این پرسش این بود که احتمال پذیرش سناریوهای مدیریتی در بین جامعه آب خیزنشین به دست آید. برای رسیدن به این مقصود، از توزیع احتمالاتی دوجمله ای استفاده شد. در تجزیه و تحلیل پذیرش اجتماعی سناریوهای مدیریت پوشش گیاهی، 4 کلاس یا سطح پذیرش اجتماعی (پذیرش ناچیز، کم، متوسط و زیاد) در نظر گرفته شد. نتایج بررسی ها نشان داد که سناریوهای 2 (تراس بندی)، 4 (احداث باغ)، 5 (آگروفارستری)، 9 (جنگل کاری با احداث باغ) و 15 (جنگل کاری، احداث باغ و آگروفارستری) به طور یکسان از دیدگاه بهره برداران آب خیز بیش ترین پذیرش را دارند. در آب خیز چهل چای، اجرای سناریوی 1 (حفظ وضعیت فعلی) کم ترین سطح پذیرش مردمی را به خود اختصاص داده است. رویکرد مبتنی بر سناریوسازی به کار رفته در این پژوهش با فراهم کردن امکان انتخاب سناریوهای مدیریتی و ارایه اثرات آن ها، رویکردی توانا در پیش بینی اثرات فعالیت های مدیریتی پیشنهادی برای تصمیم گیری نهایی می باشد.
    کلیدواژگان: اقدامات مدیریتی پوشش گیاهی، پذیرش مردمی، توزیع احتمالاتی دوجمله ای، آب خیز چهل چای
  • نوید دهقانی، مهدی وفاخواه * صفحات 221-230

    تخمین دقیق حجم رسوبات حمل شده به وسیله رودخانه ها در بسیاری از پروژه های مدیریت منابع آب دارای اهمیت فراوان است. استفاده از روش های کلاسیک مانند منحنی سنجه رسوب با توجه به رفتار غیرخطی متغیرهای هیدرولوژیکی، از دقت کافی برخوردار نیستند. بنابراین روش های هوشمند می تواند به عنوان ابزاری توانمند در مدل سازی متغیرهای هیدرولوژیکی به کار گرفته شود. در این پژوهش کارآیی شبکه عصبی پرسپترون چندلایه و تابع پایه شعاعی و نیز روش های مختلف سنجه رسوب شامل سالانه، مشابه هیدرولوژیکی، پرآب- کم آب، حد وسط، دبی کلاسه، وضعیت هیدروگراف و فصلی در برآورد بار معلق رسوب روزانه ایستگاه قزاقلی واقع در حوزه آب خیز گرگان رود مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور از آمار دبی و رسوب روزانه سال های 64-1361 استفاده شد، به این ترتیب که 3 سال از داده های روزانه (63-1361) برای آموزش و 1 سال از داده ها (سال 1364) برای آزمون مدل های یاد شده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که از بین روش های مختلف سنجه رسوب، روش دبی کلاسه و از بین شبکه های پرسپترون چندلایه و تابع پایه شعاعی، شبکه پرسپترون چندلایه با ورودی های دبی همان روز، دبی 1 و 2 روز قبل از دقت بالاتری برخوردار هستند. همچنین نتایج پژوهش نشان داد که دقت روش شبکه عصبی نسبت به روش های منحنی سنجه رسوب بالاتر است.

    کلیدواژگان: منحنی سنجه رسوب، شبکه عصبی مصنوعی، بار رسوب معلق روزانه، ایستگاه قزاقلی، حوزه آب خیز گرگان رود
  • هادی ارونقی، علی حسین زاده دلیر، داود فرسادیزاده، احمد فاخری فرد، پروین اقبالی * صفحات 231-240

    آب شستگی موضعی اطراف پایه های پل، یکی از مهم ترین عوامل تخریب کننده پل ها محسوب می شود. تاکنون پژوهش گران زیادی به بررسی آب شستگی اطراف پایه پل پرداخته اند که به دلیل پیچیدگی مساله و فراوانی عوامل مختلف هنوز راه حل کاملی برای جنبه های گوناگون آن مطرح نشده است. روش های مختلفی از جمله استفاده از سنگ چین، نصب طوق، ایجاد شکاف، نصب صفحات مستغرق و... برای جلوگیری و یا کاهش آب شستگی اطراف پایه پل ارایه شده است. با توجه به پژوهش های انجام شده، نصب طوق در اطراف پایه باعث به تاخیر افتادن زمان شروع آب شستگی و در برخی موارد باعث کاهش چشم گیر عمق آب شستگی در اطراف پایه می گردد. در این پژوهش با به کارگیری طوق مستطیلی در اطراف پایه استوانه ای پل، مشاهده شد که طوق، سرعت آب شستگی و علاوه بر آن عمق حفره آب شستگی اطراف پایه پل، به خصوص در پشت پایه را کاهش می دهد. فرض بر این است که ابعاد طوق نقش زیادی در کاهش آب شستگی اطراف پایه پل دارند، بنابراین در این پژوهش اثرات ضخامت طوق در یک مدل فیزیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت طوق، کارایی آن کاهش می یابد. با تحلیل نتیجه آزمایش ها ضخامت طوق برای کارایی مناسب، حداکثر برابر با 5 درصد قطر پایه پل پیشنهاد شد.

