فهرست مطالب

آب و خاک - سال بیست و هفتم شماره 4 (پیاپی 30، مهر و آبان 1392)

نشریه آب و خاک
سال بیست و هفتم شماره 4 (پیاپی 30، مهر و آبان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/08/20
  • تعداد عناوین: 19
|
  • علیرضا غیثی، علی نقی ضیایی، سعیدرضا خداشناس صفحات 669-679
    خرابی و یا شکست در مولفه های یک سیستم توزیع آب، رخدادی اجتناب ناپذیراست که باید در تمام مراحل تصمیم گیری اعم از برنامه ریزی، طراحی، اجرا و نگهداری برای یک شبکه توزیع آب مد نظر قرار گیرد. اگر چه در تحقیقات پیشین به موضوع اعتمادپذیری شبکه ها زیاد پرداخته شده است ولی به آسیب ناپذیری (تحمل خرابی) شبکه های توزیع آب با درجات مختلف خرابی توجهی نشده است، که شاید علت آن محاسبات سنگین و وقت گیر تحلیل این آسیب ناپذیری باشد. در این تحقیق روابط مورد نیاز برای محاسبه میزان آسیب ناپذیری شبکه های توزیع آب با درجه های خرابی مختلف استخراج شده اند. همچنین معادلاتی جهت تخمین خطای احتمالی در این محاسبات ارائه گردیده اند. سپس در تلاشی میزان آسیب ناپذیری شانزده طرح از یک شبکه فرضی با درجه های خرابی مختلف محاسبه گردید. نتایج نشان داد که با استفاده از معادلات ارائه شده در این تحقیق می توان تا حد زیادی جلوی شبیه سازی های زائد و غیرضروری که گاهی اوقات بررسی آسیب ناپذیری شبکه ها را بسیار مشکل می سازد، گرفت. همچنین نتایج نشان داد که به تدریج با کاهش قطر لوله های شبکه میزان آسیب ناپذیری شبکه از درجه های مختلف کاهش پیدا می کند و از مقایسه مقادیر میزان آسیب ناپذیری شبکه با درجه های خرابی مختلف می توان میزان حساسیت شبکه نسبت به خرابی های همزمان را تخمین زد.
    کلیدواژگان: شبکه توزیع آب، آسیب ناپذیری، شبیه سازی هیدرولیکی، احتمال شکست
  • مصطفی حبیبی داویجانی، محمد ابراهیم بنی حبیب، سید رضا هاشمی صفحات 680-691
    افزایش روز افزون جمعیت باعث شده است که نیازهای آبی در بخشهای آب شرب، صنعت وکشاورزی افزایش یابد. این شرایط نیاز به اعمال راه کارهایی موثر، برای مدیریت بهینه وکارآمد آب دارد. لذا در این تحقیق مدلی برای تخصیص بهینه منابع آب در بین بخش های کشاورزی، صنعت و خدمات ارائه گردیده است. در بخش کشاورزی تابع تولید هر یک از محصولات تعیین شده است. سپس براساس توابع تولید، سطح زیرکشت، عملکرد محصول و درآمد حاصله از هر محصول، تابع هدف تلفیقی مشخص گردیده است. در بخش صنعت با توجه به این که تقاضای آب، تابعی از میزان محصول، قیمت نهاده آب و قیمت سایر نهاده ها می باشد، تابع تقاضای این بخش نیز تعیین گردید. با توجه به ضرورت موجود در بخش خدمات، کل آب مورد نیاز این بخش به طور کامل تخصیص داده شد. سپس با استفاده از الگوریتم تلفیقی ژنتیک- هوش جمعی (GAPSO)، بیشینه سازی تابع هدف و تخصیص بهینه منابع آب بین بخش کشاورزی و صنعت، انجام گردید. با توجه به نتایج تحقیق، قابل ذکر است که استفاده از الگوهای کم آبیاری، تغییر الگوی کشت، حذف سطح زیرکشت بعضی از محصولات و استفاده از منابع آبی بیشتر در حوضه صنعت می تواند در بالا بردن درآمدهای حاصله تا 114(میلیارد ریال) تاثیر گذار باشد. در مجموع با تخصیص بهینه منابع آب بین بخش های مختلف (کشاورزی، صنعت و خدمات) باید بیان نمود؛ می توان درآمدهای حاصله در منطقه کویر مرکزی ایران را تا 56 درصد نسبت به وضعیت فعلی بهبود بخشید که در این صورت، شاهد تحول قابل توجهی در این منطقه خواهیم بود. لذا تغییر در الگوی تخصیص منابع آب در این منطقه امری لازم و ضروری به نظر می آید.
    کلیدواژگان: تخصیص منابع آب، کشاورزی و صنعت، بهینه سازی، الگوریتم تلفیقی ژنتیک، هوش جمعی، GAPSO
  • مرضیه خرمی، امین علیزاده، حسین انصاری صفحات 692-702
    با توجه به افزایش تمایل کشاورزان به استفاده از سیستم آبیاری قطره ای به دلیل داشتن راندمان بالاتر، لزوم شناخت عوامل و پارامترهای تاثیرگذار بر این سیستم ها به منظور بالابردن راندمان آن ها مشخص می گردد. تحقیق حاضر برای بررسی چگونگی حرکت آب در خاک و توزیع مجدد رطوبت در خاک در محل ایستگاه هواشناسی دانشگاه فردوسی مشهد انجام گرفته است. در این پژوهش با استفاده از داده های حاصل از تجزیه های آزمایشگاهی و صحرایی مدل Hydrus 2D/3D اجرا گردید. نتایج شبیه سازی میزان رطوبت خاک در بازه زمانی 48 ساعته با نتایج حاصل از اندازه گیری های مزرعه ای مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل مذکور توانایی بالایی در شبیه سازی میزان رطوبت در خاک دارد. تحلیل خطای برآورد مدل با به کارگیری پارامترهای آماری حداکثر خطا (ME)، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین مطلق خطا (MAE) تشریح شد. بر اساس نتایج بدست آمده میزان RMSEدر درصد رطوبت حجمی خاک برای تمام بازه های زمانی و در تمام دبی ها کمتر از 10 درصد بوده که نشان از قدرت بالای مدل در شبیه سازی دارد. بیشترین میزان حداکثر خطا 5 درصد حجمی رطوبت و میانگین مطلق خطا 05/2 درصد حجمی رطوبت بوده است.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، رطوبت خاک، شبیه سازی، Hydrus 2D، 3D
  • بهنام بهرامی، رضا عرفانزاده، جواد معتمدی صفحات 703-711
    در این تحقیق برای بررسی اثر شیب و تغییرات پوشش گیاهی بر میزان ترسیب کربن و برخی دیگر از ویژگی های خاک، مراتع حوزه آبخیز خانقاه سرخ انتخاب گردید. پس از شناسایی سه تیپ گیاهی، که هر کدام دارای دو کلاس شیب 30-10 درصد و 50-30 درصد بودند، اقدام به نمونه گیری از عمق 30-0 سانتی متری خاک از هر تیپ کرده و کربن ترسیب شده به همراه برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که تیپ های مورد بررسی در این تحقیق (Pteropyrum aucheri- Astragalus microcephulus)، (Astragalous microcephalus- Acanthophyllum microcephalum) و (Pteropyrum aucheri- Prangus uloptera) به ترتیب 10/96، 84/73 و 85/52 تن در هکتار، کربن آلی را ترسیب کرده اند. به طور کل، تیپ های گیاهی مورد بررسی در شیب های 30-10 درصد، میزان ترسیب کربن خاک بیشتری به نسبت تیپ های موجود در شیب50- 30 درصد، به استثناء تیپ گیاهی Pteropyrum aucheri- Astragalus microcephulus از خود نشان دادند. تیپ های گیاهی مورد مطالعه، در مجموع، به ترتیب 19220، 14768 و 10570 دلار به ازای هر هکتار، ارزش اقتصادی حاصل از پالایش کربن اتمسفری را دارا می باشند. نتایج مقایسه میانگین در مورد بررسی اثر تغییرات پوشش گیاهی و شیب بر برخی از خصوصیات خاک تیپ های گیاهی نشان داد که برای بیشتر خصوصیات خاک درجه شیب و نوع تیپ های گیاهی تاثیر معنی داری(P< 0.01) داشته اند. نتایج کلی این پژوهش نشان داد که حفظ و بهره برداری مناسب از پوشش گیاهی در شیب های پایین تر می تواند منجر به حفظ ذخیره کربن آلی خاک در مناطق خشک و نیمه خشک گردد.
