فهرست مطالب

دانش آب و خاک - سال بیست و سوم شماره 3 (پاییز 1392)

نشریه دانش آب و خاک
سال بیست و سوم شماره 3 (پاییز 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/07/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • ویدا منتخبی کلجاهی، علی اصغر جعفرزاده، فرزین شهبازی، حامد فروغی فر صفحات 1-12
    در این تحقیق به منظور مطالعه تاثیر شکل اراضی بر ویژگی های میکرومورفولوژیک خاک در واحدهای فیزیوگرافی مختلف اراضی پست، دشت، دشت دامنه ای، دشت آبرفتی رودخانه ای و تپه، پنج خاکرخ در ناحیه ای از دشت تبریز واقع در غرب این شهرستان بین 9 °38 تا 12 °38 عرض شمالی و °46 تا 6 °46 طول شرقی، مورد بررسی قرار گرفته است. رژیم رطوبتی منطقه مورد مطالعه اریدیک ضعیف و رژیم حرارتی مزیک بوده و ارتفاع آن از سطح آزاد دریا 1350متر می باشد، نمونه ها از افق های مختلف انتخاب وبصورت دست خورده و دست نخورده جهت مطالعات فیزیکی، شیمیایی و میکرومورفولوژیکی برداشته شد و مورد تجزیه قرار گرفت. خاک های مذکور بر اساس ویژگی های مورفولوژیک، فیزیکی و شیمیایی و کلید رده بندی 2010 در رده اریدی سول و انتی سول، تحت رده های سالید، آرجید، کلسید و اورتنت و زیرگروه های Calcic Haplosalids، Xeric Natrargids، Xeric Haplocalcids و Xeric Torriorthent رده بندی شدند. همچنین مشاهدات میکرومورفولوژیکی نشان دهنده ی تاثیر شکل اراضی یا واحدهای مختلف فیزیوگرافی در تشکیل نمودهای خاکساختی بوده و پوشش های رسی در خاکرخ های بالادست با وجود توسعه یافتگی کمتر در اطراف ذرات درشت مشاهده می شود. ذرات و میکروکریستال های آهک در تمام خاکرخ ها پراکنده بوده و نشان دهنده جوان بودن خاک های مذکور است. نسبت ذرات درشت به ریز در خاکرخ های بالادست به علت جوان تر بودن و تاثیر کم فرایندهای خاکساختی، بزرگتر از نسبت آن در خاکرخ های پایین دست است. ندول ها و اکسیدهای آهن و منگنز نیز در تحت الارض اکثر خاکرخ ها مشاهده می شود. ریزساختار مکعبی در خاکرخ های پایین دست نسبت به خاکرخ های بالادست دارای توسعه یافتگی بیشتر بوده که بیانگر الگوی پراکنش انولیک در بالادست و پورفیریک در پایین دست می باشد.
    کلیدواژگان: دشت تبریز، شکل اراضی یا واحدهای فیزیوگرافی، خواص میکرومورفولوژیک، نمودهای خاکساختی
  • میرجعفرصادق صفری، میرعلی محمدی، گلعذار گیلانی زاده دیزج صفحات 13-24
    مجاری باز جدار صلب در انتقال آب سامانه های زهکش سطحی، فاضلاب و سایر موارد کاربردهای زیادی دارند. به منظور طراحی بهینه و اقتصادی مقطع آنها، بررسی حرکت دانه های رسوبی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق از داده های آزمایشگاهی آستانه نهشته شدن و آستانه حرکت رسوبات در مجاری باز صلب استفاده شده است. با به کارگیری روش سرعت بحرانی، روابط جدیدی برای آستانه نهشته شدن در کانال های با مقاطع دایره ای، مستطیلی وU شکل و همچنین رابطه جدیدی برای آستانه حرکت رسوبات در کانال با کف V شکل ارائه گردید. این روابط با روابط موجود برای آستانه حرکت رسوبات در مجاری باز صلب و متحرک مقایسه شده است. این تحقیق تفاوت بین دو پدیده آستانه نهشته شدن و آستانه حرکت ذرات رسوبی در کانال ها را مشخص می کند. در اینجا، تاثیر شکل مقطع کانال بر آستانه نهشته شدن و آستانه حرکت رسوبات در کانال های صلب نیز بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که در شرایط یکسان، روابط آستانه نهشته شدن در بین سه نوع مجرای باز صلب با شکل مقطع های مستطیلی، دایره ای وU شکل، کانال مستطیلی به کمترین سرعت بحرانی و کانال U شکل به بیشترین سرعت بحرانی نیاز دارند. این نتیجه تاثیر شکل مقطع کانال را برای آستانه نهشته شدن رسوبات در این نوع مقاطع کانال ها بیان می کند. به دلیل کمبود داده های در دسترس، نتایج این تحقیق به منظور توسعه مدل های عددی در مجاری باز صلب می تواند مفید باشد.
