فهرست مطالب

آب و خاک - سال بیست و هفتم شماره 2 (پیاپی 28، خرداد و تیر 1392)

نشریه آب و خاک
سال بیست و هفتم شماره 2 (پیاپی 28، خرداد و تیر 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/05/01
  • تعداد عناوین: 19
|
  • سپیده سعیدی، امیر فتوت، امیر لکزیان صفحات 257-265
    تجزیه زیستی نرمال - هگزادکان به وسیله باکتری ها به عنوان یکی از روش های مهم زیست پالایی مطرح می باشد. هدف از این مطالعه بررسی تجزیه زیستی نرمال - هگزادکان با سطح آلودگی 2500 میلی گرم بر کیلوگرم بوسیله باکتری های سودوموناس آئروژینوزا (Pseudomonas aeruginosa)، پوتیدا (Pseudomonas putida) و باکتری های بومی مناطق آلوده در حضور منبع غذایی N:P:K (شامل سه نوع کود اوره با 46% نیتروژن، فسفات آمونیوم با 21% نیتروژن و 46% فسفر و سولفات پتاسیم با 40% پتاسیم) در شرایط آزمایشگاهی بوده است. آزمایش به صورت طرح آماری فاکتوریل در قالب کاملا تصادفی (چند مشاهده ای) با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل شش سطح باکتری (سودوموناس آئروژینوزا (PA) و پوتیدا (PP)، سه جدایه از مناطق آلوده اهواز (IA)، سرخس (IS) و تهران (IT) و بدون باکتری)، دو سطح کود شیمیایی (صفر و دو تن در هکتار) دو محیط خاکی (استریل (SS) و غیراستریل (NS)) و دو بازه زمانی (30 و 60 روز) بود. سپس در نمونه های مورد مطالعه میزان کربن آلی کل (TOC) خاک بعنوان شاخص تجزیه نرمال - هگزادکان اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده از آزمایش نشان داد که تجزیه نرمال - هگزادکان در خاک های غیراستریل بیشتر از خاک های استریل بود. بیشترین میزان تجزیه نرمال - هگزادکان توسط جدایه سرخس صورت گرفت و میزان تجزیه توسط این جدایه در حضور ماده غذایی به 45% رسید در حالیکه میزان تجزیه در عدم حضور ماده غذایی کمتر بود (تقریبا یک سوم). بررسی ها نشان داد که با افزایش زمان، میزان تجزیه نرمال - هگزادکان در بین جدایه های باکتری افزایش معنی داری داشت. میزان تجزیه نرمال - هگزادکان در حضور تیمار کودی NPK پس از 60 روز، 4 برابر تیمار بدون کود بود.
    کلیدواژگان: باکتری های سودوموناس، تجزیه زیستی، نرمال هگزادکان
  • مریم یوسفی فرد، شمس الله ایوبی، احمد جلالیان صفحات 266-281
    این مطالعه جهت بررسی شاخص های هوادیدگی شیمیایی متفاوت و همچنین ارزیابی شدت هوادیدگی خاکرخ های توسعه یافته روی سنگ های آذرین بیرونی (هورنبلند آندزیت، پیروکسن آندزیت و داسیت) و درونی (آلکالی گرانیت، گرانودیوریت، منزودیوریت، سینیت و پیروکسن دیوریت) در شمال غرب ایران انجام گردید. خاکرخ ها به روش استاندارد تشریح و نمونه های خاک و سنگ مادری جهت انجام آزمایشات فیزیکی و شیمیایی متفاوت برداشت شدند. غلظت کل عناصر اصلی با دستگاه ICP-OES و عناصر کمیاب Zr، V و Y با دستگاه ICP-MS تعیین شد. ضرایب همبستگی بالا و معنی داری بین شاخص های هوادیدگی شیمیایی Ba، B/A، B/R، CIA، CIW، PIA، PWI و WR با خصوصیات خاک (درصد رس، آهن پدوژنیک و جرم مخصوص ظاهری) مشاهده گردید. از بین شاخص های هوادیدگی شیمیایی متفاوت، شاخص هائی که نسبتی از گروهی از اکسیدهای متحرک به یک یا چند اکسید نامتحرک می باشند، جهت برآورد شدت هوادیدگی خاک های توسعه یافته روی سنگ های آذرین در این منطقه نیمه خشک مناسب می باشند. منحنی های مثلثی MFW و A-CN-K بیانگر تکامل و شدت هوادیدگی بیشتر خاک های توسعه یافته روی سنگ های آذرین بیرونی (هورنبلند آندزیت< پیروکسن آندزیت< داسیت) در مقایسه با سنگ های آذرین درونی (با شدت هوادیدگی تقریبا مشابه و در مرحله ابتدایی هوادیدگی) می باشند. از بین هشت شاخص هوادیدگی شیمیایی که دارای ضرایب همبستگی بالا با خصوصیات خاک بودند دو شاخص CIA و Ba شدت هوادیدگی را مانند منحنی MFW پیش بینی کردند. به نظر می رسد که این دو شاخص بعد از شاخص W (یا منحنی MFW) مناسبترین شاخص های هوادیدگی شیمیایی برای ارزیابی شدت هوادیدگی در مناطق نیمه خشک می باشند. در فرمول این دو شاخص از عناصر متحرک Ca، Na و K به عنوان عناصر متحرک استفاده شده است، که این عناصر در ساختار فلدسپارها (کانی غالب در پوسته زمین) حضور دارند.
    کلیدواژگان: هوادیدگی شیمیایی، شاخص های هوادیدگی، شدت هوادیدگی، سنگ های آذرین
  • خداکرم سلیمی فرد، خدیجه مصطفایی دولت آباد صفحات 282-291
    در این تحقیق برای مدیریت منابع آب، از روش برنامه ریزی آرمانی تصادفی استفاده می شود. این روش یک مدل چند معیاری پشتیبانی تصمیم گیری است و در شرایط عدم اطمینان پاسخ های رضایت بخشی را تولید می نماید. در این مقاله رضایت بهره برداران و نیز پیامدهای زیست محیطی بهره برداری از منابع آب بررسی می شود. همچنین، با تجزیه و تحلیل حساسیت، اثر تغییر در پارامترها بر روی خروجی مدل بررسی می گردد. مدل برنامه ریزی آرمانی تصادفی برای مدیریت منابع آب دشت بوشکان در سال 1388 بکار گرفته شد. یافته ها نشان می دهد که این مدل می تواند، هدف های چندگانه را مد نظر قرار دهد. افزون بر این، با تعریف پارامترهای ریسک، تصمیم گیرنده می تواند سناریوهای گوناگونی از مقدار پارامترها را بررسی نماید.