    کلیدواژگان: ترسیب کربن خاک، پوشش گیاهی، خانقاه سرخ ارومیه، درجه شیب، مراتع
  • ابوطالب هزارجریبی، فهیمه نصرتی کاریزک، خلیل قربانی صفحات 712-719
    ظرفیت تبادل کاتیونی یکی از مهم ترین ویژگی های شیمیایی خاک است که توانایی خاک را برای نگهداری مواد غذایی و آب در خاک و همچنین مدیریت آلودگی خاک نشان می دهد. از طرفی به علت آن که اندازه گیری آن کاری دشوار و وقت گیر است، بنابراین تخمین آن از طریق خصوصیات زود یافت خاک مطلوب می باشد. هدف از انجام این تحقیق ارزیابی تخمین ظرفیت تبادل کاتیونی خاک با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی است. به این منظور، در منطقه چهل دین در محدوده شهرستان گرگان نمونه برداری خاک از 69 نقطه قرار گرفته بر روی یک شبکه صورت گرفت. سپس ویژگی های زودیافت خاک از قبیل درصد شن، سیلت و رس، جرم ویژه ظاهری، جرم ویژه حقیقی، مواد آلی، درصد آهک،pH، EC، تخلخل کل، میانگین هندسی اندازه ذرات و انحراف معیار هندسی آنها در آزمایشگاه اندازه گیری و نتایج اولیه به دست آمد. نتایج نشان داد که روش شبکه عصبی مصنوعی روش مناسبی در برآورد ظرفیت تبادل کاتیونی خاک است به طوری که می تواند 82 درصد تغییرپذیری ظرفیت تبادل کاتیونی خاک پیش بینی نماید. بافت خاک موثرترین پارامتر بر روی CEC بود. آنالیز حساسیت داده ها با استفاده از مدل توسعه یافته با شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که پارامترهای درصد رس، سیلت و شن، میانگین هندسی اندازه ذرات، انحراف معیار هندسی اندازه ذرات، درصد ماده آلی و تخلخل کل به ترتیب مهمترین فاکتورهای موثر بر ظرفیت تبادل کاتیونی خاک در منطقه می باشند. مدلی با پارامترهای ورودی درصد رس، سیلت و شن، میانگین هندسی و انحراف معیار هندسی اندازه ذرات به عنوان بهترین مدل پیش بینی کننده ظرفیت تبادل کاتیونی خاک در منطقه مورد مطالعه انتخاب گردید.
    کلیدواژگان: ظرفیت تبادل کاتیونی، شبکه عصبی مصنوعی، پیش بینی، ویژ گیهای زودیافت خاک
  • ابراهیم سپهر، رویا زبردست صفحات 720-731
    به منظور بررسی اثر اسید هومیک روی رفتار جذبی فسفر، آزمایشی در سه سطح اسید هومیک (0، 100،200 میلی گرم در لیتر) در غلظت های مختلف فسفر (0 تا 30 میلی گرم در لیتر) و در دو قدرت یونی 1/0 و 01/0 مولار بررسی شد؛ داده های جذب با معادلات لانگمویر، فروندلیچ و تمکین برازش داده شدند و بر اساس ضریب تبیین (R2) معادله لانگمویر بهتر برازش یافت (98/0- 91/0=R2). نتایج نشان داد که مصرف اسید هومیک جذب فسفر را به طور قابل توجهی پایین آورد و حداکثر جذب تک لایه ای لانگمویر (qmax)، را بیش از 50% در مقایسه با نمونه شاهد کاهش داد. همچنین پارامترهای جذب شامل انرژی جذب لانگمویر ((KL، فاکتورهای ظرفیت و شدت جذب فروندلیچ (،KF n) و ضریب تمکین ((KT با افزودن اسید هومیک در هر دو قدرت یونی کاهش یافتند. حداکثر ظرفیت بافری (MBC)، ظرفیت بافری تعادلی (EBC) و ظرفیت بافری استاندارد خاک (SBC) در غلظت 200 میلی گرم در لیتر اسید هومیک، بیش از 50 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. کاربرد اسید هومیک غلظت تعادلی فسفر (EPC) را در هر دو قدرت یونی افزایش داد، به طوری که مقدار EPC از 28/0 تا 40/0 (در قدرت یونی 01/0 مولار) و از 21/0 تا 39/0 (در قدرت یونی 1/0 مولار) میلی گرم بر لیتر افزایش یافت. بنابراین می توان نتیجه گرفت که جذب رقابتی اسید هومیک با فسفر موجب کاهش جذب فسفر شده و در نتیجه می تواند موجب افزایش فراهمی فسفر برای گیاهان شود.
    کلیدواژگان: فسفر، اسید هومیک، قدرت یونی، همدماهای جذب
  • حدیث حاتمی، علیرضا کریمی، امیر فتوت، حسین خادمی صفحات 732-741
    مهم ترین منبع پتاسیم در خاک ها آلومینوسیلیکات هایی مانند فلدسپار های پتاسیم و میکا ها می باشند. این پژوهش به منظور بررسی روند آزاد سازی پتاسیم به روش عصاره گیری متوالی با کلرید باریم 05/0 مولار از کانی های میکایی (بیوتیت، فلوگوپیت، موسکویت) و فلدسپار پتاسیم (از دو معدن در زنجان و یزد) و بررسی تاثیر اندازه ذرات کانی ها بر آزاد سازی پتاسیم از کانی ها و همچنین کاربرد معادلات سینتیکی در توصیف آزاد سازی پتاسیم انجام شد. برای این منظور، عصاره گیری متوالی با کلرید باریم از کانی های مورد مطالعه در دو اندازه ذرات 100-50 و کوچک تر از 50 میکرون در مدت زمان های 2 تا 600 ساعت انجام شد و غلظت پتاسیم آزاد شده با استفاده از دستگاه فلیم فتومتر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که پس از 13 بار عصاره گیری متوالی، کانی های بیوتیت و موسکویت به ترتیب بیشترین و کمترین آزاد سازی پتاسیم را در هر دو اندازه ذرات داشتند. همچنین، کوچک شدن اندازه ذرات منجر به افزایش آزاد سازی پتاسیم از تمام کانی ها شد. آزاد سازی پتاسیم در تمام کانی ها در مراحل اولیه سریع بود و در مراحل بعدی با سرعت کمتری تا پایان آزمایش ادامه یافت. با توجه به بالا بودن ضرایب تبیین (R2) و پایین بودن خطای استاندارد برآورد (SE)، سرعت آزاد شدن پتاسیم با معادلات تابع نمایی و پخشیدگی پارابولیک به خوبی توصیف شدند. بنابراین، به نظر می رسد سرعت آزاد شدن پتاسیم به وسیله پخشیدگی از سطح کانی ها کنترل می شود.