    کلیدواژگان: آستانه حرکت، آستانه نهشته شدن، دانه رسوبی، سرعت بحرانی، شکل مقطع کانال، مجاری باز صلب
  • یعقوب دین پژوه، علیرضا شریفی صفحات 25-42
    به منظور تحلیل حساسیت تبخیر و تعرق گیاه مرجع (ETo) به تغییرات هر یک از پارامترهای هواشناسی در دو ایستگاه هواشناسی سنندج و سبزوار از داده های ماهانه هواشناسی در دوره آماری 2005-1961 استفاده شد. ابتدا میزان ETo در هر ماه و ایستگاه با استفاده از روش فائو- پنمن- مانتیث برآورد شد. سپس مقدار هر یک از پارامترهای هواشناسی شامل میانگین درجه حرارت هوا، سرعت باد، فشار بخار واقعی هوا و تابش خالص در دامنه 20± درصد تغییر داده شدند و میزان تغییر در ETo محاسبه گردید. این تغییر هم به صورت انفرادی برای یکایک پارامترها و هم به صورت ترکیبی انجام شد. نتایج نشان داد که در هر دو ایستگاه، هم در مقیاس سالانه و هم در مقیاس ماهانه، بیشترین حساسیت ETo مربوط به پارامتر Tmean می باشد. در حالی که کمترین حساسیت در هر دو ایستگاه، در مقیاس سالانه و ماهانه، نسبت به پارامتر فشار واقعی بخار هوا (ea) است. در ایستگاه های سنندج و سبزوار و در مقیاس سالانه، افزایش 20 درصد در مقدار متوسط Tmean به ترتیب موجب افزایش 23/11 و 68/12 درصد در ETo شد. در این دو ایستگاه و در مقیاس زمانی مذکور، 20 درصد افزایش در میانگین ea موجب کاهش ETo به اندازه 29/3 (در سنندج) و 53/3 درصد (در سبزوار) گردید. در مقیاس ماهانه نیز همواره سنندج در مقایسه با سبزوار حساسیت کمتری در مقابل تغییرات پارامترهای هواشناسی روی ETo نشان داد. در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که در دو ایستگاه مورد مطالعه میانگین درجه حرارت هوا بیشترین حساسیت را روی ETo داشت.