    کلیدواژگان: مدیریت منابع آب، برنامه ریزی آرمانی تصادفی، شرایط عدم اطمینان
  • عباس خاشعی سیوکی، بیژن قهرمان، مهدی کوچک زاده صفحات 292-303
    دشت نیشابور دراستان خراسان رضوی با شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک و با تکیه بر منابع آبی زیرزمینی یکی از قطب های مهم تولیدات زراعی کشور محسوب می شود. در این تحقیق با استفاده از مدل بیلان آب زیرزمینی معادلات مورد نیاز جهت تخمین نوسانات سطح آب تعیین شد. در ادامه بعلت تعدد متغیرهای تابع هدف در بهینه سازی مصرف آب، با استفاده از روش های فرا کاوشی و هوشمند PSO که نیاز به محاسبات کمتر و کارآیی بیشتر نسبت به دیگر روش ها دارند الگو و تراکم کشت بهینه محصولات زراعی منطقه مطالعاتی تعیین شد. نتایج مدل بر مبنای یک سال نرمال (سال 1387) نشان داد که می توان با کاهش 30 درصدی سطح زیر کشت اغلب محصولات بهاره و افزایش 30 درصدی سطح زیر کشت گندم و جو و کلزا بیشترین درآمد را از آب استحصالی از آبخوان کسب نمود. در بین محصولات بهاره ذرت و گوجه فرنگی نسبت به دیگر محصولات بهاره بیشترین سهم را در افزایش سطح داشت. نتایج نشان داد که با افزایش 20591 هکتار به محصولات پاییزه و کاهش 10970 هکتار از محصولات بهاره می توان 7500 هزار ریال بطور متوسط در هرهکتار درآمد بیشتری بدست آورد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، دشت نیشابور، PSO، الگو، تراکم کشت
  • سحر خزاعی، حسین انصاری، بیژن قهرمان، علی نقی ضیایی صفحات 304-312
    با افزایش جمعیت و کمبود آب شیرین برای آبیاری، یکی از راهکار های ممکن استفاده از آب های غیرمتعارف (آب های شور و سدیمی) می باشد. برای استفاده از این آب ها باید ملاحظات و مطالعات خاصی در نظر گرفته شود. از آنجایی که بیشتر فرایند های مربوط به آب و خاک در مزرعه در وضعیت غیراشباع صورت می گیرد و نیز مطالعات کمتری در این مورد نسبت به وضعبت اشباع وجود دارد، در این پژوهش هدف، بررسی تاثیرشوری و سدیم آب بر پخشیدگی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع است. دو بافت لومی و شنی، دو سطح 5 و20 برای SAR و دو سطح 4 و 12 دسی زیمنس بر متر برای EC و آب معمولی با شوری بسیار کم برای این منظور به کار برده شد. از نمک هایNaCl، CaCl2و MgCl2با نسبت 2:1Ca:Mg=برای تهیه تیمار ها استفاده شد. پخشیدگی از روش جریان خروجی تک گامی در مکش 15 بار اندازه گیری شد. مقادیر هدایت هیدورلیکی غیراشباع با استفاده از مقادیر پخشیدگی و شیب منحنی رطوبتی محاسبه شد. در هر دو خاک با افزایش SARو کاهش EC، پخشیدگی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک کاهش یافته و این کاهش در رطوبت های کمتر، بیشتر مشاهده شد. خاک شنی کمتر از خاک لومی تحت تاثیر قرار گرفت. در مقایسه تیمارهایی که کمترین و بیشترین مقدار پراکندگی را در خاک ایجاد می کنند، مقادیر پخشیدگی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع در خاک لومی حدود 100% کاهش داشته است و برای خاک شنی در رطوبت های کم، مقادیر پخشیدگی حدود 91% و هدایت هیدرولیکی غیراشباع حدود 99% کاهش داشته است.
    کلیدواژگان: روش جریان خروجی تک گامی، شیب منحنی مشخصه رطوبتی، کیفیت آب
  • فریبرز عباسی صفحات 313-327
    حرکت آب در خاک های غیراشباع معمولا توسط پدیده پس ماند رطوبتی تحت تاثیر قرار می گیرد. اما اغلب در توصیف انتقال آب و املاح، از این پدیده صرف نظر می شود. هدف از این تحقیق، تخمین پس ماند رطوبتی در مقیاس لایسیمتری در دو خاک لوم سیلتی و لوم شنی و مقایسه مدل تجربی اسکات و مدل مفهومی معلم بود. سه لایسیمتر خاک دست نخورده (با قطر حدود 80 سانتی متر و ارتفاع 105 سانتی متر) از هر کدام از خاک-های مورد مطالعه تهیه و حرکت آب در خاک برای شرایط مرزی مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. هر یک از لایسیمترها به وسایل اندازه گیری مختلف برای اندازه گیری رطوبت خاک، مکش ماتریک و شدت جریان خروجی مجهز شدند. در هریک از لایسیمترها، 4 آزمایش پیوسته جریان غیراشباع آب در خاک انجام شد. ویژگی های هیدرولیکی خاک با و بدون لحاظ پس ماند رطوبتی به روش معکوس توسط مدل WAVE و الگوریتم جستجوی مختصات چندگانه عمومی (GMCS-NMS) تعیین شدند. پس ماند رطوبتی با استفاده از مدل تجربی اسکات و مدل مفهومی معلم نیز مدل سازی شد. نتایج اندازه گیری شده و مدل سازی های عددی حاکی از وقوع پس ماند رطوبتی در هر دو خاک بود. تاثیر پس ماند رطوبتی در خاک-های مورد مطالعه بر مولفه های مختلف حرکت آب در خاک (مکش ماتریک، رطوبت خاک و شدت جریان) متفاوت بود. منحنی مشخصه رطوبتی، مکش ماتریک و رطوبت خاک به شدت در دو خاک مورد مطالعه تحت تاثیر پس ماند رطوبتی قرار گرفتند. ولی شدت جریان خروجی در هر دو خاک نسبت به پس ماند رطوبتی حساسیت کمتری داشت. در مجموع، مدل تجربی اسکات بهتر از مدل مفهومی معلم در مطالعه پس ماند رطوبتی در دو خاک مورد آزمایش موفق بود.
    کلیدواژگان: پس ماند رطوبتی، مدل سازی معکوس، مدل اسکات، مدل معلم، مدل WAVE
  • آرتمیس معتمدی، حسین افضلی مهر صفحات 328-341
    در این تحقیق ساختار جریان بر روی تلماسه های شنی با اندازه گیری های آزمایشگاهی در یک فلوم 12متری مستقر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه فنی گراتس اتریش، بر روی 4 نوع تلماسه دو بعدی به طول موج 1متر و عرض فلوم مورد استفاده، زاویه وجه پایین دست 8 و 38 درجه و ارتفاع های 4، 6 و 8 سانتی متر تشکیل شده از ذرات 2/13 و 8/5 میلی متر مورد بررسی قرار گرفتند. اندازه گیری داده های سرعت و آشفتگی جریان توسط دستگاه ADV با فرکانس Hz200 و PIV انجام شده و در نهایت نتایج حاصل از پروفیل های برداشتی با نرم افزار هیدرولیکی سیم مقایسه و تحلیل شدند. نتایج 28 سری آزمایش انجام شده در شرایط گوناگون هیدرولیکی شامل دو دبی جریان (30 و 60 لیتر بر ثانیه) و دو عمق متفاوت جریان (7/31 و 5/19 سانتی متر) نشان می دهد که افزایش پارامترهایی نظیر ارتفاع تلماسه، سرعت جریان، قطر ذرات تلماسه و کاهش عمق جریان سبب افزایش طول ناحیه جدایی جریان می شود، هرچند برای زاویه وجه پایین دست 8 درجه پدیده جدایی جریان قابل مشاهده نیست. بررسی ها همچنین نشان می دهند که در برخی شرایط هیدرولیکی در تلماسه نوع 4 (ارتفاع 4 سانتی متر و زاویه 38 درجه)، ADV قادر به اندازه گیری سرعت-های منفی در محل اتصال دو تلماسه نیست، هرچند PIV و نتایج حاصل از شبیه سازی عددی توسط مدل سیم، ناحیه جدایی جریان را نشان می-دهد.
    کلیدواژگان: ابعاد تلماسه شنی، ساختار جریان، ناحیه جدایی، مدل هیدرولیکی سیم، PIV
  • کیوان خلیلی، احمد فاخری فرد، یعقوب دین پژوه، فرشاد احمدی، جواد بهمنش صفحات 342-350
    استفاده از مدلهای سری زمانی یکی از راه های کاربردی در شبیه سازی و پیش بینی داده های هیدرولوژیکی است. یکی از نقاط ضعف مدل-های سری زمانی در پیش بینی داده های هیدرولوژیکی، نحوه تولید داده های تصادفی است. به طوریکه داده های تولیدی نیز با تغییر سری تصادفی، تغییر خواهند کرد. این تحقیق با الگوی غیرخطی ARCH بخش تصادفی مدل سری زمانی مختص آن رودخانه را مدل سازی می کند. سپس سری تصادفی تولید می شود. مدل تلفیقی پیشنهادی BL-ARCH برای پیش بینی جریان رودخانه، با تلفیق مدل ARCH و مدل غیرخطی BL ارائه گردیده است. داده های روزانه 31 ساله دبی رودخانه شهرچای ارومیه واقع در غرب دریاچه ارومیه و استان آذربایجان غربی، برای پیش بینی 11 ساله جریان رودخانه استفاده شده است. نتایج حاصل نشان داد که مدل تلفیقی پیشنهادی با خطای 52/4، نسبت به مدل دوخطی با خطای77/6 برازش بهتری نسبت به مدل دوخطی دارد. این مدل می تواند در پیش بینی جریان های کوتاه مدت رودخانه به ویژه جریان های روزانه به کارگرفته شود.