    کلیدواژگان: عصاره گیری متوالی، فلدسپار، کلرید باریم، معادلات سینتیکی، میکا
  • حمیدرضا متقیان، علیرضا حسین پور صفحات 742-752
    لجن فاضلاب به عنوان کودی ارزان قیمت برای برطرف کردن کمبود عناصر از جمله روی استفاده می شود. با این حال، عصاره گیر مناسب روی قابل استفاده لوبیا در خاک های آهکی تیمارشده با لجن فاضلاب معرفی نشده است. هدف این پژوهش ارزیابی چند روش شیمیایی در برآورد روی قابل استفاده در خاک های آهکی تیمارشده و تیمارنشده با لجن فاضلاب بود. برای تیمار خاک ها 1٪ (وزنی- وزنی) لجن فاضلاب به خاک ها اضافه و خاک های تیمارشده و تیمارنشده به مدت یک ماه در رطوبت مزرعه خوابانده شدند. در پایان انکوباسیون، خاک ها خشک و روی قابل استفاده با 7 روش (DTPA-TEA، DTPA-AB، مهلیچ 1، مهلیچ 2، مهلیچ 3، HCl 1/0 نرمال و کلرید کلسیم 01/0 مولار) تعیین شد. شاخص های گیاه لوبیا شامل ماده خشک، غلظت و جذب روی در یک آزمایش گلدانی تعیین شدند. نتایج نشان داد که در خاک های تیمارشده و تیمارنشده با لجن فاضلاب، بیشترین مقدار روی با استفاده از روش مهلیچ 3 و کمترین مقدار آن با استفاده از روش مهلیچ 1 عصاره گیری شد. بر اثر افزودن لجن فاضلاب به خاک، روی عصاره گیری شده با روش های مختلف و شاخص های گیاه لوبیا افزایش یافت. همچنین نتایج نشان داد که در خاک های تیمارنشده روی عصاره گیری شده با عصاره گیرهای DTPA -AB، DTPA-TEA و مهلیچ 3 با شاخص های گیاه همبستگی معنی داری داشتند. درحالی که در خاک های تیمارشده با لجن فاضلاب، بین روی عصاره گیری شده با DTPA-TEA و مهلیچ 1 با وزن خشک گیاه و جذب روی و مهلیچ 2 با غلظت روی در گیاه همبستگی معنی داری وجود داشت. نتایج این پژوهش نشان داد که عصاره گیر DTPA-TEA توانایی برآورد روی قابل استفاده لوبیا در خاک های تیمارنشده و تیمارنشده با لجن فاضلاب را دارد.
    کلیدواژگان: لجن فاضلاب، عصاره گیرهای روی، لوبیا، DTPA، TEA
  • سمیرا نوری، سید حسین ثنایی نژاد صفحات 753-762
    از آنجا که اکثر روش هایی که تاکنون برای ارزیابی وضعیت خشکسالی ارائه شده اند شاخص های خشکسالی را بر اساس داده های ایستگاهی در یک نقطه برآورد می کنند پژوهشگران به دنبال روشی بودند تا به منظور مدیریت بهتر خسارت های ناشی از این پدیده خزنده و تدریجی، به برآوردهای منطقه ای از آن دست یابند. اخیرا سنجش از دور و تکنیک های تولید شده مبتنی بر تصاویر ماهواره ای توانسته اند برآوردهای مناسبی از وضعیت خشکسالی در مقیاس منطقه ای ارائه نمایند. در این مقاله سعی بر این است تا با استفاده از دو شاخص خشکی دما-گیاه (TVDI) و دما-گیاه اصلاح شده (MTVDI) و همچنین با بکارگیری محصولات دمایی و پوشش گیاهی سنجنده مودیس به بررسی خشکسالی در استان خراسان شمالی طی دو سال خشک (سال آبی 87-86) و نرمال (سال آبی 83-82) پرداخته و کارایی دو روش مذکور مورد سنجش قرار گیرد. نتایج نشان داد که شاخص MTVDI نسبت به شاخص TVDI، دوره های خشکی را بهتر پایش می کند. نتایج همبستگی خطی بین شاخص های خشکسالی و مقادیر بارش تجمعی 16 روز طی دوره تصویر، 16 روز پیش از تصویر و 1 ماه، 2 ماه، 3 ماه، 5 ماه و 7 ماه قبل از تصویر نیز نشان داد که همبستگی شاخص ها به ویژه شاخص MTVDI با بارش تجمعی 1 ماه قبل از تصویر نسبت به بارش در سایر بازه های زمانی بیشتر است که این مسئله به دلیل پاسخ تاخیری پوشش گیاهی به بارندگی است.
    کلیدواژگان: خشکسالی، خراسان شمالی، مودیس، MTVDI، TVDI
  • ایمان نیک روش، هادی معاضد، سعید برومند نسب، عبدعلی ناصری صفحات 763-768
    بسیاری از مشکلات و مسائل کشاورزی فاریاب ناشی از ترکیب شیمیایی و فیزیکی آب آبیاری است. کیفیت آب آبیاری از طریق تاثیر بر ساختمان خاک، توزیع اندازه منافذ و پیوستگی آن ها، بر منحنی مشخصه رطوبتی خاک موثر است. هدف این مطالعه، بررسی اثر تیمارهای شوری مختلف در حضور کدورت ثابت بر منحنی رطوبتی خاک می باشد. تیمارهای شوری در پنج سطح (1S1=، 2S2=، 4S3=، 6S4= و 8S5= دسی زیمنس بر متر) با کدورت ثابت (NTU200T=) اعمال شدند. این تیمارها در سه عمق مختلف خاک (0 تا 15، 15 تا 30 و 30 تا 45 سانتی متر) با بافت سیلتی-لوم در سه تکرار در قالب یک طرح آماری بلوک کامل تصادفی مورد بررسی قرار گرفتند. تعیین منحنی رطوبتی خاک به روش صفحات فشاری انجام شد. نتایج حاصل به وسیله نرم افزار MSTATC مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. نتایج نشان داد که درصد رطوبت خاک برای تیمارهای S2، S3، S4 و S5نسبت به تیمار S1 به ترتیب 65/13، 20/20، 23 و 30 درصد افزایش یافت. همچنین مقایسه درصد رطوبت خاک در عمق های مختلف نشان داد که عمق دوم و سوم نسبت به عمق اول کاهش 40/1 و 2 درصدی دارند.