    کلیدواژگان: آب زلال، آب شستگی، پایه پل، تنش برشی، ضخامت طوق
  • مهدی بروغنی، سیدخلاق میرنیا، جلیل وهابی صفحات 241-248
    یکی از مشکلات بیش تر حوزه های آب خیز پدیده سیل خیزی می باشد، بنابراین کنترل این پدیده مخرب نیازمند کاهش روان آب و به عبارت دیگر افزایش نفوذپذیری خاک ها است. نانوتکنولوژی یکی از جدیدترین فن آوری های موجود است که به علت پتانسیل بالا و خصوصیات منحصر به فرد آن در تمام زمینه های علوم و تحقیقات از جمله منابع طبیعی و حفاظت خاک کاربرد دارد. در این پژوهش به بررسی تاثیر مقادیر مختلف نانوزئولیت (2/0، 4/0 و 6/0 گرم بر مترمربع) بر روی مقدار روان آب در 3 شیب 7، 9 و 14 درجه با استفاده از باران ساز FEL3 بر روی خاک مارنی پرداخته شد. آزمایش ها در خاک مارنی و در پلات با عرض 5/0 متر، طول 1 متر و ارتفاع 40 سانتی متر انجام گردید. در هر آزمایش 30 سانتی متر ارتفاع پلات به عنوان زه کش و 10 سانتی متر بالایی آن با خاک با بافت موردنظر پر می شد. ماده نانوزئولیت به سطح خاک اضافه شدند. سپس نمونه ها به مدت 30 دقیقه تحت بارش 90 میلی متر در ساعت قرار داده شد. نتایج نشان داد که هیچ یک از سطوح نانوزئولیت نسبت به شاهد و در 3 شیب 7، 9 و 14 درجه تاثیر معنی داری در کاهش روان آب نداشته است.
    کلیدواژگان: باران ساز FEL3، پلات های آزمایشی، تولید روان آب، خاک های مارنی، نانوزئولیت
|
  • Sh. Mahmoudi, J. Mohammadi, M. Naderi Pages 1-22
    Metal contents in bulk soil samples are commonly used to evaluate pollution. However, many documents indicated that metal accumulations in soils are increased with decreasing particle size. We investigated the distribution of heavy metal (Zn, Pb and Cd) concentrations in various particle size fractions and assessed spatial variability of their concentrations in soil surface around Sepahan Shahr Town located 25 Km south of Isfahan metropolis. One hundred composite soil samples were taken randomly and after air-drying fractionated in five classes including 250-500, 125-250, 75-125, 50-75 and <50 μm. Results indicated that metal contents increased with decreasing particle size. The mean of Zn concentration increased from 224 mg kg-1 in 250-500 μm size fraction to 401 mg kg-1 for the finest fraction of <50 μm. The same trend was observed for the mean of Pb and Cd concentrations. Kriged maps indicated the same general pattern for all metal concentrations. The amount of metal pollution decreased with increasing distance from sources (mines). The results could provide important information that might be useful in assessing risks associated with urban soils and areas around Isfahan metropolis where under intensive development.