    کلیدواژگان: سری تصادفی، الگوی دوخطی، الگوی تلفیقی BL، ARCH، پیش بینی جریان روزانه
  • نسرین قربان زاده، امیر لکزیان*، غلامحسین حق نیا، علیرضا کریمی صفحات 351-362

    کاهش زیستی یک فرایند مهم است که بر بسیاری از ویژگی های کانی های آهن دار و چرخه بیوژئوشیمیایی آهن در اکوسیستم های طبیعی تاثیر دارد. اکسی هیدروکسیدها و فیلوسیلیکاتهای آهن دار دو منبع عمده آهن در خاکها، سنگها و ته نشستها بوده که توانایی کاهش زیستی را در طول زمان دارا می باشند. در این مطالعه به بررسی و مقایسه فرایند کاهش زیستی در دو منبع عمده آهن (اکسیدها و فیلوسیلیکاتها) در حضور باکتریShewanella sp. پرداخته شد. به این منظور آزمایشی با شانزده تیمار شامل کاهش زیستی گئوتیت، هماتیت و دو نوع نانترونیت با و بدون ناقل الکترون (AQS) و تیمارهای شاهد (شامل تیمارهای فوق بدون باکتری) با سه تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی انجام گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که کاهش زیستی در حضور AQS در کانی های گئوتیت، هماتیت و دو نوع نانترونیت افزایش یافت. درصد کاهش زیستی در حضور AQS به ترتیب در (NAu-2)، (NAu-1)، هماتیت و گئوتیت به 21، 9، 3 و 7/8 درصد رسید. این نتایج حاکی از آن بود که زمانی که اکسیدهای آهن (گئوتیت و هماتیت) و سیلیکاتهای آهن دار شکل غالب آهن فریک قابل دسترس در خاکها و ته نشستهای زیرسطحی هستند، باکتری Shewanella sp. قادر به بقاء و تولید مقادیر چشمگیری از آهن دو می باشد. نتایج همچنین نشان داد که در شرایط یکسان کاهش زیستی (غلظت گیرنده و دهنده الکترون و تعداد مساوی سلول باکتری) اندازه و سطح ویژه کانی نقش کلیدی در راندمان کاهش زیستی بازی می کنند.

    کلیدواژگان: کاهش زیستی، آهن دو، Shewanella sp
  • سید احسان باقری، حسین افضلی مهر، الهام فاضل نجف آبادی صفحات 363-372
    مطالعه رودخانه های نواحی کوهستانی اخیرا مورد توجه محققین علم هیدرولیک قرار گرفته است (1 و 21). برآورد مقاومت جریان از کلیدی ترین پارامترهای طراحی و کاربرد مدل های هیدرولیکی است ولی اندازه گیری سرعت جریان و محاسبه سرعت برشی به منظور تخمین مقاومت جریان بسیار دشوار و زمان بر می باشد. به همین دلیل در این مطالعه از یک روش ساده برای برآورد سرعت برشی استفاده شد و بر اساس آن مقاومت جریان در یک رودخانه کوهستانی محاسبه گردید. در این راستا 10 مقطع عرضی با بستر قلوه سنگی رودخانه بهشت آباد که در نواحی کوهستانی مرکزی ایران واقع شده است مورد مطالعه قرار گرفت. توزیع نیمرخ سرعت در بستر قلوه سنگی و همچنین دقت روش دو نقطه در برآورد سرعت متوسط و سرعت برشی بررسی و مقادیر تابع مقاومت جریان با استفاده از این دو پارامتر محاسبه گردید. به منظور مقایسه نتایج حاصل از روش دو نقطه، مقادیر سرعت متوسط با استفاده از تمام نقاط نیمرخ سرعت و نیز مقادیر سرعت برشی با کاربرد روش سهمی و مشخصات لایه مرزی محاسبه شدند و بر اساس این مقادیر، تابع مقاومت جریان برای هر نیمرخ سرعت محاسبه گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که نیمرخ های سرعت برداشت شده از توزیع S شکل و توزیع لگاریتمی پیروی می کنند. همچنین دقت مقادیر سرعت متوسط و سرعت برشی محاسبه شده با روش دو نقطه ای و تابع مقاومت جریان حاصل از آنها به ترتیب 6/94، 6/85 و 84 درصد می باشد. بر این اساس مقادیر سرعت متوسط و سرعت برشی حاصل از این روش می تواند با دقت مناسبی مورد استفاده قرار گرفته و در سایر مناطق کوهستانی کشور به کار رود.
    کلیدواژگان: توزیع نیمرخ سرعت، روش سهمی، مشخصات لایه مرزی، رودخانه بهشت آباد، مقاومت جریان
  • فاطمه سادات حضیرئی، محمد زارع ارنانی صفحات 373-380
    جابه جایی تپه های ماسه ای از فرآیندهای بحرانی بیابان زایی است. یکی از شیوه های کنترل ماسه های روان، مالچ پاشی بر سطح آن ها است. تخریب محیط زیست به وسیله ی مالچ های نفتی و همچنین هزینه های زیاد استفاده از این نوع مالچ ها، باعث فعال شدن مراکز علمی و پژوهشی کشور در زمینه ی تحقیق بر روی تغییر در نوع و شیوه های مالچ پاشی گردیده است. در این راستا، در تحقیق حاضر از مالچ های طبیعی با ترکیب رس و آهک به عنوان تثبیت کننده ماسه های روان استفاده شد. به منظور آماده سازی بستر تیمارها از ماسه های بادی دشت یزد - اردکان و از خاک دشت رسی اطراف میبد (به عنوان مالچ) استفاده گردید. تیمارهای آزمایشی با نسبت های مختلف رس وآهک به اضافه یک لیتر آب آماده شد. سپس بر روی ماسه بادی داخل سینی های مخصوص دستگاه سنجش فرسایش بادی یا تونل باد به ابعاد 100× 30 × 4 سانتیمتر تیمارهای مالچ رس - آهک پاشیده شد. این تحقیق در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. سایر عوامل مانند ضخامت، مقاومت فشاری، مقاومت به ضربه و مقاومت سایشی سله های ایجاد شده و همچنین فرسایش پذیری تیمارها اندازه گیری شد. داده ها با نرم افزار SPSS مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت رس، شاخص های مقاومت فشاری، مقاومت به ضربه و سایش به طور نسبی افزایش می یابد. ولی از بین تیمارها، نسبت 200 گرم رس و 10 گرم آهک در یک لیتر آب در مالچ ترکیبی رسی- آهکی می تواند به عنوان مناسب ترین تیمار به منظور تثبیت موقت ماسه های روان تا زمان استقرار نهال ها توصیه گردد.