    کلیدواژگان: شوری آب آبیاری، کدورت، منحنی رطوبتی خاک
  • بهنام آبابایی، وحیدرضا وردی نژاد صفحات 769-779
    در این مطالعه به منظور برآورد شاخص های عملکرد هیدرولیکی سیستم آبیاری تحت فشار، جایگزینی مدل های هیدرولیکی با استفاده از مدل-های آماری و شبکه عصبی مصنوعی مورد ارزیابی قرار گرفت. ضریب یکنواختی کریستیانسن به عنوان شاخص عملکرد هیدرولیکی، در نظر گرفته شد و با استفاده از یک الگوریتم، مقادیر این شاخص به صورت تابعی از ترکیب های مختلف فشار ورودی، تعداد خروجی ها، فاصله خروجی ها، ضریب زبری لوله، قطر داخلی، شیب، دبی اسمی خروجی ها، فشار کارکرد خروجی ها و توان معادله دبی خروجی ها محاسبه گردید (4320 ترکیب مختلف). دو مدل شبکه عصبی مصنوعی شامل شبکه پرسپترون چندلایه (MLP) و شبکه رگرسیون تعمیم یافته (GRNN) و نیز روش K نزدیک ترین همسایه (KNN) به عنوان یک مدل رگرسیون ناپارامتری برای شبیه سازی شاخص عملکرد هیدرولیکی لاترال ها مورد آزمون قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی MLP قادر است با کمترین خطا (3-2%) مقادیر ضریب یکنواختی لاترال های آبیاری تحت فشار را با استفاده از مشخصات هیدرولیکی و فیزیکی لاترال برآورد نماید. عملکرد مدل GRNN نیز به ویژه در ارتباط با کل داده ها در سطح نسبتا مطلوبی ارزیابی گردید. اما روش KNN علیرغم شبیه سازی دقیق متوسط مقادیر CU، قادر به شبیه سازی دقیق انحراف استاندارد این مقادیر نبوده و خطای آن در مرحله آزمون بسیار بیشتر از دو مدل دیگر برآورد گردید. در روش KNN، کمترین مقدار شاخص های خطا مربوط به رگرسیون ناپارامتری با 10 و 15 همسایه می باشد. نتایج این مطالعه نشان داد که امکان ساده سازی مدل های پیچیده هیدرولیکی با جایگزینی کل یا بخشی از این مدل ها با مدل-های ساده تر آماری و شبکه عصبی وجود دارد و این مسئله با توجه به پیچیدگی مدل های هیدرولیکی، به ویژه در فرآیند بهینه سازی سیستم های آبیاری، می تواند مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آبیاری تحت فشار، عملکرد هیدرولیکی، شبکه عصبی مصنوعی، K نزدیک ترین همسایه
  • طاهره رئیسی، علیرضا حسین پور صفحات 780-791
    این پژوهش با هدف بررسی اثرات ریزوسفر گندم بر سینتیک آزادسازی فسفر در 10 خاک آهکی با استفاده از ریزوباکس اجرا شد. سینتیک آزادسازی فسفر از خاک های ریزوسفری و توده توسط عصاره گیری متوالی با بی کربنات سدیم در یک دوره از 2 تا 840 ساعت در دمای 25±1 درجه سانتی گراد بررسی شد. نتایج نشان داد که میانگین مقدار فسفر استخراج شده در 840 ساعت از خاک های ریزوسفری (192 میلی گرم بر کیلوگرم) به طور معنی داری کمتر از خاک های توده (207 میلی گرم بر کیلوگرم) بود. همچنین، نتایج نشان داد که شیب منحنی تجمعی فسفر آزاد شده از خاک-های ریزوسفری و توده در 168 ساعت تغییر کرد. بنابراین نمودارها به دو بخش تقسیم و در هر بخش (168-2 و 840-168 ساعت) معادلات سینتیکی به داده ها برازش شدند. نتایج نشان دادند که معادله های تابع نمایی، پخشیدگی پارابولیک، الوویچ ساده و مرتبه اول می توانند در هر دو بخش سرعت آزادشدن فسفر را به خوبی، تشریح کنند. همچنین نتایج مطالعات همبستگی نشان داد که در بخش اول، مقدار فسفر آزاد شده پس از 168 ساعت از شروع آزمایش، ثابت سرعت معادلات الوویچ ساده، پخشیدگی پارابولیک، و معادله مرتبه اول در خاک های ریزوسفری و توده همبستگی معنی داری با شاخص های گیاه گندم داشتند (05/0p ≤). در بخش دوم، ثابت سرعت معادلات الوویچ ساده و پخشیدگی پارابولیک در خاک های ریزوسفری و توده همبستگی معنی داری با شاخص های گیاه گندم داشتند (1/0p ≤). نتایج این تحقیق نشان داد که ریزوسفر گندم منجر به کاهش مقدار و سرعت آزادسازی فسفر می شود و سرعت آزادسازی فسفر از خاک ها فاکتور مهمی در تامین فسفر مورد نیاز گیاه می باشد.
    کلیدواژگان: ریزوسفر، شاخص های گیاهی، عصاره گیری متوالی
  • سمیه حمیدی نهرانی، علیرضا واعظی صفحات 792-801
    مارن ها از جمله سازندهای حساس به فرسایش آبی هستند. پلی وینیل استات به عنوان پلیمر قابل تجزیه در طبیعت است که مصرف آن اخیرا در برنامه های حفاظت خاک مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر پلی وینیل استات بر هدایت هیدرولیکی و تولید رواناب و رسوب در یک خاک مارنی انجام گرفت. برای این منظور پلیمر در پنج سطح شامل صفر، 50، 100، 150 و 200 کیلوگرم در هکتار در سه تکرار در سطح خاک مصرف گردید. خاک های تیمار شده با پلیمر به 15 فلوم فلزی به ابعاد 5/0 متر در 1 متر و عمق 15 سانتی متر ریخته شدند. فلوم ها در شیب 5 درجه (9 درصد) تحت پنج رخداد باران یکسان شبیه سازی شده (با شدت 40 میلی متر بر ساعت و مدت 30 دقیقه) به فاصله حدود یک هفته قرار گرفتند. بر اساس نتایج، نفوذپذیری و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک به طور معنی داری به ترتیب در سطح احتمال 05/0 و 01/0 تحت تاثیر مثبت پلی وینیل استات قرار گرفت. تجزیه واریانس داده ها نشان داد که اثر تیمارهای پلی وینیل استات بر تولید رواناب و رسوب در سطح احتمال 05/0 معنی دار بود. مقدار 50 کیلوگرم در هکتار پلی وینیل استات بیشترین تاثیر را در افزایش هدایت هیدرولیکی اشباع و نفوذپذیری خاک و کاهش رواناب و رسوب در خاک مارنی داشت. مقدار نفوذپذیری خاک در تیمار 50 کیلوگرم در هکتار 6/16درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. این پژوهش نشان داد که پلی وینیل استات می تواند به عنوان پلیمری مناسب برای بهبود ساختمان خاک و مهار رواناب و رسوب در سازندهای مارنی مصرف گردد.
    کلیدواژگان: رخداد بارندگی، شبیه ساز باران، نفوذپذیری خاک، هدایت هیدرولیکی
  • نوال آزم، مهدی قمشی، ژاله فایضی زاده، مهوش منصوری هفشجانی صفحات 802-811
    اصلاح مسیر از طریق پاکسازی بستر از رسوبات و ناهنجاری های موجود و هم چنین ایجاد میانبر به منظور حذف چم های تند و برقراری راستای مناسب از جمله روش های غیر سازه ای موثر در افزایش آبگذری و کاهش تراز سیلاب می باشد. تحقیق حاضر به مقایسه اثرات 1- لایروبی رودخانه کارون در مقطع اهواز، 2- حذف ارتفاعات ناهمگون در پایین دست رودخانه با هدف منظم تر کردن شیب و 3- حذف مئاندر نعل اسبی پایین دست اهواز (مئاندر جنگیه) با استفاده از مدل ریاضی Hec-Ras4 پرداخته است. تجزیه و تحلیل نتایج مدل نشان داد که لایروبی در باز ه ی اهواز به شکل کف-کنی تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی پروفیل سطح آب ندارد و تنها روند رسوب گذاری و فرسایش را در این بازه سرعت می بخشد. به منظور رسیدن به نتیجه ایی بهتر و اثر بخش تر کردن لایروبی، ایده ی منظم تر کردن شیب هیدرولیکی رودخانه از طریق کاهش ارتفاعات ناهمگون در محدوده ی 2 قوس واقع در پایین دست اهواز پیشنهاد و مورد بررسی قرار گرفت، که نتایج مدل نشان داد که این طرح اثر قابل ملاحظه ایی بر هیدرولیک جریان و بالابردن اثربخشی لایروبی خواهد داشت. در بخش پایانی اجرای مدل هم دیده شد حذف مئاندر نعل اسبی پایین دست اهواز بیش ترین تاثیر در کاهش تراز سیلاب و روند رسوب گذاری در بازه اهواز را دارد.
    کلیدواژگان: رودخانه کارون، لایروبی، حذف مئاندر
  • مریم زاهدی فر، سیدعلی اکبر موسوی، مریم رجبی صفحات 812-822
    مدیریت کیفیت آب های زیرزمینی در مناطق خشک از اهمیت زیادی برخوردار است. دشت فسا در مناطق خشک و نیمه خشک ایران واقع شده است و عمده ساکنان آن در فعالیت های کشاورزی از آب های زیرزمینی استفاده می کنند. استفاده بیش از حد از آب های زیرزمینی و خشکسالی های اخیر سبب افت سطح ایستابی، شور شدن و کاهش کیفیت آب زیرزمینی در این منطقه شده است. لذا تغییرات مکانی برخی ویژگی های کیفی آب-های زیرزمینی 80 حلقه چاه دشت فسا در استان فارس شامل سختی کل آب، مقدار کل مواد جامد حل شده، قابلیت هدایت الکتریکی، پ هاش، غلظت کاتیون ها (کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم) و آنیون های محلول (سولفات، کلر و بی کربنات) در پاییز (آبان) 1389 بررسی و تخمین ویژگی ها با به کارگیری روش های زمین آماری انجام شد. روش مناسب تخمین شناسایی و پهنه بندی منطقه مورد نظر به لحاظ هر ویژگی کیفی با استفاده از نتایج روش انتخابی انجام شد. ساختار مکانی ویژگی های مورد مطالعه از مدل های کروی و نمایی با دامنه تاثیر 6700 تا 140600 متر و حدود آستانه 002/0 تا 33/2 تبعیت نمود و کلاس وابستگی مکانی در محدوده متوسط تا قوی قرار گرفت. روش کریجینگ معمولی نقطه ای روش تخمین مناسب شناخته و نقشه های پهنه بندی نیز با استفاده از آن تهیه شد. نقشه های پهنه بندی نشان داد آب های زیرزمینی نیمه جنوبی منطقه نسبت به نیمه شمالی از کیفیت نامطلوب تری برخوردار بوده و لازم است مدیریت بهره برداری از منابع آب و استفاده از الگو های کشاورزی با حساسیت بیشتری انجام شود تا از بدتر شدن کیفیت آب و وخیم تر شدن وضعیت سفره های آب زیرزمینی که مستقیما با معیشت ساکنان منطقه مرتبط است، جلوگیری به عمل آید.