    Keywords: Heavy metal, Kriging, Soil pollution, Spatial variability
  • M. Hamzei, M. Javan, A. Eghbalzadeh Pages 23-43
    Broad-crested weirs are common engineering structures in irrigation systems and hydroelectric schemes. Varying the upstream and downstream face slopes are of the important factors affecting flow conditions and discharge efficiency of structure. In this paper, the Hydraulic Grade Line, free surface profile over the broad crested weir and separation zone at the upstream corner of it have been simulated by using Fluent software. The turbulence models considered are the standard and renormalization group (RNG). The simulation results are found in good agreement with measured data. The numerical simulations show that sloping the upstream face slope increases the discharge coefficient and decreases separation zone at the upstream corner and varying the downstream face slope does not affect the separation zone and discharge coefficient. Water depth before the critical depth in the weir with the steep upstream face slope however, is greater than the weir with the mild upstream face slope. The position of critical depth does not change by varying the downstream face slope. By using mild downstream face slope, negative pressure value decreases due to the decrease in curvature of streamlines, separation zone in downstream corner and the possibility of cavitations.
    Keywords: Numerical simulation, Broad crested weir, Fluent, Flow separation, Free surface profile
  • R. Ghorbani, Nasrabadi, H.A. Alikhani, J. Hamedi, B. Yakhchali, R. Greiner Pages 45-64
    Actinomycetes are widely distributed in different habitats and involved in important processes. Therefore, evaluation of their distribution is important in understanding their ecological role. Many soil microorganisms (including actinomycetes) are able to transform different forms of insoluble organic and inorganic phosphorus into a soluble form suitable for plant uptake. The objective of this study was enumeration of common actinomycetes and determination of their phytate degradation by spectrophotometry and High Performance Liquid Chromatography (HPLC) methods. Ninty seven soil samples were collected from different soil ecosystems from the province of Golestan, Iran. The initial screening was made on modified glycerol arginin agar (MGAA) to isolate common actinomycetes and modified MGA-SE (MMGA-SE) for rare actinomycetes. The enumeration of common actinomycetes was achieved on GAA. Actinomycetes colony formed on GAA in different land use was significantly different (P<0.001) and climate variation affected some soil factors and actinomycetes number. Irrigated cultivated and pasture soils had maximum and minimum number of actinomycetes, respectively. The phosphate release was confirmed in liquid culture for 46.3% of the isolates. The selected isolates showed phytate-degrading activity and their capabilities was strongly dependent on media composition. A huge variation in the capacity to degrade phytate (1.65-95.2%) among different isolates was observed.
    Keywords: Actinomycetes, Phytate degrading enzyme, Phosphorus, Land use
  • F. Yaghmaei, K. Abdollahnejad, A. Hezarjaribi, M. Babanejad Pages 65-84
    Change in climate is one of the common problems of the present human society and is considered a threat and a disaster for the world. Therefore to study and prediction of its elements, for the disaster management is extremely necessary. Due to importance of temperature prediction as one of the most important climatic parameters, its study is necessary to manage the crisis and prediction of the weather condition. Based on information gathered for the last twenty years, a time-series model has been proposed to forecast the minimum and maximum temperatures of Gorgan. Following the elimination of seasonal effects, trend and irregular variations, an ARIMA model was presented. To ascertain the properties of the proposed model, residuals and errors were examined and the model coefficients were estimated. Using the obtained model, the minimum and maximum temperatures from 1391 to 1393 were forecasted. Finally, it became clear that there will be an increase in the minimum and maximum temperatures in the coming years.
    Keywords: Time series, Temperature, Seasonal effect, Trend
  • M. Jafari, M. Vafakhah, H. Abghari Pages 85-103
    The rainfall-runoff process and flooding are hydrologic phenomena that are difficult to study due to the influence of different parameters. So far, different methods and models are provided to analyze these phenomena. Therefore, the purpose of this study is evaluation of artificial neural networks (ANNs) for storm runoff coefficient forecasting using two transfer functions, hyperbolic tangent and sigmoid, in hidden layer and linear in output layer. For this reason, Barariyeh watershed was chosen in Neishabour and the data of 33 events were collected during 1952 to 2006. The factor analysis (FA) were used for determination of independent variables in storm runoff coefficient forecasting in which four variables were selected as independent variables, including average rainfall amount, third, first and fourth quartiles rainfall intensity and also five variables including index and first to fourth quartiles rainfall intensity. ANN was performed using sigmoid and hyperbolic tangent functions. The result of variables through factor analysis was acceptable for ANN using sigmoid transfer function but wasnt acceptable for ANN using hyperbolic tangent transfer function due to different performance of this activation function. So, other variables combined based on their hydrological role, were considered as ANN inputs. The results revealed that ANN using first to fourth quartile rainfall intensity, rainfall duration, average rainfall amount and total rainfall of five days ago inputs and hyperbolic tangent transfer function can predict storm runoff coefficient with R2=0.98 and RMSE=0.0337 and MAE=0.0275.