    کلیدواژگان: تپه های ماسه ای، تثبیت ماسه های روان، مواد طبیعی، مالچ رسی، آهکی
  • جابر سلطانی، علیرضا مقدم نیا، جمشید پیری، جواد میرمرادزهی صفحات 381-393
    امروزه تخمین صحیح تبخیر به عنوان یکی از عناصر مهم چرخه هیدرولوژی، نقش مهمی را در توسعه پایدار و مدیریت بهینه منابع آب کشورهای مواجه با بحران آب می تواند ایفاء کند. تاکنون روش ها و فرمول های تجربی فراوانی در زمینه برآورد فرایند غیر خطی و پیچیده تبخیر روزانه از تشت ارائه شده که با عدم قطعیت می باشد و از دقت بالایی برخوردار نبوده و همچنین دسترسی به تمام پارامترهای ورودی آنها مشکل و یا اندازه گیری آنها محتاج صرف هزینه و زمان زیادی می باشند. در این تحقیق کارایی دو مدل غیر خطی NN-ARX و ANFIS جهت برآورد تبخیر روزانه از تشت در شرایط اقلیمی خشک و گرم (ایرانشهر)، خشک و گرم ساحلی (چابهار) و اقلیم نیمه خشک و معتدل گرم (سراوان) مورد ارزیابی قرار گرفته است. از بین پنج پارامتر ورودی شامل سرعت باد، درجه حرارت، رطوبت نسبی، فشار و ساعات آفتابی در دوره 5 ساله از ابتدای مهر 1384 تا انتهای اسفند 1389، بهترین ترکیب ورودی مدل با استفاده از الگوریتم ژنتیک آزمون گاما (GA-GT) برای هر یک از ایستگاه های سینوپتیک واقع در این مناطق انتخاب گردید. سپس با استفاده از مدل های NN-ARX و ANFIS، تبخیرروزانهازتشت برآورد شد. با بکارگیری معیارهای آماری شامل R2، RMSEو MAE، کارایی مدل ANFIS با 3 تابع عضویت نوع گوسی و مدلNN-ARX برای هر یک از ایستگاه های سینوپتیک منتخب ارزیابی گردید. نتایج حاصله نشان می دهد که دقت مدل ANFIS نسبت به مدل NN-ARX در برآورد تبخیر روزانه از تشت در شرایط اقلیمی خشک و گرم بلوچستان مورد بررسی بیشتر است.
    کلیدواژگان: تبخیر از تشت، شبکه های عصبی مصنوعی، شبکه های عصبی فازی، الگوریتم ژنتیک، آزمون گاما، اقلیم خشک و گرم
  • سلمان نعیمی مرندی، شمس الله ایوبی، حسین خادمی صفحات 394-405
    آلودگی خاک به فلزات سنگین ناشی از فرآیند تولید در کارخانجات ذوب فلز به دلیل ارتباط نزدیک با سلامت جوامع انسانی از اهمیت خاصی برخوردار است. با توجه به اهمیت استان اصفهان از نظر فعالیت های صنعتی و کشاورزی، این پژوهش با هدف ارزیابی روند آلودگی عمقی و سطحی خاک های اطراف ذوب آهن به فلزات سرب و نیکل صورت گرفت. در این تحقیق 202 پروفیل براساس یک شبکه بندی منظم حفر گردید و در مجموع 500 نمونه خاک از اعماق 30-0، 90-60 و 120-150 سانتی متری برداشته شد. پس از آماده سازی نمونه ها مقدار کل فلزات در نمونه ها با استفاده از اسید نیتریک 4 نرمال استخراج و با دستگاه جذب اتمی اندازه گیری گردید. جهت بررسی تغییرات عمقی، بین اعماق مورد بررسی مقایسه میانگین صورت گرفت و به منظور بررسی تغییرات سطحی، تغییرنمای همه جهته فاکتور آلودگی فلزات مورد بررسی قرار گرفت و سپس الگوی مناسب بر آن ها برازش داده شد. در نهایت به وسیله کریجینگ معمولی نقشه پراکنش مکانی فاکتور آلودگی فلزات مورد مطالعه ترسیم گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که غلظت سرب در خاک های سطحی عمدتا به وسیله فعالیت های انسانی در منطقه کنترل می شود در حالی که غلظت نیکل عمدتا تحت تاثیرماده مادری است. همچنین با توجه به فاکتور آلودگی نیکل و سرب، منطقه مورد بررسی از نظر آلودگی به نیکل دارای شدت آلودگی کم و از نظر آلودگی به سرب، منطقه مورد بررسی دارای شدت آلوگی بیشتری می باشد.
    کلیدواژگان: فلزات سنگین، فاکتور آلودگی، ذوب آهن، تغییرات مکانی، زمین آمار
  • یاسر عظیم زاده، حسین شریعتمداری صفحات 406-414
    گیاه پالایی یکی از کم هزینه ترین روش های پالایش خاک های آلوده به فلزات سنگین می باشد. هدف این مطالعه بررسی توان گیاه پالایی دو گیاه ذرت و کلزا تحت سیستم کشت منفرد و مخلوط بود. بدین منظور آزمایشی گلخانه ای به صورت کشت گلدانی بر روی یک خاک آهکی آلوده به سرب و روی انجام شد. تیمارها شامل کشت منفرد ذرت، کشت منفرد کلزا و کشت مخلوط (ذرت و کلزا) بودند. نتایج نشان داد فعالیت ریشه گیاه با کاهش pH و افزایش کربن آلی محلول خاک، زیست فراهمی فلزات سرب، روی، مس و نیکل را افزایش داد. جذب فلزات سرب، روی، مس و نیکل در ریشه کشت مخلوط کمتر از ریشه ذرت و بیشتر از ریشه کلزا بود. جذب روی و نیکل توسط شاخساره کلزا و کشت مخلوط بیشتر از ذرت بود. همچنین نتایج مربوط به جذب فلزات در کل زیست توده (جمع ریشه و شاخساره) نشان داد جذب مس و نیکل در زیست توده کشت مخلوط کمتر از ذرت و بیشتر از کلزا بود در حالی که جذب سرب و روی در زیست توده ذرت و کشت مخلوط بیشتر از کلزا بدست آمد. همچنین کشت مخلوط باعث افزایش عملکرد ذرت و کلزا نسبت به کشت منفرد شد. بنابراین به نظر می رسد استفاده از سیستم کشت مخلوط می تواند فلزات روی و نیکل را بیشتر از ذرت منفرد و مس را بیشتر از کلزای منفرد استخراج کند.
    کلیدواژگان: گیاه پالایی، فلزات سنگین، کشت مخلوط، کلزا، ذرت
  • نعمت الله صداقت، همت الله پیردشتی، رضا اسدی، سید یوسف موسوی طغانی صفحات 415-421
    به منظور ارزیابی مدیریت های مختلف آبیاری در برنج از نظر عملکرد شلتوک و اجزای عملکرد، آزمایشی در موسسه تحقیقات برنج (مازندران- آمل) در سال 1390 به اجرا در آمد. این تحقیق به صورت فاکتوریل با سه تکرار و دو فاکتور اجرا گردید. تیمارها شامل مدیریت های مختلف آبیاری: تناوب خشکی و رطوبت (AWD)، کشت نیمه خشک (SDC)، ترکیب آب کم عمق با تناوب خشکی و رطوبت (SWD)، روش سنتی یا غرقابی (TI) و دو رقم بومی (طارم محلی) و اصلاح شده (فجر) بودند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که ارقام مورد استفاده از نظر طول خوشه، تعداد دانه در خوشه، درصد دانه پر و پوک، عملکرد شلتوک و شاخص برداشت تفاوت معنی داری (01/0P)
    کلیدواژگان: برنج، مدیریت آبیاری، عملکرد، تناوب خشکی و رطوبت
  • حمیدرضا جوانی، عبدالمجید لیاقت، علیرضا حسن اقلی صفحات 422-431
    محدودیت منابع آب، افزایش جمعیت، حجم بالای فاضلاب تولیدی و لزوم دفع مناسب آن، ضرورت استفاده مجدد از فاضلاب را افزایش داده است. تغذیه مصنوعی با استفاده از فاضلاب یکی از مهم ترین روش ها در استفاده مجدد از این منبع با ارزش می باشد. تحقیق حاضر در راستای لزوم بهره برداری بهینه از سیستم تغذیه مصنوعی به انجام رسید. به منظور شبیه سازی فیزیکی شرایط حوضچه های تغذیه مصنوعی، از ستون های استوانه ای شکل PVC به قطر 30 سانتی متر و ارتفاع 250 سانتی متر استفاده گردید. ستون ها از خاک لوم شنی پر شد و از فاضلاب تصفیه شده شهری منطقه ماهدشت در استان البرز استفاده گردید. دو راهبرد استفاده از پوشش ژئوتکستایل و پوشش بقایای مصالح ساختمانی درشت دانه بر روی سطح خاک و یک خاک بدون پوشش، با رویکرد بهبود وضعیت نفوذ پساب به خاک در شرایط غرقاب دائم مورد ارزیابی قرار گرفت. مقادیرBOD5، COD، کلیفرم، کلیفرم مدفوعی، نیترات و فسفر پساب ورودی و خروجی از ستون ها اندازه گیری گردید. نتایج به دست آمده حاکی از کارایی بالای ستون خاک با پوشش ژئوتکستایل، در حذف مقادیر BOD5، COD، کلیفرم، کلیفرم مدفوعی و فسفر با میانگین 7/84، 77، 5/99، 7/99 و 9/79 درصد و کارایی پایین همه ستون ها در حذف نیترات می باشد. استفاده از پوشش ژئوتکستایل و مصالح ساختمانی علاوه بر کاهش انتقال آلاینده ها، به پایداری سیستم خاک به عنوان فیلتر نیز کمک می کند. همچنین با توجه به ارزان بودن و سهولت در تهیه آن ها، امکان تعویض و یا اصلاح این مواد، جهت بهبود وضعیت نفوذ خاک وجود دارد.