    کلیدواژگان: زمین آمار، کریجینگ معمولی، وزن دهی عکس فاصله، همبستگی مکانی
  • معصومه فراستی، سید مرتضی سیدیان صفحات 823-831
    انتشارپذیری یک خاصیت قابل اندازه گیری محیط متخلخل و یکی از پارامترهای مهم معادله جابجایی انتشار می باشد که در بررسی و حل مسائل مربوط به انتقال آلودگی و حفاظت از منابع آبهای زیرزمینی استفاده می شود. گاهی این کمیت برای کل محیط متخلخل ثابت در نظر گرفته می شود ولی در طول سه دهه اخیر، مطالعات فراوان نشان داده است که انتشار پذیری به فاصله انتقال و یا طول آبخوان نیز بستگی دارد. در این پژوهش به بررسی اثر ضخامت آبخوان در انتشار پذیری محلول کلرید سدیم در خاکهای ماسه ای پرداخته شده است. بدین منظور ضخامت های مختلف 20، 40، 60، 80 و 100سانتی متر تهیه و انتشارپذیری آنها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین جهت انجام محاسبات مربوط به تعیین انتشار پذیری، از مدل بریگهام و برای شبیه سازی حرکت کلریدسدیم از مدل دو بعدی HYDRUS استفاده گردید. استفاده گردید. مدل بریگهام حل مستقیمی از معادله کلاسیک جابجایی – انتشار است که برای فواصل انتقال کوتاه پیشنهاد شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، انتشارپذیری خاک مقداری ثابت بوده که در دامنه قابل قبولی نوسان داشت و در محدوده نتایج به دست آمده از سایر مطالعات بود و هیچگونه وابستگی آن به ضخامت خاک ملاحظه نگردید. نتایج به دست آمده از نرم افزار HYDRUS نشان داد که با افزایش متوسط فاصله انتقال مقدار انتشارپذیری خاک افزایش یافته به طوری که با نزدیک شدن غلظت نمونه ها به غلظت نهایی آلاینده مقدار آن ثابت شده است.
    کلیدواژگان: انتشار پذیری، ضخامت خاک، HYDRUS، مدل بریگهام، کلرید سدیم
  • علی بافکار، بهمن فرهادی، علیرضا کریمی صفحات 832-838
    ضریب گیاهی یکی از فاکتورهای بسیار مهم در برنامه ریزی های آبیاری و تخصیص بهینه منابع آب به گیاهان به حساب می آید. این مطالعه در طی دو سال زراعی 1389 و 1390 در ایستگاه لایسیمتری مرکز تحقیقات جهاد کشاورزی استان کرمانشاه واقع در دشت ماهیدشت صورت گرفته است. ضریب گیاهی از طریق نسبت تبخیر و تعرق واقعی به تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع بدست آمده است. تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از داده های لایسیمتری اندازه گیری و تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع نیز بر اساس فرمول پنمن- مانتیث بر اساس داده های روزانه هواشناسی ایستگاه ماهیدشت محاسبه گردید. در طول دوره رشد شاخص سطح برگ نیز طی 14 مرحله اندازه گیری و ثبت گردید. بر اساس نتایج این مطالعه ضریب گیاهی با تعداد روزهای بعد از کاشت و همچنین شاخص سطح برگ به صورت یک معادله چند جمله ای درجه پنج با ضریب تبیین بالای 9/0 در سطح اعتماد 001/0 ارائه شده است. میزان متوسط تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع و تبخیر و تعرق ذرت در طول فصول رشد به ترتیب برابر 913 و 743 میلیمتر محاسبه گردیده است. در این تحقیق در مراحل مختلف رشد گیاه ذرت یعنی مراحل ابتدایی، میانی و نهایی در طی دو سال به طور متوسط به ترتیب برابر 5/0، 22/1 و 89/0 محاسبه شده است. مقایسه بین مقادیر بدست آمده با روش فائو حاکی از آن است که داده های بدست آمده مطابقت خوبی را با آن نتایج نشان می دهند و تفاوت جزئی که در مراحل انتهایی رشد پیش آمده ناشی از تاثیر تغییرات اقلیمی در میزان آب مصرفی گیاه می باشد.
    کلیدواژگان: شاخص سطح برگ، روزهای پس از کاشت، لایسیمتر، تبخیر و تعرق
  • پیمان ورجاوند، علی حسین زاده دلیر، مهدی قمشی، داود فرسادی زاده صفحات 839-849
    بررسی آزمایشگاهی تاثیر زبری های مصنوعی برروی نوسانات لحظه ای سرعت در جریان غلیظ نمکینوسانات لحظه ای سرعت نقش مهمی در انتقال مواد رسوبی معلق دارا می باشد. در تحقیق حاضر به بررسی آزمایشگاهی جریان های غلیظ نمکی برروی بسترهای زبر مصنوعی پرداخته شده است. دو شکل زبری استوانه ای و مخروطی با سه ارتفاع زبری مورد استفاده قرار گرفته است. پروفیل سرعت با استفاده از دستگاه سرعت سنج صوتی بطوری برداشت گردید. پروفیل های قائم سرعت و غلظت به ترتیب در 3 و 4 مقطع در بدنه جریان برداشت گردید. نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع زبری نسبی تاثیر چندانی برروی نوسانات لحظه ای سرعت در ناحیه اختلاط بدنه جریان غلیظ ندارد و همچنین تحلیل نوسانات لحظه ای سرعت برروی بسترهای زبر در ناحیه اختلاط نشان داد که شدت تلاطم در جهت جریان در مرز بین بدنه جریان غلیظ و سیال پیرامون برای زبری های استوانه ای و مخروطی بترتیب حدود 48 و 32 درصد سرعت برشی می باشد
    کلیدواژگان: پروفیل سرعت، پروفیل غلظت، زبری نسبی، سیال غلیظ، شدت تلاطم
  • بیژن قهرمان صفحات 850-859
    نمایه ی هرست (H) مشخص کننده ی اغتشاش نرمال جزئی (fGn)، فرآیند خود-متشابه مهم با کاربرد گسترده، بوده و پایداری طولانی مدت (LTP) آن را تعیین می کند. روش های کاملا متعددی برای برآورد نمایه ی هرست در سری fGn توسط پژوهش گران پیشنهاد شده است. ولی تنها پژوهش های اندکی موجود است که به مقایسه ی روش های مختلف برای سری های زمانی متفاوت و با طول دوره ی آماری مختلف پرداخته است. در این مقاله کارایی 7 روش مختلف شامل دامنه ی تغییر مقیاس داده شده (R/S)، 3 نگرش متفاوت از روش انحراف معیار تجمیع شده (ASD[0]، ASD[rec]، ASD[opt])، روش پراش (VAR)، و 2 نگرش از روش خودهمبستگی ([1]، [2]) مورد مقایسه قرار گرفته است. هفت سری زمانی مختلف شامل درجه حرارت سالانه ی مشهد (با طول های 127 و 66 سال)، تراز آب حداقل سالانه ی رودخانه ی نیل (660 سال)، دو فرآیند جهانی نوسان آتلانتیک شمالی (NAO) (62 سال) و دو سری از نوسان دهه ای پاسیفیک (PDO) (112 و 331 سال) و غلظت CO2 جو که در مائونا لوئا واقع در هاوایی اندازه گیری شده است (55 سال) درنظر گرفته شد. نتایج نشان داد که سری های NAO و CO2 از LTP برخوردار نیستند (H
    کلیدواژگان: پایداری، خودهمبستگی، روند، غلظت CO2 جو، NAO، PDO
|
  • A.R. Gheisi, A.N. Ziaei, S.R. Khodashenas Pages 669-679
    Damage or failure is an inevitable event which should be considered in all decisions taken at planning-, design-, operation- and maintenance-level for a water distribution network (WDN). So far several studies are conducted about reliability analysis in literature, but very little attention is paid to the damage tolerance analysis (DTA) of WDNs with different orders of failures. This may be due to the heavy and extremely time consuming computational workloads commonly required for DTA. In this study required relationships for DTA of WDNs with different orders of failure are derived. Additionally some equations are proposed to estimate the possible errors in these relationships. Then an attempt was made to evaluate the damage tolerance of sixteen designs of a hypothetical WDN with different orders of failure. The results indicate that application of the proposed equations of this study could significantly prevent redundant and unnecessary hydraulic simulations which may complicate the DTA of WDNs. Moreover the results reveal that the tolerance of the WDN to various orders of failures gradually decreases by decreasing the diameters of pipes. Comparing the damage tolerance of a network with different orders of failure, one could estimate the sensitivity of a WDN to simultaneous failures.