    Keywords: ANN, Sigmoid function
  • A. Alimardani, M.A. Delaver, A. Golchin Pages 105-123
    To study the effects of different levels (0, 2.5 and 5%) of alfalfa residue with and without gypsum or aluminum sulfate on chemical properties of a sodic soil, a greenhouse experiment with 9 treatments was conducted using a completely randomized design and three replications. After addition of treatments to soil samples, they were incubated for four months at moisture content of field capacity. The results showed that 2 and 4 months after incubation, treatments with 5% alfalfa residue + aluminum sulfate and 5% alfalfa residue + gypsum increased the electrical conductivity of soil samples significantly. Treatment with 5% alfalfa residue + aluminum sulfate decreased the pH values of soil samples to 1.36 and 1.55 units compared to control 2 and 4 months after incubation respectively. Treatments with gypsum and aluminum sulfate decreased water dispersible clay to 89.43 and 93.03% compared to control after 4 months of incubation respectively. Treatment with 5% alfalfa residue increased water dispersible clay by 4.8 and 2.2% 2 and 4 months after incubation respectively. Similarly, these treatments decreased sodium adsorption ratio respectively by 54.19 and 43.85% compared to control 4 months after incubation but treatments with 2.5 and 5% alfalfa residue increased sodium adsorption ratio respectively by 0.7 and 3.83% compared to control after 2 months of incubation.
    Keywords: Sodic soil, Dispersible clay, SAR, Minerals amendment, Organic matter
  • J. Heidary, Sh. Ghorbani Dashtaki Pages 125-142

    Occurring fire in rangelands is one of the main degradation factors of soil and ecosystem. The objective of this study was to investigate the impact of fire on some crucial factors of soil quality in semi-steppe rangeland of Karsanak region in Chaharmahal and Bakhtiari Province. Therefore, several sites which were affected by fire at three, two and one years before this study (i.e. 2008, 2009 and 2010, respectively) were chosen. Soil water infiltration was measured using tension infiltrometer in 54 points of the study sites. Since the soil samples were taken from depths (0-10 and 15-25 cm) of each site, the numbers of soil samples for laboratory analysis were 108. Independent t-test (P=5%) was used to assess the difference between the measured properties at the burnt and control sites. The results showed that in the burnt areas compared with control areas, saturation hydraulic conductivity and basic water infiltration decreased significantly in 1, 2 and 3 years after fire. Also, the soil organic matter and mean weight diameter of aggregates (MWD) in surface layer reduced significantly in 1 and 2 years after fire. Particulate organic matter (POM) significantly decreased in surface layer of the burnt areas compared with the control areas, while their differences were not significant in sub-surface layer. Furthermore, soil water dispersible clay (WDC) and bulk density increased significantly in surface layer of all burnt areas compared with control areas. The study results showed that fire had immediate and direct impact on soil physical properties and organic matter and therefore reduced the soil quality of rangelands.

    Keywords: Fire, Soil quality, Semi, steppe rangeland, Water infiltration
  • E. Khazaei, M. Zakerinia, H. Dehghani Sanij, A. Hezarjeribi, M. Hesam Pages 143-159
    Non-Optimal use of irrigation water, limited water resources and growing need for more food require the application of modern management techniques to save water and increase water use efficiency. This is possible only with accurate estimation of crop water requirement and timely irrigation. In this study, the differences between water use efficiency, value and yield specifications in two irrigation treatments was compared. Irrigation treatments were: irrigation based on evapotranspiration calculated by real time climatic data of the field and irrigation based upon evapotranspiration calculated by mean meteorological data of the non-reference station (Saveh city). The results showed that in the control, field 5383 m3/h water were used and the yield was 38.58 Ton/ha. Therefore, water application efficiency was 7.16 kg/m3. In the other field, these amounts were 6310.2 m3/h, 30.2 ton/ha and 4.78 kg/m3 respectively. The results of the variance showed a significant difference between the diameter of the corn and number of grains, at 5%. There were also no significant difference between the other yield properties in the field. Therefore with automated irrigation management in the field and estimation of the actual water plant requirement, in additional to reducing water use and increasing water use efficiency, not only there were no significant change in yield properties but also in some cases there was increase in quality.