    کلیدواژگان: پارامترهای هواشناسی، تبخیر و تعرق مرجع، تحلیل حساسیت، سبزوار، سنندج
  • محمد جواد فریدونی، هوشنگ فرجی، حمیدرضا اولیایی صفحات 43-56
    برای ارزیابی اثر استفاده از پساب و نیتروژن بر عملکرد کمی، کیفیت دانه ذرت شیرین (Zea mays L. saccharata) و برخی ویژگی های خاک، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سال 1388، در مزرعه تحقیقاتی در شهر یاسوج انجام شد. عامل اصلی آزمایش شامل آبیاری با پساب در 5 سطح [آبیاری با آب معمولی بدون پساب در کل فصل رشد (1I)؛ نیمه اول فصل رشد گیاه آبیاری با پساب و ادامه فصل رشد گیاه آبیاری با آب معمولی (2I)؛ عکس تیمار 2I (3I)؛ آبیاری یک در میان با آب معمولی و پساب (4I)؛ آبیاری با پساب در کل فصل رشد (5I)] و عامل فرعی شامل نیتروژن در سه سطح (0=0N، 80=80N و 160=160N کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار) بود. نتایج نشان داد که تاثیر پساب و نیتروژن بر صفات عملکرد بلال و دانه کنسروی معنی دار گردید. بیشترین عملکرد بلال و دانه کنسروی در تیمار 80N5I، به ترتیب معادل 2548 و 1246 گرم در متر مربع بود. کاربرد پساب باعث کاهش مصرف کود شیمیایی نیتروژن در تولید ذرت شیرین گردید. تاثیر کود نیتروژن بر غلظت نیتروژن و فسفر دانه گیاه معنی دار گردید. غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم خاک، تحت پساب 5I بیشتر از سایر سطوح آبیاری با پساب بود و اختلاف معنی داری با سایر سطوح نشان داد. تاثیر پساب بر مقدار کربن آلی و EC خاک معنی دار گردید. بیشترین مقدار کربن آلی خاک در سطح پساب 5I معادل 45/0 درصد و کمترین آن در سطح پساب 1I معادل 33/0 درصد بدست آمد. بیشترین مقدار EC خاک در سطح پساب 5I معادل 0/2 دسی زیمنس بر متر مشاهده شد. تاثیر پساب بر pH خاک معنی دار نگردید.
    کلیدواژگان: پساب، عملکرد کمی، کیفیت دانه، نیتروژن، ویژگی های خاک
  • محمود بینا، فرزین سلماسی، سیدحبیب موسوی جهرمی صفحات 57-65
    هنگامی که جریان از روی سرریز پلکانی با «رژیم ریزشی» برقرار باشد، با افزایش تدریجی دبی جریان و قبل از رسیدن به رژیم کاملا «غیر ریزشی»، «رژیم انتقالی» اتفاق می افتد. مکانیسم استهلاک انرژی در هر یک از رژیم های مذکور متفاوت بوده و لذا دانستن شرایط هیدرولیکی در مرز تفکیکی هر یک از رژیم های فوق الذکر از اهمیت ویژه برخوردار است. هدف از این تحقیق تعیین مرز دقیق مناطق مختلف رژیم های سه گانه و شرایط هیدرولیکی آن ها و به خصوص بررسی شرایط هیدرولیکی حاکم بر رژیم جریان «انتقالی» است که در سایر مطالعات به خوبی روشن نشده است. برای این منظور 18 مدل فیزیکی از سرریزهای پلکانی با شیب های 15، 25، 45 درجه و با تعداد پله های متفاوت ساخته و مورد آزمایش قرار گرفت. بررسی مرزهای رژیم جریان انتقالی نشان داد که این نوع رژیم بستگی به دبی جریان و شیب عمومی سرریز پلکانی دارد. همچنین نتایج نشان داد که تقریبا محدوده تعریفی برای رژیم انتقالی در این پژوهش با محدوده رژیم انتقالی اشاره شده توسط سایر محققین یکسان بوده، به استثنای اینکه مرزهای بدست آمده رژیم انتقالی برای این پژوهش کمی به سمت راست منتقل شده است. مقایسه باند تعریف شده در این تحقیق با داده های سایر محققان برآورد بهتر این تحقیق را نشان می‎دهد.