    Keywords: Water Distribution Network, Damage tolerance, Hydraulic simulation, Failure probability
  • M. Habibi Davijani, M.E. Banihabib, S.R. Hashemi Pages 680-691
    Population growth has caused increase of water demand for the drinking water, industry and agriculture. This condition needs the application of effective measures for optimal water management. So, in this research, a water allocation model is proposed for agriculture, industry and service sectors. In agricultural sector, production function of each crop is determined and then, objective function is specified based on the production function, and income of crops. In the industrial sector, the water demand of the product is function of water and other material prices and so, the demand function is determined based on these factors. Due to the necessity of water for the service sector, the total water demand of this section was fully allocated. Then, using innovative learning algorithms, a combination of genetic algorithms-Collective Intelligence (GAPSO), objective function is maximized and optimal allocation of water for agriculture and industry, were determined and compared. According to the result mentioned, use pattern of deficit irrigation model, changing crop pattern, remove the acreage of some crops and use of more water resources in the industry field can be effect on increase revenues to 114 billion Rls. In sum, the income of agriculture and industry in the Iran Central Kavir basin can be up to 56 percent of revenues of the current situation using water resource allocation for different sectors. In this case, the region will witness a remarkable progress. Therefore changes in the water resources allocation of the area seem to be necessary.
    Keywords: Water Resources, Agriculture, Industry, Optimization, Genetic Algorithms, Particle Swarm Optimization, GAPSO
  • M. Khorami, A. Alizadeh, H. Ansari Pages 692-702
    Increased use of drip irrigation systems in the country and farmer's tendency to use more efficient irrigation systems, has caused need to know about parameters and factors that affect irrigation efficiency. This Study was done to examine how water moves in the soil and soil moisturere distribution at Weather Station of Ferdowsi University of Mashhad. Inthisstudy, Hydrus 2D/3D Model performed by using data from laboratory and field analysis. Thes imulation results of soil moistureina 48 hour period were compared with the results offield measurements. The results showed that the model is very capable in simulating moisture contentin thesoil. Statisticalerroranalysiswas described to estimate model parameters using Maximumerror (ME), Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Error (MAE). Based on the results of RMSE parameter in volume tricsoil moisture, forallintervals and all discharges RMSE was less than 10 percent that it shows that model hashigh ability in simulation. Maximum Error was up to 5% of and Mean Absolute Error was up to 2.05 % of volumetric moisture content.
    Keywords: Drip irrigation, Hydrus 2D, 3D, Simulation, Soil Moisture
  • B. Bahrami, R. Erfanzadeh, J. Motamedi Pages 703-711
    In this study, Khanghag Sorkh watershed was selected to study on the effect of vegetation and slope changes on soil carbon sequestration. Therefore, three vegetation communities were recognized and soil sampling was done within 0-30 cm depth in two slopes (10-30% and 30-50%). Soil samples were analyzed to measure carbon sequestration rate and some of other physico-chemical characteristics. The results showed that the soil of Pteropyrum aucheri-Astragalus microcephulus, Astragalus microcephulus-Acanthophyllum microcephalum and Pteropyrum aucheri-Prangus uloptera communities has sequestrated 96.10, 73.84 and 52.85 ton carbon per hectare, respectively. The slope of 10-30% and 30-50% has sequestrated 96.11 and 126.68 ton carbon per hectare, respectively. In general, the slope of 10-30% had higher carbon sequestration compared with the slope of 30-50% with the exception of Pteropyrum aucheri-Astragalus microcephulus community. Our estimations revealed That the soil of Pteropyrum aucheri-Astragalus microcephulus, Astragalus microcephulus-Acanthophyllum microcephalum and Pteropyrum aucheri-Prangus uloptera had ca. 19220$, 14768 and 10570$ economical values per hectare in respect to carbon fixation,, respectively. An investigation on other edaphic factors showed that most of soil factors were also significantly different between vegetation communities and slope classes (P
    Keywords: Khanghah Sorkh Urmia, Rangelands, Slope gradient, Soil carbon sequestration, Vegetation
  • A. Hezarjaribi, F. Nosrati Karizak, K. Abdollahnezhad Pages 712-719
    Cation Exchange Capacity (CEC) is an important characteristic of soil in view point of nutrient and water holding capacity and contamination management. Measurement of CEC is difficult and time-consuming. Therefore, CEC estimation through other easily-measurable properties is desirable. The purpose of this research was to investigate CEC estimating using easily accessible parameters with Artificial Neural Network. In this study, the easily accessible parameters were sand, silt and clay contents, bulk density, particle density, organic matter (%OM), calcium carbonate equivalent (%CCE), pH, geometric mean diameter (dg) and geometric standard deviation of particle size (σg) in 69 points from a 1×2 km sampling grid. The results showed that Artificial Neural Network is a precise method to predict CEC that it can predict 82% of CEC variation. The most important influential factor on CEC was soil texture. The sensitivity analysis of the model developed by using of Artificial Neural Network represented that clay%, silt%, sand%, geometric mean diameter and geometric standard deviation of particle size, OM% and total porosity were the most sensitive parameters, respectively. The model with clay%, silt%, sand%, geometric mean diameter and geometric standard deviation of particle size as inputs data was selected as the base model to predict CEC at studied area.
    Keywords: Cation exchange Capacity, Artificial Neural Network, Prediction, Easily soil properties
  • R. Zebardast, E. Sepehr Pages 720-731
    In order to investigate the effect of humic acid (HS) on P adsorption behavior, an experiment carried out with three levels of HS (0, 100, 200 mg/L) and various P concentration (0 to 30 mg/L) at two ionic strengths (IS) of 0.1 and 0.01 M. Adsorption data were fitted to Langmuir, Freundlich and Temkin equations, and Langmuir was better fitted than others (R2=0.91 to 0.98). Results indicated that HS application significantly lowered the adsorption isotherm curves and Langmuir maximum mono layer adsorption (qmax) decreased up to %50 in comparison to control. Also sorption parameters including Langmuir bonding energy parameter (KL), Freundlich capacity and intensity factors (KF, n), and Temkin retention parameter (KT) decreased significantly by adding HS. Maximum buffering capacity (MBC), equilibrium buffering capacity (EBC) and standard buffering capacity (SBC) decreased more than %50 in HS200. Application of HS increased equilibrium phosphorus concentration (EPC) in both ionic strength, as EPC increased from 0.28 to 0.40 mg/L (IS=0.01 M) and 0.21 to 0.39 mg/L (IS=0.1 M). Finally, it was concluded that HS reduced P sorption due to competition on sorption sites and resulted in increasing P availability to plants.