    Keywords: Online meteorological station, Center pivot irrigation
  • P. Emami, E. Dordipour, A.M. Daryashenas Pages 161-177
    The sufficient amounts of essential nutrients should be supplied for plants normal growth if the soil cannot provide them. For this purpose, it is necessary to find appropriate measurement method for determining the rate of nutrient deficiency. DRIS is an efficient method due to problems of nutrients concentration critical level and sufficiency limit methods, variations of these limits in different plant cultivars and climatic conditions, and dependence of results to sampling time. Thus, an experiment has been conducted in 61 peach orchards of Golestan province for two years (1388-1390). The orchards were divided into high and low yielding populations according to DRIS method (on the yield basis of 30 kg/tree); then, all expression forms, their variances in the two populations and variance ratios of the low (SB) to high (SA) yielding populations were determined. DRIS-derived sufficiency ranges originated from high yielding populations and taking into account variance ratios (SB/SA), which were 2.46, 0.24, 2.29, 2.03 and 0.56% for N, P, K, Ca and Mg and 132.7, 32.5, 14.5 and 42.9 mg/kg for Fe, Mn, Cu and Zn, respectively. The DRIS indices for the 9 nutrients were calculated in the low yielding populations using DRIS calibration formulas and Nutrient Balance Index (NBI) was determined for each of these orchards. Results indicated that the average order of nutrients requirement in the low yielding orchards is as following: Ca>P>Mg=Mn>K>Fe>Cu=Zn>N.
  • H. Zarin, A.R. Moghaddamnia, J. Nam Dorost, A. Mosaedi Pages 195-208
    Hydrological models are one of the currently used techniques for simulating runoff produced from rainfall. These models by simulatation of rainfall-runoff process, are able to estimate runoff values in ungauged cachments without spending high cost and long time. AWBM rainfall-runoff model developed by Boughton in 1993, can calculate runoff based on hourly and daily rainfall. Daily and hourly results obtained from the modelling are used in flood mangement and planning, respectivly. This model includes set of surface storage parameters (C1, C2, C3), partial area parameters (A1, A2, A3), and using daily rainfalls and discharges, monthly runoffs and evaporations. In this study, in order to evaluate the model performance, six sub-catchments located in the south of Sistan and Balochestan province were chosen under a case study. The analysis was carried out by the available data from these sub-catchment including Bah in Sistan and Balochstan Province. Daily rainfall data by using TPSS method were converted to regional data and daily diacharge to specific discharge in mm. Finally, accurancy and efficiency of the AWBM model in simulating runoff evaluated by efficiency was and determination cofficients. The results show the model can simulate runoff reasonably in all sub-catchments under study and other ungauged catchments, and also can be used as a useful tool for research and modelling hydrological process of rainfall-runoff in catchments located in arid and semi-arid regions.
    Keywords: Rainfall, Runoff, Simulation, Catchment, AWBM model, Sistan, Baluchestan Province
  • M. Mohammadi Alvar, A. Sadoddin, H. Barani, M.R. Mahboobi Pages 209-219
    Community acceptance prediction of management actions is an important component of watershed assessment to achieve integrated watershed management. The focus of this research has been the prediction of the community attitude towards vegetation-based management scenarios targeting flooding and soil erosion issues in the Chel-chai watershed. The Chel-chai watershed with an approximate area of 25680 ha and with rural population of 14048 inhabitants is located in Golestan Province and is a tributary of the Gorgan-Rud River basin. Four vegetation-based actions and 16 possible management scenarios have been developed. A social survey by completing a constructed questionnaire was conducted to predict the community acceptance of the management scenarios in the watershed. In the social survey, on the basis of the Cochran equation, 139 stakeholders inhibited in different parts of the watershed were consulted as a proportional sample of the watershed community to predict the acceptance level of the management scenarios among the community. To this end, the Binomial probability distribution was used. Social survey participants were enquired about their intention to implement the vegetation-based scenarios in the 5 years ahead (starting from 2009). In this research four levels of acceptance (no acceptance, low, moderate, and high acceptance) were considered. The analysis revealed that from farmers point of view, Scenario 2 (terracing), Scenario 4 (orchard development), Scenario 5 (agro-forestry), Scenario 9 (tree plantation and orchard development) and Scenario 15 (tree plantation, orchard development, and agro-forestry) have a better performance from social acceptance perspective among the 16 scenarios. In contrast, Scenario one (the current situation) is characterized with the lowest acceptance level. This approach is useful in choosing management scenarios and exploring the probable outcomes arising from implementing the scenarios necessary for decision making.