    کلیدواژگان: انتقال آلاینده ها، تغذیه مصنوعی، ژئوتکستایل، فاضلاب تصفیه شده
  • علی شاهنظری، علی ضیاءتبار احمدی، میرخالق ضیاءتبار احمدی، قاسم آقاجانی مازندرانی صفحات 432-440
    حرکت روبه پایین آب به سمت زهکش، نسبت به جریان های افقی و شعاعی تاثیر بیشتری بر حرکت ذرات خاک به طرف پوشش زهکشی دارد. در این تحقیق، با نصب یک سیستم زهکشی زیرزمینی متشکل از سه زهکش به فاصله 20 متر و عمق 5/1 متر در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، اثر حذف جریان مستقیم آب از روی زهکش به درون آن بر سطح ایستابی و دبی زهکش ها بررسی شد. با قرار دادن لایه ای از پلاستیک روی پوشش شن زهکش میانی، از ورود مستقیم جریان عمودی به داخل زهکش جلوگیری شد. برای بررسی تغییرات عمق سطح ایستابی، چاهک هایی در داخل ترانشه زهکش و به فواصل 5/0، 5/1، 5 و 10 متر از هر زهکش در فواصل 5، 15، 25، 35، 45 و 55 متر از نهر کلکتور حفر گردید. از ابتدای اردیبهشت تا پایان آذر 1390، عمق سطح ایستابی و دبی زهکش ها اندازه گیری شد. میانگین دبی زهکش فاقد پلاستیک (زهکش A)، به میزان 12 درصد بیشتر از میانگین دبی زهکش دارای پلاستیک (زهکش B) بود. میانگین عمق سطح ایستابی در کلیه چاهکهای داخل ترانشه زهکش A، 1/9 سانتی متر بیشتر از مقدار متناظر زهکش B بود. همچنین، میانگین عمق سطح ایستابی در فاصله 5/0، 5/1 و 5 متری از زهکش A به ترتیب حدود 2/5، 9/2 و 05/0 سانتی متر بیشتر از مقادیر متناظر زهکش B بود. رسوب خروجی از زهکش A، 74 درصد بیشتر از مقدار آن در زهکش B بود که نشان دهنده نقش قابل توجه جریان ورودی از روی لوله زهکش در انتقال رسوب به درون زهکش می باشد.
    کلیدواژگان: زهکش های زیرزمینی، جریان عمودی، پوشش پلاستیک، عمق سطح ایستابی، بار رسوب
  • فاطمه امیری فارسانی، مصطفی چرم، نعیمه عنایتی ضمیر صفحات 441-451
    کودهای بیولوژیک می توانند به عنوان مکمل در کشاورزی پایدار به کار برده شوند. هدف اصلی از این پژوهش، بررسی تاثیر کودهای بیولوژیک نیتروژنه و فسفره و کودهای شیمیایی بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم در دو نوع خاک بود. طرح آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل دو نوع خاک (لوم شنی و لوم رسی) و 9 تیمار کودی بود. برای اجرای آزمایش از کودهای بیولوژیک نیتروکارا (Azorhizobium caulinodans) و فسفربارور 3 (Pseudomonas putida، Strain P13، Pantoea agglomerans، Strain P5 و Pseudomonas putida، Strain MC1) به میزان 100 گرم در هکتار به صورت منفرد و تلفیقی به روش تلقیح بذر استفاده گردید. نتایج تاثیر مثبت نوع لوم رسی و تلقیح هر دو نوع کود بیولوژیک به ویژه در حضور 50 درصد کودهای شیمیایی روی وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و عملکرد دانه گندم را نشان داد. نتایج نشان داد تیمارهای 100 درصد کود شیمیایی و کود بیولوژیک فسفره در تلفیق با 50 درصد کود شیمیایی بیشترین تاثیر را در اکثر صفات بررسی شده و تیمار شاهد کمترین تاثیر را نشان دادند. کود بیولوژیک نیتروکارا در تلفیق با 50 درصد کود شیمیایی بیشترین وزن هزار دانه را داشت. کود بیولوژیک فسفره در تلفیق با 50 درصد کود شیمیایی بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم تاثیر بهتری را در مقایسه با کود بیولوژیک نیتروکارا نشان داد. نتایج این تحقیق نشان داد با تلفیق کودهای بیولوژیک و شیمیایی می توان مصرف کودهای شیمیایی را کاهش داد.
    کلیدواژگان: کود بیولوژیک، عملکرد، اجزای عملکرد، گندم
  • مجید محمودآبادی، ام لیلا رشیدی، مجید فکری صفحات 452-461
    به منظور بررسی تاثیر توام کودهای آلی و پتاسیم بر برخی خصوصیات خاک و همچنین عملکرد غده پیاز در شرایط مزرعه ای، آزمایشی به-صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد. تیمارهای ماده آلی شامل کود مرغی و بقایای یونجه (هر یک به میزان 10 تن در هکتار) و شاهد به همراه دو سطح تیمار کود شیمیایی پتاسیم (صفر و 250 کیلوگرم در هکتار اکسید پتاسیم) بود. نتایج نشان داد که کاربرد کود مرغی و بقایای یونجه به ترتیب باعث افزایش 7/57 و 9/40 درصد عملکرد محصول در مقایسه با تیمار شاهد شد. همچنین میزان عملکرد در تیمار کود پتاسیم، به طور متوسط 8/7 درصد بیشتر از تیمار عدم کاربرد کود پتاسیم بود. مصرف کود مرغی و بقایای یونجه، باعث افزایش معنی دار متوسط سرعت نهایی نفوذ آب در خاک به ترتیب به میزان 2/73 و 1/56 درصد نسبت به شاهد شد. در مقابل، مصرف کود شیمیایی پتاسیم کاهش معنی دار آن را در پی داشت. مصرف کودهای آلی به ویژه کود مرغی تاثیر معنی داری بر افزایش رطوبت اشباع، تخلخل کل، EC، کربن آلی و فسفر قابل جذب و همچنین کاهش جرم مخصوص ظاهری و pH داشت ولی مصرف کود پتاسیم، تنها افزایش معنی دار EC را به دنبال داشت. با مصرف کود مرغی و بقایای یونجه، کربن آلی خاک به ترتیب 8/129 و 2/80 درصد و فسفر قابل جذب به ترتیب 8/104 و 9/51 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. در بین خصوصیات مورد مطالعه، کربن آلی بیشترین تاثیر را در افزایش عملکرد محصول نشان داد.