    Keywords: Phosphorus, Humic acid, Ionic strength, Adsorption Isotherms
  • H. Hatami, A. Karimi, A. Fotovat, H. Khademi Pages 732-741
    Aluminosilicates such as K-feldspar and micaceous minerals are the main source of potassium in soils. The objectives of this study were to investigate the release of K from micaceous minerals (biotite, phlogopite, muscovite) and K-feldspars (Zanjan and Yazd) using sequential extraction by 0.05 M BaCl2 and determine the effect of mineral grain size and application of kinetic models to describe K release. For this purpose, sequential extraction with BaCl2 was conducted on two sizes of 50-100 and less than 50 micron for the periods of 2-600 hours. The amount of K released into the solution was measured by flame photometer. The results indicated that after 13 times of extraction, in the both sizes, biotite and muscovite had the highest and lowest values of K release, respectively. Meanwhile, the released K increased by decreasing the mineral size. The kinetics of K release from minerals consisted of two phases, the first phase was relatively rapid and then continued with a slow rate to end of the experiment. Regarding the high determination coefficient (R2) and low standard error of the estimate (SE), parabulic diffusion and exponential function equations could reasonably describe the K release kinetics. Therefore, it may be concluded that the release of K is controlled by diffusion process from the surface of the study minerals.
    Keywords: Barium chloride, Feldspar, Kinetics equations, Mica, Sequential extraction
  • H.R. Motaghian, A. Hosseinpour Pages 742-752
    Sewage sludge uses as a low coast fertilizer to rectify deficit of elements such as zinc (Zn). A suitable extractant for estimation of bean-available Zn in calcareous soils amended with sewage sludge has not yet been introduced. The aim of this research was to assess several chemical extractants for the estimate of available Zn in sewage sludge-amended calcareous soils. For amended soils, 1% (w/w) of sewage sludge was added to 10 calcareous soils, and the soils (amended and un-amended) were incubated at field capacity for 30 days. At the end of incubation, soils were air-dried and available Zn was determined using 7 chemical extractants (DTPA-TEA, AB-DTPA, Mehlich 1, Mehlich 2, Mehlich 3, 0.1 N HCl and 0.01 M CaCl2). Zinc concentration in shoots, Zn uptake, and shoot dry weight of bean were determined in a pot experiment in amended and un-amended soils. The results show that Mehlich 3 and Mehlich 1 extractants extracted the highest and the lowest concentrations of Zn in both amended and un-amended soils, respectively. Furthermore, all three studied indices and Zn extracted by using different methods increased in amended soils. In addition, results indicated that significant correlations were found between extracted Zn using AB-DTPA, DTPA-TEA and Mehlich 3 and plant indices in un-amended soils. On the contrary, in sewage sludge-amended soils only the correlation between extracted Zn using DTPA-TEA and Mehlich 1 with Zn uptake and shoot dry weight and Mehlich 2 with Zn concentration was significant. The results of this study showed that DTPA-TEA could estimate bean-available Zn in the sewage sludge-amended and –un-amended calcareous soils.
    Keywords: Sewage sludge, Zn extracants, bean, DTPA, TEA
  • S. Noori, S.H. Sanaei Nejad Pages 753-762
    Because most of the methods that have been proposed for estimating statues drought generate point estimate, so researchers were always looking for ways to achieve regional estimates for better manage this gradually creeping phenomenon. Recently, remote sensing and techniques proposed base on it could estimate drought in regional scale well. In this paper, it’s tried to estimate drought and evaluation performance of the Temperature Vegetation Dryness Index (TVDI) and the Modified Temperature Vegetation Dryness Index (MTVDI) using the vegetation and temperature MODIS products in Northern Khorasan during two years 2004 and 2008 (as normal and dry years respectively). The results showed that MTVDI index has performed better than TVDI index. The result of linear correlation analyzed between indices and the cumulative precipitation of the currently 16 days, early 16 days and early 1 month, 2 month, 3 month, 5 month and 7 month showed the indices, specially MTVDI, had a close relationship with early 1 month precipitation than the others. This is due to the delayed response of vegetation to precipitation.
    Keywords: Drought, MODIS, MTVDI, Northern Khorasan, TVDI
  • I. Nikravesh, H. Moazed, S. Broomandnasab, A.A. Naseri Pages 763-768
    Many of irrigated agriculture problems are resulting from chemical and physical composition of irrigation water. The irrigation water quality is effective on soil moisture characteristic curve by effect on soil structure, pore size distribution and continuity of them. The aim of this study was to evaluate the effect of different water salinity in the presence of constant turbidity on the soil moisture curve. The salinity treatments at five levels (1, 2, 4, 6 and 8 dS/m) with constant turbidity (200 NTU) were applied. These treatments were investigated at three depths of soil (0 to 15, 15 to 30 and 30 to 45 cm) with a silt-loam texture with three replications in a randomized complete block design. Soil water retention curve was determined by using pressure plate method. The results were statistically analyzed with MSTATC software. The results showed that the water percent of the soil of S2, S3, S4, S5 treatments of irrigation water quality increased to values 13.65, 20.20, 23 and 30 percent compared to S1 treatment. Comparison of water percent of soil at various depths showed that the depth of the second and third compared to the first decreased to 1.40 and 2 percent.
    Keywords: Irrigation water salinity, Soil water retention curve, Turbidity
  • B. Ababaei, V. R. Verdinejad Pages 769-779
    In this research, replacement of hydraulic models with statistical models and artificial neural networks were studied in order to estimate the criteria of pressurized irrigation systems hydraulic performance. The Coefficient of Uniformity of Christiansen (CU) was accepted as a hydraulic performance index. Using an automated algorithm, the values of this index were calculated for different combinations of inlet pressure, number and spacing of outlets, pipe roughness coefficient, inside diameter, slope, outlets nominal outflow and pressure and the exponent of the formula of outlet outflows (x) (4320 different combinations). Two different architecture of artificial neural networks were studied including a multi-layer perceptron (MLP) model and a generalize regression model (GRNN). Again, K-nearest neighbor (KNN) algorithm, as a nonparametric regression model was analyzed too. The results showed that MLP model could estimate the CU values of pressurized irrigation system laterals very closely (2-3% error) using its hydraulic and physical characteristics. The performance of GRNN model was also acceptable, especially related to the whole data set. But, the KNN algorithm was unable to predict standard deviation of CU values, although it was capable in estimating the mean value. The deviations of the KNN algorithm were the largest among all the models. The lowest values of error indices of the KNN algorithm was related to the K values of 10 and 15. The results of this study revealed the possibility of simplification of sophisticated hydraulic models by replacing the whole or some parts of these models with simpler statistical models and artificial neural networks. This is very interesting because of the complexity of hydraulic models, especially in optimization processes of irrigation systems.
    Keywords: Pressurized Irrigating, Hydraulic Performance, Artificial Neural Networks, K, Nearest Neighbors
  • T. Raiesi, A. Hosseinpur Pages 780-791
    The objective of this research was to evaluate the rhizospheric effects of wheat on phosphorus (P) release kinetics in 10 calcareous soils under rhizobox conditions. The kinetics of P release in the bulk and the rhizosphere soils were determined by successive extraction with 0.5 M NaHCO3 in a period of 2 to 840 h at 25 ± 1°C. The results of kinetics study showed that mean of released P after 840 h of extraction period in the rhizosphere soils (192 mg/kg) was significantly lower than the bulk soils (207 mg/kg). A plot of cumulative amount of P released from both the rhizosphere and the bulk soils showed a discontinuity in slope at 168 h. Thus, two equations were applied to segments of the total reaction time (2 to 168 and168 to 840 h). Release kinetics of P from the rhizosphere and the bulk soils conformed fairly well to parabolic diffusion, simplified Elovich, power function and first order models in two segments. The correlation results showed that P released after 168 and P release rate constants of simplified Elovich, parabolic diffusion and first order equations in the rhizosphere and the bulk soils were significantly correlated (p≤0.05) with wheat plant indices. In second segment, P release rate constants of Elovich, and parabolic diffusion equations in the rhizosphere and the bulk soils were significantly correlated with wheat plant indices (p≤0.1). The results of this research indicated that wheat rhizosphere caused decrease of the P release rate and P release amount and release rate of P are important factosr in supplying available P to plants.