    کلیدواژگان: رژیم جریان ریزشی، غیرریزشی و انتقالی، سرریز پلکانی، مدل فیزیکی
  • ابراهیم ولیزادگان، فرزاد جلیلی، علی نصرالله زاده اصل صفحات 67-78
    رسوب گذاری در مخازن سدها اثرات نامطلوبی را هم برای خود سد و هم برای رودخانه می تواند به همراه داشته باشد. این پدیده باعث کم شدن حجم مفید مخزن، کاهش پایداری سد، اختلال در عملکرد دریچه های تحتانی، عملکرد نامطلوب آبگیرها و دریچه های پنستاک ها می شود. در این تحقیق به منظور شبیه سازی رسوب گذاری در مخزن سد نرم افزار شبیه سازی رسوب GSTARS3 به کار برده شد. همچنین برای دستیابی به سیاست بهره برداری بهینه از تخلیه کننده های تحتانی با هدف حداقل سازی رسوب گذاری در مخزن سد از یک برنامه کامپیوتری که به همین منظور نوشته شده استفاده گردید. بعد از واسنجی این مدل برای مخزن سد وشمگیر در گرگان، نتایج اجرای مدل توسط یک برنامه واسط، به عنوان بخشی از داده های ورودی به برنامه بهینه سازی منتقل شده و خروجی حاصل از اجرای این برنامه توسط یک برنامه واسط دیگر به عنوان بخشی از داده های ورودی به برنامه شبیه سازی وارد شده و مجددا نتایج اجرای این مدل به برنامه بهینه سازی منتقل می شود. بدین ترتیب تجزیه و تحلیل دادها در این حلقه آنقدر انجام می شود که دقت مورد نظر بدست آید و حالت بهینه بهره برداری جهت به حداقل رسیدن رسوب گذاری حاصل شود. این مسئله بهینه سازی، یک مسئله برنامه ریزی غیر خطی مقید می باشد که جهت حل آن، از روش تابع جریمه استفاده شده تا به یک مسئله بهینه سازی نامقید تبدیل گردد. بعداز این تبدیل، از روش الگوریتم ژنتیک پیوسته برای حل مسئله بهینه سازی نامقید استفاده شده و سیاست بهره برداری بهینه برای سد وشمگیر بدست آمده است.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، بهره برداری از مخازن، بهینه سازی، رسوب گذاری، شبیه سازی، GSTARS3
  • ذبیهی، محمدرضا نیشابوری، محمدرضا دلالیان صفحات 79-92
    شوری و سدیمی بودن خاک از جمله مشکلات خاک های مناطق خشک و نیمه خشک و از عوامل کاهش دهنده کیفیت خاک است. بر این اساس به منظور بهبود کیفیت فیزیکی و شیمیایی این نوع خاک ها، نمونه ای مرکب از یک خاک شور- سدیمی (dS/m5/11=ECe و23/13=(SAR از اراضی مرکز تحقیقات کشاورزی بیلوردی وابسته به دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز واقع در 70 کیلومتری جاده تبریز- اهر تهیه و آزمایشی در گلخانه بر اساس طرح کاملا تصادفی در قالب فاکتوریل و در سه تکرار انجام شد. فاکتور اول پلی آکریل آمید با سه سطح (0، 25/0 و 5/0 گرم بر کیلوگرم خاک)، فاکتور دوم پومیس با سه سطح (0، 50 و 100 تن در هکتار) و فاکتور سوم کمپوست با سه سطح (0، 30 و 60 تن در هکتار) بود. پس از مخلوط کردن مواد اصلاحی با خاک، گلدان ها درمحیطی با دمای °C25-18 قرار داده شد. رطوبت خاک گلدان ها به صورت چرخه های تر و خشک بین FC و 0.5 FC متغیر بود و جمعا 10 چرخه تر و خشک اعمال گردید. آبیاری گلدان ها با آب شهری با dS/m387/0=EC و014/1=SAR