    کلیدواژگان: کود مرغی، بقایای یونجه، پتاسیم، نفوذ آب در خاک، کربن آلی
|
  • S. Saeidi, A. Fotovat, A. Lakzian Pages 257-265
    The biodegradation of normal-hexadecane by bacteria is one of the important aspects of bioremediation. The aim of this study was to investigate degradation of normal hexadacane (with level of contamination، 2500 mg. kg-1) by Pseudomonas aeruginosa، Pseudomonas putida and native bacteria of contaminated regions in the presence of NPK (three types of fertilizer: urea with 46% nitrogen، ammonium phosphate with 21% nitrogen and 46% phosphor and potassium sulphate with 40% potassium) as nutritious source. The experiment was carried out as a completely randomized design (CRD) with factorial arrangement in three replications. Experimental factors included six levels of bacteria (Pseudomonas aeruginosa، Pseudomonas putida، three strains from contaminated regions Ahvaz، Sarakhs and Tehran and control)، three levels of fertilizers treatment (0 and 2 ton. ha-1 of NPK) and two levels of soil condition (sterile and non-sterile) at two times (30 and 60 days). Then، soil total organic carbon (TOC) as index for the degradation of normal hexadacane in samples was measured. The results showed that degradation of normal hexadecane in sterilized soil samples were higher than non sterilized soil samples. the highest degradation of normal hexadecane was observed in the presence of Sarakhs strain. The amount of degradation by this strain with nutritious source was 45% whereas this value was lower (one third) in the absence of NPK. Moreover، the results indicated that the amount of degradation by the bacteria increased with time. Biodegradation value in the presence of NPK was 4-fold higher compared to no-NPK treatment after 60 days.
    Keywords: The biodegradation of normal, hexadecane by bacteria is one of the important aspects of bioremediation. The aim of this study was to investigate degradation of normal hexadacane (with level of contamination, 2500 mg.kg, 1) by Pseudomonas aeruginosa, Pseud
  • M. Yousefifard, S. Ayoubi, A. Jalalian Pages 266-281
    This study was conducted to assess different chemical weathering indices and to evaluate the weathering rates of soils developed on volcanic (hornbelende andesite، pyroxene andesite and dacite) and plutonic (alkali granite، granodiorite، monzodiorite، syenite and pyroxene diorite) igneous rocks in the northwestern Iran. Representative soil profiles were described and soil samples were collected and analyzed for selected chemical and physical properties. Total concentrations of major elements and trace element (Zr، V، Ti and Y) were determined with ICP-OES and ICP-MS، respectively. Significant correlation coefficients were obtained between soil properties (clay percent، pedogenic iron and bulk density) and Ba، B/A، B/R، CIA، CIW، PIA، PWI and the WR chemical weathering indices. These indices are based on the ratio of a group of mobile oxides to one or more immobile oxides and are suitable for explaining the weathering rate of the soils developed on igneous rocks in this semiarid region. A-CN-K and MFW ternary plots showed that the soils developed on volcanic rocks (hornbelende andesite> pyroxene andesite> dacite) were more weathered than those on the plutonic parent rocks (alkali granite، granodiorite، monzodiorite، syenite، pyroxene diorite). Ba and CIA weathering indices predicted weathering trend such as MFW ternary plot، and it seems these two weathering indices are the most suitable weathering indices after W index (or MFW ternary plot) in this semiarid region. Ca، Na and K elements are presented in chemical weathering formulas of these two indices. These elements are in the feldspar minerals structures which are the most mineral in the earth crust.
    Keywords: Chemical weathering, Weathering indices, Weathering rate, Igneous rocks
  • Kh. Salimifard, Kh. Mostafaee Dowlatabad Pages 282-291
    In this research، stochastic goal programming is applied in water resource management. It is a multi-attribute decision support model which produces satisfactory solutions in uncertainty conditions. The satisfaction of beneficiary users and ecological impacts are investigated in this paper. Also، using sensitivity analysis، the effects of changes of parameters on the model outputs have been investigated. The stochastic goal programming model has been applied for Booshkan valley in the year 2009. Results show that the proposed model is capable to capture multiple objectives. In addition، having the risk parameters being defined، the decision maker can investigate different scenarios، based on different values for parameters.
    Keywords: Water resource management, Stochastic goal programming, Uncertainty conditions
  • A. Khashei Siuki, B. Ghahraman, M. Kouchakzadeh Pages 292-303
    Nayshabour plain in Khorasan Razavi with arid and semi-arid climate، have an important role in agricultural production by using groundwater resources. In this study، by using groundwater balance model the equations which are required for estimating water table variations is obtained for plain. afterwards since، there are too many variables in the objective function of water consumption (optimized crop pattern and intensification) a meta heuristic method which require less computation of effect while it is more efficient will be used. In this research PSO optimization algorithm (Particle Swarm Optimization) is used. Model results based on a normal year (2008) showed that can earn highest income from the aquifer with 30 percent reduced spring cultivation، and increased 30 percent of wheat، barley and calona. Among the spring crops، corn and tomato ratio to another crops have largest increase area. The results showed that can obtain 7500 (thousands rial /hec) more benefit with increasing 20،591 hectares to autumn crops and reduced 10،970 spring products
    Keywords: Crop Pattern, Groundwater, Optimization Algorithm, PSO, Neishabour plain
  • S. Khazaei, H. Ansari, B. Ghahraman, A.N. Ziaee Pages 304-312
    With increasing population and scarcity of fresh water،one of possible solutions is، using marginal waters (saline and sodic water). Using marginal waters should be taken into consideration and special studies. Since most processes related to soil and water، take place in unsaturated field condition، The purpose of this research is evaluation of saline and sodic water effect on diffusivity and unsaturated hydraulic conductivity. for this purpose، two soil types include loamy and sandy، two levels of SAR، 5 and 20، two levels of EC، 4 and 12 ds/m and distilled water were used. NaCl، CaCl2 and MgCl2 salts at Ca: Mg=2:1 were used to prepare treatments. Diffusivity was measured by one step out flow method at the suction of 15 bar. Unsaturated hydraulic conductivity calculated by using the diffusivity and the slope of the soil moisture charactristic curve. At both soils with increasing SAR and decreasing EC، diffusivity and unsaturated hydraulic conductivity decreased and this reduction was more at low moistures. Sandy soil was affected less than loamy soil. In comparison of treatments that cause the least and the most dispersion، diffusivity and hydraulic conductivity for loamy soil، decreased 100% and for sandy soil at low moistures، diffusivity and hydraulic conductivity decreased about 91% and 99%، respectively.
    Keywords: One step out flow method, Slop of soil moisture characteristic curve, Water quality
  • F. Abbasi Pages 313-327
    Water movement in unsaturated soils is commonly affected by hysteresis which is often ignored in the mathematical description of water flow and solute transport. In this study، hysteresis in soil water retention curve was quantified at lysimeter scale in sandy loam and silty loam soils and results of the Scott’s and Mualem’s models were compared. Three undisturbed soil monoliths (80 cm diameter by 105 cm height) were collected for each soil and water movement was studied for various boundary conditions. Monoliths were equipped with different measuring devices to monitor soil water contents، pressure heads، and outlet water fluxes. Four unsaturated steady state water flow experiments were conducted on each monolith. Hydraulic properties were determined by inverse method using the WAVE model and a global multilevel coordinate search inversion algorithm. First soil hydraulic parameters in the soil water retention and hydraulic conductivity functions were estimated neglecting hysteresis and compared with the functions obtained using approaches considering hysteresis. Hysteresis was simulated using the simple empirical model proposed by Scott and using the universal conceptual model of Mualem. Results of measured and modeling data indicated that hysteresis was observed in both soils. The effect of hysteresis was different on various components of water flow (i. e.، pressure head، water content، and water flux) in two studied soils. Water retention curves، pressure head، and water content were significantly influenced by hysteresis in both soils. The Scott''s model considerably improved pressure head estimates in the silty loam soil and Mualem''s model somewhat improved the soil water content estimates in the sandy loam soil. Outlet water fluxes in both soils were less sensitive to hysteresis. In general، the simple hysteretic model of Scott was more successful in studying hysteresis in both studied soils.