  • N. Dehghani, M. Vafakhah Pages 221-230

    The accurate estimation of sediments transported by rivers is very important in many water resource management projects. Due to nonlinear behavior of hydrologic variables, application of classic methods e.g. sediment rating curve (SRC) does not have adequate precision. Therefore, intelligent methods can be applied as an efficient tool in hydrologic parameters modeling. In this study, artificial neural networks (ANNs) such as multilayer perceptron (MLP) and radial basis function (RBF) and different SRC methods including annually, hydrologic similar, high and low flows, clusters average limit, classification of discharges, hydrograph condition and seasonal classification were carried out for daily suspended sediment load estimation in Ghazaghli station, located in Gorganroud watershed. For this reason, the measured daily suspended sediment load data during the period of 1982 to 1985 were used. Three years of data were used for training sets and 1 year for testing sets. The results show that, the classic discharge method and MLP which is used current streamflow, antecedent streamflow and two days of antecedent streamflow as input parameters are the best models among the various selected models. The results also show that the accuracy of neural networks methods is more than the SRC methods.

    Keywords: Sediment rating curve, Artificial neural networks, Daily suspended sediment load, Ghazaghli station, Gorganroud watershed
  • H. Arvanaghi, A. Hosseinzadeh Dalir, D. Farsadizadeh, A. Fakheri Fard, P. Eghbali Pages 231-240

    Local scour around bridge pier is one of the most important destruction factors of bridges. Many researchers have investigated scour around bridge pier; however, there is still not available single solution for this issue due to complexity of the problem and multiplicity of the effective factors. Different methods have been proposed to prevent or reduce scouring around bridge piers such as Riprap, collar, slot, submerge sheet and so on. According to researches, installing a collar around the base to delay the onset of scour in some cases significantly reduced the depth of scour around the base. In this study, by using the rectangular collar around the cylindrical pier, the effect of the collar thickness on scour reduction around bridge pier was investigated. The results of the experiments showed with installation of the collar not only velocity of scour is reduced but the depth of scour hole around the pier especially in downstream of the pier is also decreased. Also, with increasing collar thickness, the performance of the collar is reduced. Based on the results, the collar thickness was equal to 5 percent of the pier diameter and less than that had negligible reduction in the performance of the collar. However, the performance of the collar decreased when the collar thickness was more than 5 percent. Therefore, the appropriate thickness of the collar is proposed 5 percent of the pier diameter.

    Keywords: Clear water, Scouring, Bridge pier, Shear stress, žCollar thickness
  • M. Boroghani, S.Kh. Mirnia, J. Vahhabi Pages 241-248
    Flooding phenomena accounts as a serious problem that affects most of watersheds so that the control of this catastrophic phenomena requires reduction of runoff and increasing soil infiltration. Nanotechnology is one of the newest technologies that because of its high potential and unique characteristics, it has extensive applications in all of aspects of science such as natural resources and soil conservation. This study has been done in order to assess the effects of different percentages of Nanozeolite (0.2, 0.4, and 0.6 gram per square meter) on marl soils in several slope degrees (7, 9 and 14 degree) using FEL3 rainfall simulator. The plot was used in this study had 0.5 meter in width, 1 meter in length and 0.4 meter in height. In each of plots 0.3 meter of height was dedicated for draining and the plots were filled with 0.1 meter of marl soil. After adding Nanozeolite to the soil surface, the samples were influenced by 90 millimeters per hour rainfall intensity during 30 minutes. Results showed that all of the Nanozeolite levels (0, 0.2, 0.4 and 0.6) in the three slope angle (7, 9 and 14 degrees) had not significant differences in decreasing runoff in comparison with control treatment.
    Keywords: FEL3 rainfall simulator, Runoff generation, Experimental plots, Nanozeolite, Marly soil