صورت گرفت. بعد از سپری شدن 100 روز، اسیدیته گل اشباع (pH)، هدایت الکتریکی عصاره اشباع (ECe)، نسبت جذب سدیم (SAR)، کربن آلی(OC) در نمونه های دست خورده و هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) و شیب منحنی رطوبتی در نقطه عطف (Si) در نمونه های دست نخورده از گلدان ها اندازه گیری شد. نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین مربوط به تیمارهای مختلف نشان داد که پومیس و کمپوست موجب کاهش pH به میزان 37/0 واحد نسبت به شاهد گردید. پومیس و PAM تواما موجب کاهش ECe (بین 9/34 تا 97/43 درصد کاهش نسبت به شاهد) و کمپوست موجب افزایش ECe (69/186 درصد افزایش نسبت به شاهد) خاک شد. نتایج حاصله نشان دهنده تاثیر مثبت پومیس و کمپوست بر کاهش SAR به میزان 97/58 درصد و تاثیر مثبت PAM و کمپوست بر افزایش OC به میزان 67/26 درصد نسبت به شاهد است. PAM بعلت خاصیت چسبندگی با اتصال ذرات خاک و تشکیل خاکدانه های درشت موجب افزایش خلل و فرج درشت خاک در نتیجه افزایش Ks به میزان 3 سانتی متر بر ساعت (3/638 درصد) و افزایش Si به میزان 074/0 واحد (87/160 درصد) نسبت به شاهد شد. بطور کلی نتایج دلالت بر این دارد که جهت اصلاح خاک های شور-سدیمی، بهتر است ابتدا ازPAM استفاده شود، چون از نظر بهبود هدایت هیدرولیکی و تسریع آبشویی تاثیر مهم می گذارد، بهره گیری از پومیس یا کمپوست در اولویت بعدی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: پلی آکریل آمید، پومیس، خاک های شور، سدیمی، کمپوست زباله شهری، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی
  • صفر معروفی، کیمیا امیرمرادی، نصرالدین پارسافر صفحات 93-103
    پیش بینی دقیق جریان در رودخانه ها یکی از مهمترین ارکان در مدیریت منابع آبهای سطحی به ویژه جهت اتخاذ تدابیر مناسب در مواقع سیلاب و بروز خشکسالی ها است. به دلیل اهمیت پیش بینی جریان رودخانه، در این تحقیق جریان روزانه رودخانه ی باراندوزچای در دو ایستگاه بی بکران و دیزج طی یک دوره ی آماری 20 ساله با استفاده از مدل عصبی- موجکی (WNN) که تلفیق آنالیز موجک و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) می باشد، پیش بینی گردید. سپس نتایج حاصله از مدل WNN با مدل ANN مقایسه گردید. داده های مربوط به سال های 1384-1369 به منظور آموزش شبکه ها و داده های سال های 1388-1385 نیز جهت صحت سنجی شبکه ها استفاده گردیدند. عملکرد این دو مدل توسط شاخص های آماری ضریب همبستگی (r)، ریشه مربع میانگین خطا (RMSE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) ارزیابی گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل WNN با ضرایب همبستگی 972/0 و 976/0 که به ترتیب مربوط به ایستگاه های بی بکران و دیزج می باشند، توانایی بیشتری در پیش بینی جریان روزانه رودخانه نسبت به مدل ANN دارد. بنابراین، نتایج حاکی از کارایی مناسب و دقت بالای مدل عصبی- موجکی در مقایسه با شبکه عصبی مصنوعی در پیش بینی جریان رودخانه است.