    Keywords: Rhizosphere, Plant indices, Successive extraction
  • S. Hamidi Nehrani, A.R. Vaezi Pages 792-801
    Marls have been recognized as susceptible formations against water erosion. Polyvinyl acetate (PVAc) is a biodegradable polymer which can be currently applied in soil conservation programs. The study was conducted to investigate effect of the PVAc on hydraulic conductivity and runoff and sediment production in a marl soil. The PVAc was applied in soil surface at five levels consists of zero (control), 50, 100, 150 and 200 kg ha-1 with three replications. The polymerized soils were putted into fifteen flumes with a dimension of 0.5m × 1m and 15cm depth. The flumes were placed in 9% slope and affected by five simulated rainfall events (40 mm h-1 in intensity and 30 min duration) with seven days interval. Based on the results, soil infiltration and hydraulic conductivity significantly affected by the PVAc application with a statistical level of 0.05 and 0.01, respectively. Analysis of runoff and sediment data showed that the runoff and sediment production was remarkably influenced by the PVAc application. There was found that 50 kg per hectare of the PVAc have the highest effect in improving infiltration rate and hydraulic conductivity, and consequently decreasing runoff and sediment production. The infiltration rate in 50 kg per hectare of the PVAc was 16.6% higher than zero treatment (control). The study reveled that the PVAc can be successfully used in the marl areas to improve soil structure and control runoff and sediment
    Keywords: Hydraulic conductivity, Rainfall event, Rainfall simulator, Soil infiltration
  • N. Azam, M. Ghomeshi, Zh. Fayezizade, M. Mansouri Hafshejani Pages 802-811
    The operation dredging of river bed and also creating a cut off for removing sharp meander and maintain proper alignment is effective non-structural methods for decreasing the flood level. This study compared the effects of 1) Dredging karoon river at ahvaz range, 2) Removing heterogeneity height in order to make uniformly downstream slope, 3) Removing ahvaz downstream horseshoe Meander, which has been analyzed by HecRas4 model. Data modeling analysis showed that dredging in the form of bed dig in ahvaz range will not have significant effect on water level profile. This method only increase sedimentation and erosion rate in ahvaz range. Achieving to better results, the idea of dredging ahvaz downstream between two meander in order to regulate hydraulic gradient through removing heterogeneity height was proposed. Findings showed that this method has significant effect on improving of Hydraulic of flow and dredging effectiveness. Finally, it will be found that removing of the ahvaz downstream horseshoe meander is the most effective method for reducing level of flood and sedimentation rate in ahvaz range.
    Keywords: Karun River, Dredging, Cut off, HecRas4 Model
  • M. Zahedifar, S.A.A. Moosavi, M. Rajabi Pages 812-822
    Management and chemical quality of groundwater is very important in arid regions. Fasa plain (in Fars province) is an arid-semi arid region in Iran, that almost all of its residents are using groundwater in agricultural activities. Recent water shortages resulted in deepens water table, salinization and reduced groundwater quality in this area. Studying the spatial variability and zoning of the chemical quality attributes of water in order to optimum utilization and management of soil and water resources is one of the practical methods in conservation of these resources. Therefore, the spatial variability for some of groundwater quality attributes in 80 wells located in Fasa plain of Fars province including total hardness, total dissolved solids, electrical conductivity, pH, soluble cations (calcium, magnesium, sodium, and potassium) and anions (sulfate, chloride, and bicarbonate) concentration was studied and attributes were estimated by applying geostatistical methods. The suitable estimation method was determined and zoning of the studied area was done for each studied attributes. The spatial variability structure of studied attributes followed the spherical and exponential models having the range parameters of 6700 to 140600 m belonging to the moderate to strong spatial correlation classes. The Ordinary Point Kriging was determined as the suitable estimating method that used for preparing the maps of water quality zoning. The quality of groundwaters in the southern half of the studied area was lower than that of the northern half, therefore, the more sensitive management in utilization of water resources and in using of agricultural systems is needed in order to avoiding the deterioration of water quality and worsening of groundwater status that is directly related to the residents livelihood.
    Keywords: Geostatistics, Ordinary kriging, Inverse distance weighting, Spatial correlation
  • M. Farasati, S.M. Seyedian Pages 823-831
    Dispersivity is an important property of a porous medium and Advection-Dispersion equation (ADE). It is used in solving problems related to pollutants migration by groundwater. Numerical models are frequently used for simulation of water movement in soils. In the present study, the dependence of NaCl dispersivity on thickness of the aquifer materials has been investigated. In orther to perform it, 5 different thickness of soil column (20, 40, 60, 80 and 100 cm) selected. The physical model used in the study consisted of a cylindrical tank with inner diameter of 6cm and 5 thicknesses 20, 40, 60, 80 and 100 cm of soil column designated by T1, T2, T3, T4 and T5 respectively. Sodium chloride with an electrical conductivity (EC) of 3 dSm-1 was selected as conservative pollutant. For calculation of dispersivity Brigham model and for simulation of NaCl movement HYDRUS software used. Results of the study indicated that the dispersivity of sandy porous was not dependent on the thickness. The result of HYDRUS showed that with increase of aquifer length, dispersivity increased but it was not significant.
    Keywords: Dispersivity, Soil thickness, HYDRUS, Brigham model, NaCl
  • P. Varjavand, A. Hosseinzadeh Dalir, M. Ghomeshi, D. Farsadizadeh Pages 839-849
    Instantaneous velocity fluctuations are very important insuspended sediment load transportation. In this study experiments were performed toinvestigate the effects of artificial bed roughness on the instantaneous velocity fluctuations of saline density currents. Conic and cylindrical shapes of roughness with three heights were used. Velocity profiles were measured with an acoustic profiler velocity meter. Velocity and concentrationprofiles were measured in 3 and 4 cross-sections, respectively. The results show that increasing inrelative roughness height has a little impact on instantaneous velocity fluctuations in the entrainment region of the body of current. Also results of theinstantaneous velocity fluctuations profile on the rough bed show that turbulence intensity at the boundary of the ambient fluid and body of the current for cylindrical and conic roughness were 48 and 32 percent of shear velocity, respectively.
    Keywords: Concentration profile, Dense fluid, Relative roughness, Turbulence intensity, Velocity profile
  • B. Ghahraman Pages 850-859
    Fractional Gaussian noise (fGn) is an important and widely used self-similar process, which is mainly parametrized by its Hurst exponent (H) to specify its long-term persistence (LTP). Many researchers have proposed methods for estimating the Hurst exponent of fGn. But there is only a few researches that has compared different methods for different time series covering different length of records. In this paper, we have compared the performance of 7 different methods covering rescaled range (R/S), 3 different approaches of aggregated standard deviation method (ASD[0], ASD[rec], ASD[opt]), variance method (VAR), and 2 approaches of autocorrelation method ([1] and [2]). Seven different time series including Mashhad annual temperature (127 and 66 years), yearly minimal water levels at the Nile River (660 years), two global phenomena of North Atlantic Oscillation (NAO) (62 years) and two Pacific Decadal Oscillation (PDO) series (112 and 331 years), and concentration of atmospheric CO2 measured at Mauna Loa, Hawaii (55 years) were considered. The results showed that NAO and CO2 series do not have LTP (H
    Keywords: Atmospheric CO2 concentration, Autocorrelation, NAO, PDO, Persistence, Trend