    Keywords: Hysteresis, Inverse modeling, Scott's model, Mualem's model, WAVE model
  • A. Motamedi, H. Afzalimehr Pages 328-341
    This research presents recent advances on morphodynamic modeling over gravel dunes. Experiments were carried out on flow over 4 different dunes developed in 12m flume at Institute of Hydraulic Engineering and Water Resource Management of Technical University of Graz، Austria. Dunes are developed in the height of 4،6 and 8 cm and in wavelength of 1m with 2 different particle sizes (6 and 13 mm) and also two different lee angles (38 and 8 degree). The separation of flow over gravel fixed dunes is investigated by Acoustic Doppler Velocimetry (ADV) and Particle Image Velocimetry (PIV) and to compare the experimental results with numerical models over dunes، the 3D numerical model (SSIIM) is applied in this study. The results show that for the same two dunes under the same velocity but different flow depths، larger separation occurs under lower flow depths and a decrease in dune height causes a reduction in length of separation. Moreover the separation zone has a strong relation with lee angle and in the situation of low lee angle no flow separation was detected. Finally the result reveal that numerical model successfully simulate flow over dune in compared with ADV and PIV data. Although ADV application near the bed indicates probably weak performance for high discharge and low water depth of dune No. 4، PIV results present more agreement with the numerical model in this region.
    Keywords: Gravel Dune Dimensions, Flow Structure, Separation Zone, SSIIM Modelling, PIV
  • K. Khalili, A. Fakheri Fard, Y. Dinpaghoh, F. Ahmadi, J. Behmanesh Pages 342-350
    One of the applicable ways for simulation and forecasting hydrological processes is time series modeling. An important problem in forecasting hydrological data using time series is generating stochastic data. Any changes in stochastic series will change generating data. In this study nonlinear ARCH model presented in order to modeling and generating stochastic component of time series. After combing ARCH model with nonlinear bilinear model، BL-ARCH model suggested to forecasting river flow discharge. Daily river flow of Shahar-Chai River located in the west of Urmia Lake and West Azarbaijan province have been used for data analysis and 11 years forecasting. As results shown suggested model with 4. 52 error has better than bilinear model with 6. 77 error. So this model can be used for short-time river flow forecasting specially daily series.
    Keywords: Stochastic series, Bilinear model, Combined BL, ARCH, Forecasting daily flow
  • N. Ghorbanzadeh, A. Lakzian, Gh. Haghnia, A. Karimi Pages 351-362

    Microbial reduction is an important process that affects properties of ferric clay mineralas and iron biogeochemical cycling in natural environments. Oxyhydroxides and phyllosilicates are two major sources of iron in soils، rocks and sediments that potentially have ability to bioreduced over the time. In this study، comparison of bioreduction in two main sources of iron (oxides and phyllosilicates) in the presence of Shewanella sp was carried out. For this purpose an experiment was conducted under laboratory conditions in the form of a completely randomized design with 16 treatments and 3 replications. Treatments included bioreduction of goethite، hematite and two type of nontronite with and without electron transfer (AQS) and controls (all mentioned treatments in the absence of Shewanella sp). The results revealed that bioreduction in goethite، hematite and two type of nontronite increased in the presence of AQS. The extent of reduction in the presence of AQS was 21%، 9%، 3% and 8. 7% in NAu-2، NAu-1، hematite and goethite respectively. These results have shown when iron oxides (goethite and hematite) and iron silicates are the dominant form of ferric iron in soils and subsurface sediments، Shewanella sp can survive and produce significant amounts of Fe (II). In the identical conditions of bioreduction (concentration of electron donor and acceptor and equal number of bacterial cell) size and surface area of mineral play an important role in efficiency of bioreduction.

    Keywords: Bioreduction, Ferrous iron, Shewanella sp
  • S.E. Bagheri, H. Afzali Mehr, E. Fazel Najaf Abadi Pages 363-372
    The study of mountainous rivers is recently considered by hydraulic researchers. Ten cross sections of a cobble-bed river، Behesht Abad، located in the central Iran were applied in this study. The distribution of velocity profile in cobble-bed and accuracy of two-point method to estimate the parameters of mean velocity and shear velocity were investigated and then the values of flow resistance were evaluated. Shear velocity was calculated by two-point method، and velocity profile and the results were compared by the parabolic and the boundary layer characteristics methods to predict flow resistance function. Results reveal that velocity profiles present S-shape and logarithm distributions. Also the values of mean velocity، shear velocity and flow resistance function calculated by two-point method can be presented with 94. 6، 85. 6 and 84 per cent accuracy، respectively. The results of this study can be extended to apply and to predict flow resistance for other mountainous rivers in Iran.
    Keywords: Velocity distribution, Parabolic method, Boundary layer characteristics, Behesht Abad River, Flow resistance
  • F. Hazirei, M. Zare Ernani Pages 373-380
    Sand dunes movement is one of the critical processes of desertification. Mulching is one of the methods of sand movement control. Oil mulches have been used in Iran. Because of high cost and negative environmental impacts of oil mulches، changes in mulch type sand mulching methods is vital. Therefore، in this research different combinations of clay and lime were used as stabilizer. Sandy soil from the Yazd-Ardakan plain is used as bed treatment and clay particles (taken from Meybod area) were used as mulch in this research. The treatments were prepared using different ratios of the above mentioned materials. One liter of water was added to the each mulch combination and was sprinkled on the plot of 100 cm (length) × 30 cm (width) × 4 cm (height) sand. A completely randomized design is used as research plan with three repeating. Physical parameters، such as thickness، compressive strength، impact resistance and abrasion resistance which are created by mulches، and wind erodibility of the treatment were measured. The measured data were analyzed using SPSS software. Results show that the measured compressive strength، impact resistance and abrasion resistance of the clay–lime mulch is increase in the ratio of 200 gr clay and 10 gr lime in one liter of water.
    Keywords: Wind Erosion, Sand dune fixation, Natural materials, Clay, lime mulch, Yazd
  • J. Soltani, A. Moghaddamnia, J. Piri, J. Mirmoradzehi Pages 381-393
    Nowadays، accurate estimation of evaporation as one of the important elements of hydrological cycle can play an important role in sustainable development and optimal water resources management of the countries facing water crisis. Up to now، empirical methods and formulas on estimation of non-linear and complex process of daily pan evaporation have been developed that is of uncertainty. These methods and formulas do not have high accuracy and also access to their input parameters is difficult or their measurement requires high cost and time. In this study، performances of two non-linear models of NN-ARX and ANFIS have been evaluated to estimate daily pan evaporation under arid and hot climate conditions including dry and warm climate (Iranshahr)، dry and coastal warm (Chahbahar)، and semi-arid and warm temperate (Saravan). For this purpose، the best combination of model inputs was selected by using Genetic Algorithm embedded in Gama Test software for each of Synoptic stations located in these regions for the 5years period (2005-2010)، then daily pan evaporation was estimated by using NN-ARX and ANFIS models. By employing the statistical criteria including R2، RMSE and MAE، performances of ANFIS model with three Gaussian membership functions and NN-ARX model were evaluated for each of the selective Synoptic stations. The obtained results indicate the accuracy of ANFIS model is higher than the one of NN-ARX model in estimating daily pan evaporation in different climatic conditions.
    Keywords: Pan evaporation, ANNs, ANFIS, Genetic Algorithm, Gama Test, Arid, hot climate, Baluchistan
  • S. Naimi Marandi, S. Ayoubi, H. Khademi Pages 394-405
    Soil pollution by heavy metals from the manufacturing process due to metal smelting plants closely related to human health is very important. Given the importance of the province to industrial and agricultural activities، this study was conducted to explore the vertical and horizontal variability of lead and nickcl metals in contaminated soils around the Zobahan melting factory، in nearby of Isfahan city. For this purpose، 202 profiles were dug and described in the green landscapes of Zobahan industrial site by a manner of gird sampling method. Five hundred soil samples were taken from depths of 0–30، 60–90، and 120–150 cm. Conccntration of total lead (Pb) and nickel (Ni) were measured in the soil samples. To explore the vertical distribution of selected metals، the mean values of Ni and Pb were compared statistically. The horizontal variability of selected metals was evaluated by variography analysis and the spatial distributions of them were constructed by kriging method. The overall results of study showed that Pb content in surface horizons is controlled by industrial activity، otherwise the concentration of Ni mainly attributed to parent material.