    i-font_iy`[Wew Roman«;mso-fareast-font-family:Calibri; mso-hansi-font-family:»Times New Roman«;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:FA''> به میزان 074/0 واحد (87/160 درصد) نسبت به شاهد شد. بطور کلی نتایج دلالت بر این دارد که جهت اصلاح خاک های شور-سدیمی، بهتر است ابتدا ازPAM استفاده شود، چون از نظر بهبود هدایت هیدرولیکی و تسریع آبشویی تاثیر مهم می گذارد، بهره گیری از پومیس یا کمپوست در اولویت بعدی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: جریان روزانه، رودخانه باراندوزچای، شبکه عصبی مصنوعی، مدل عصبی، موجکی
  • نصرت الله نجفی، معصومه عباسی، ناصر علی اصغرزاد، شاهین اوستان صفحات 105-121
    در این تحقیق، اثر کشت برنج (Oryza sativa L.) رقم علی کاظمی، کمپوست لجن فاضلاب و کودهای شیمیایی بر تغییرات pH، EC، پتاسیم و سدیم محلول یک خاک قلیایی پس از غرقاب تحت شرایط گلخانه ای بررسی گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو تکرار، شامل مدت غرقاب در 10 سطح (2، 11، 30، 37، 42، 49، 56، 63، 78 و 92 روز)، منبع و مقدار کودهای آلی و شیمیایی در شش سطح (شاهد، 100% کودهای شیمیایی، 20 گرم کمپوست لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک با و بدون 50% کودهای شیمیایی، 40 کمپوست گرم لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک با و بدون50% کودهای شیمیایی) و کشت گیاه در دو سطح (با و بدون کشت برنج) انجام شد. نتایج آزمایش نشان داد که با افزایش مدت غرقاب در تیمار 100% کودهای شیمیایی pH محلول خاک قلیایی کاهش یافت در حالی که در تیمارهای 20 و 40 گرم کمپوست لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک با و بدون 50% کودهای شیمیایی افزایش یافت. در تمام تیمارهای مورد مطالعه، EC محلول خاک پس از غرقاب ابتدا افزایش و پس از رسیدن به حداکثر کاهش یافت. در تمام تیمارها، غلظت پتاسیم محلول خاک با افزایش مدت غرقاب کاهش یافت در حالی که غلظت سدیم محلول خاک افزایش یافت. pH محلول خاک با مصرف کودهای شیمیایی افزایش یافت درحالی که با مصرف هر دو سطح کمپوست لجن فاضلاب کاهش یافت. EC و غلظت سدیم و پتاسیم محلول خاک با مصرف کمپوست لجن فاضلاب و کودهای شیمیایی نسبت به شاهد افزایش یافتند. در اواخر دوره رشد، pH محلول خاک در تیمارهای باکشت (رایزوسفر) کمتر از تیمارهای بدون کشت (غیررایزوسفر) بود. اثر کشت برنج بر EC محلول خاک معنی دار نبود ولی بر غلظت پتاسیم و سدیم محلول خاک معنی دار بود.
    کلیدواژگان: برنج، رایزوسفر، شوری، غرقاب، کمپوست، لجن فاضلاب
  • نوال آزم، مهدی قمشی صفحات 123-134
    آب شستگی در اطراف پایه های پل بر اثر برخورد جریان با پایه و جدا شدن جریان از آن ایجاد می گردد. یکی از روش های حفاظت از پایه های پل در برابر آب شستگی استفاده از شمع های محافظ می باشد. این شمع ها با تغییر الگوی جریان و کاهش شدت گردابه های ایجاد شده در اطراف پایه موجب کاهش عمق آب شستگی می شوند. در این پژوهش تاثیر تغییر قطر و فواصل شمع های حفاظتی بر آب شستگی ایجاد شده در اطراف پایه پل استوانه ای به قطر(D) 40 میلی متر، در فلومی آزمایشگاهی با بستری از ذرات رسوبی با قطر میانگین 5/0 میلی متر مورد بررسی قرارگرفت. آزمایشات در 3 قطر 20، 27 و 32 میلی متری شمع های حفاظتی و در فواصل D8/2، D95/2، D1/3 و D4/3 شمع نخست از ابتدای پایه اصلی در شرایط آب زلال با سرعت های نسبی 67/0، 81/0 و 94/0 انجام گردید. نتایج نشان داد در تمامی قطر شمع ها با افزایش سرعت نسبی میزان آب شستگی افزایش می یابد. هم چنین تا فاصله ی بهینه بین شمع ها با افزایش قطر شمع ها از میزان آب شستگی کاسته می شود ولی با بیش تر شدن فاصله، عملکرد شمع ها با افزوده شدن قطر روندی کاهشی می گیرد. در این آزمایشات بهترین موقعیت قرارگیری شمع ها در فاصله D95/2 بود، که با توجه به قطر شمع ها و سرعت نسبی، راندمان 39 تا 121 درصدی در آن حاصل شد.