    Keywords: Heavy metals, Contamination factors, Steel mill, Spatial variability, Geostatistics
  • Y. Azimzadeh, H. Shariatmadari Pages 406-414
    Phytoremediation is one of the lowest-cost methods for remediation of soils contaminated with heavy metals. This study was conducted to investigate the phytoremediation potential of corn and canola، grown under single and mixed culture systems. Thus، a pot experiment was carried out on a calcareous soil contaminated by Pb and Zn. Treatments included single culture of corn، single culture of canola and mixed culture of corn and canola. Results showed that bioavailability of metals، lead، zinc، nickel and copper increased with decreasing soil pH and increasing DOC as influenced by root activity. Root uptake of metals; lead، zinc، copper and nickel in mixed culture، was more than that of in canola and lower than that of in corn. Zinc and nickel uptake by shoots of canola and mixed culture، were more than corn. Also، the results concerning the uptake of metals in the total biomass (sum of roots and shoots) showed uptake of copper and nickel in corn was more than mixed culture and it was more than canola while، uptake of lead and zinc in corn and mixed culture was more than canola. Also، the total yield of corn and canola in mixed culture increased. Therefore، it seems use of mixed culture system may extract metals، zinc and nickel more than corn، and copper more than canola، in single culture systems.
    Keywords: Phytoremediation, Heavy metals, Mixed culture, Corn, Canola
  • H.R. Javani, A. Liaghat, A. Hassanoghli Pages 422-431
    Based on limited water resources، increasing population، the need for high volume production and waste disposal، it is necessary to increase the reuse of wastewater. Artificial recharge using one of the most important methods of wastewater re-use of this resource is valuable. Necessary in order to utilization of artificial recharge system was conducted. In order to simulate the physical conditions of artificial recharge ponds PVC cylindrical column of diameter 30 cm and height of 250 cm was used. Columns filled by Sandy loam soil and Mahdasht Alborz Province treated wastewater was used for artificial recharge system in the College of Agriculture، Tehran University. Two strategies using geotextile lining and coating materials are coarse debris on the soil surface and a bare soil، water infiltration into the soil to improve the approach was evaluated in terms of permanently flooded. Values of BOD5، COD coliform، fecal coliform، nitrates and phosphorus inputs and outputs of the column effluent were measured. The results indicate the high efficiency of columns of soil، covered with geotextile، the amounts of percentage removal of BOD5، COD، coliform، fecal coliform and phosphorus، average 84/7، 77، 99/5، 99/7 and 79/9 and efficiency of all columns in the nitrate removal was low. Using geotextile cover and building materials in addition to reducing transport emissions، the use of the soil as well as the filter increases. Also due to its low cost and ease of preparation، may change or modify these materials to improve soil penetration.
    Keywords: Artificial recharge, Geotextile, Treated wastewater, Movement Contaminants
  • A. Shahnazari, A. Ziatabar Ahmadi, M.Kh. Ziatabar Ahmadi, Gh. Aghajani Pages 432-440
    The downward flow to the drain pipe، has a greater influence on the movement of soil particles toward drain envelope as compared with the horizontaland radialflow. In this study، by installing of a singular subsurface drainage systemconsisting of threedrain pipeswith drain spacing of 20 m and drain depth of 1. 5 m، in one hectare field of Sari Agricultural Sciences and Natural ResourcesUniversity، the effects of the elimination of downward flow to the drain pipe was investigated on the water table level and drainage flow. Prevention of direct entry of the vertical flow into drain pipe was performed by placing a layer ofplastic coveron the sand envelope of themiddle drain pipe. Water table level fluctuations were measured in holes which were dug in each drain trench and at 0. 5، 1. 5، 5 and 10 m spacing apart from each drain at intervals of 5، 15، 25، 35، 45، and 55 meters from collector ditch. Water table depth and drain discharge were measured from April 21 to December 21، 2011. The average drainage discharge fromno plastic drain (drain A) was more than corresponding value for plastic covered drain pipe (drain B) about 12 % and there was a significant difference (p=0. 05) between drainage water volume of drains A and B. The average depth of water table levels within the trench of drain A was 9. 1 cm more than the corresponding water table depth of drain B. Also، the average depths ofwater table in the 0. 5، 1. 5، and 5 m spacing apart drain A were approximately 5. 2، 2. 9، and 0. 05 m higher than of thosevalues of drain B. Sediment load of drain A was 74% more than that of drain B،indicating the considerable role of the inflow to drain from its upper part on the consequent sediment transport into drain pipes.
    Keywords: Subsurface drainage, Vertical flow, Plastic cover, Water table depth, Sediment load
  • Pages 441-451
    Biofertilizers can be used as complementary in sustainable agriculture. The main target of this study was effects of nitrogen and phosphorus fertilizers and chemical fertilizers on wheat yield and yield components in two soil types. Experimental design as the factorial formed completely randomized design with three replications was executed. Experiment Factors included two soil types (sandy loam and clay loam) and 9 fertilizer treatments. For the experiment implementation used 100 gram per hectare of Nitrokara (Azorhizobium caulinodans) and Barvar 3 phosphorus (Pseudomonas putida، Strain P13، Pantoea agglomerans، Strain P5 and Pseudomonas putida، Strain MC1) biofertilizers in single and combined forms by method of seed inoculation. The results showed positive effects of clay loam type and inoculation of two biofertilizer types especially in the presence of 50% of chemical fertilizers on shoot dry weight، root dry weight، number of grains per spike، 1000 grain weight and wheat grain yield. The results showed 100% chemical fertilizer and phosphorus biofertilizer in combination with 50 % of chemical fertilizer treatments showed the highest effect in most characteristics and control treatment showed the lowest effect in this characteristics. Nitrokara biofertilizer in combination with 50% of chemical fertilizer had the maximum 1000 grain weight. Phosphorus biofertilizer in combination with 50% of chemical fertilizer on wheat yield and yield components showed a better effect than Nitrokara biofertilizer. The results of this research showed by combining biological and chemical fertilizers can reduce consumption of chemical fertilizers.
    Keywords: Biofertilizer, Yield, Yield components, Wheat
  • M. Mahmoodabadi, O.L. Rashidi, M. Fekri Pages 452-461
    This study focused on the effect of organic manures as well as potassium fertilizer on some soil properties and onion yield at the field condition. The experiments were carried out as factorial in a randomized complete block design with three replications. The treatments were poultry manure (10 t ha-1)، alfalfa residue (10 t ha-1) and control each together with two levels of potassium fertilizer as K2O (0 and 250 kg ha-1). The results showed that application of poultry manure and alfalfa residue resulted in yield increasing about 57. 7 and 40. 9 % in comparison to the control، respectively. On average، the onion yield for the potassium treatment was 7. 8 % higher than for the untreated one. The application of poultry manure and alfalfa residue increased final infiltration rate 73. 2 and 56. 1 %، respectively. Inversely، potassium fertilizer caused a significant reduction in the final infiltration rate. Moreover، application of organic manures particularly poultry manure، significant increases in saturated moisture، porosity، EC، organic carbon and available phosphorous and decrease in bulk density and pH was observed، while potassium only increased soil EC، significantly. Application of poultry manure and alfalfa residue increased soil organic carbon 129. 8 and 80. 2 % and available phosphorous 104. 8 and 51. 9 %، respectively. Among different soil properties، organic carbon showed the highest influence on yield increase.
    Keywords: Poultry manure, Alfalfa residue, Potassium, Infiltration rate, Organic carbon