    کلیدواژگان: پایه پل استوانه ای، شمع های حفاظتی، کاهش آب شستگی
  • کیومرث روشنگر، بهزاد روح پرور، شهباز حسنی صفحات 135-150
    ایجاد رواناب سطحی و جریان آب در آبراهه ها، کانال ها و رودخانه ها همواره توام با فرسایش خاک و حمل مواد رسوبی است. میزان رسوبات وارده به مخزن سد باعث کاهش حجم موثر مخزن و عمر مفید سد گشته و نیز اثرات نامطلوب بر عملکرد تاسیسات خروجی، دریچه های سازه های وابسته، پایداری و نیز کیفیت آب مخزن دارد. بنابراین برآورد حجم واقعی رسوبات وارده به مخزن از اهمیت بالایی برخوردار است. به دلیل پیچیدگی پدیده فرسایش و انتقال رسوب و نیز تاثیر پارامترهای مختلف بر آن، تعیین معادلات حاکم مشکل بوده و در صورت تعیین مدل ریاضی نیز، از دقت کافی برخوردار نیستند. در این تحقیق از یکسو روش های کلاسیک و منحنی سنجه رسوب برای پیش بینی بار کل رسوب مورد استفاده قرار گرفت. و از سوی دیگر عملکرد روش های داده گرا و هوش مصنوعی نظیر شبکه های عصبی پیش خور، شعاع مبنا، رگرسیون تعمیم یافته و نیز مدل فازی عصبی جهت برآورد دبی جامد وارده به مخزن سد شهریار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله حاکی از قابلیت و کارایی بالای روش های شبکه عصبی و فازی- عصبی و ضعف و عدم توانایی منحنی سنجه و روش های کلاسیک در برآورد رسوب داشت.
    کلیدواژگان: دبی جامد رسوب، رگرسیون تعمیم یافته، شبکه عصبی پیش خور، شبکه فازی، عصبی، شعاع مبنا، منحنی سنجه رسوب
  • حسین بیات، عیسی ابراهیمی، مصطفی راستگو، حمید زارع ابیانه، ناصر دواتگر صفحات 151-167
    برای رشد گیاهان علاوه بر مقدار آب، پتانسیل ماتریک آب خاک نیز دارای اهمیت است. رابطه بین آن دو با عنوان منحنی مشخصه آب خاک بیان می شود. مدل های بسیاری برای توصیف منحنی مشخصه آب خاک و برازش بر داده های تجربی ارائه شده است اما به ندرت توانایی برازش آن ها در خاک های مختلف بررسی شده است. در این پژوهش 75 نمونه خاک سطحی و زیرسطحی از استان گیلان به صورت دست خورده و دست نخورده جمع آوری و بعد از تعیین بافت، به گروه های بافتی تفکیک شدند. مقدار رطوبت در 12 پتانسیل ماتریک مختلف اندازه گیری شد. تعداد 13 مدل معروف و پرکاربرد منحنی مشخصه آب خاک بر داده های تجربی برازش داده شدند. دقیق ترین مدل یک بار برای کل داده ها، یک بار برای هر گروه بافتی و یک بار هم برای هر کلاس بافتی به تفکیک بر اساس معیارهای ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب تبیین و میانگین خطا انتخاب شدند. در بین مدل ها مدل بروکس- کوری، کازوگی و گاردنر کمترین دقت را داشتند. این نتایج نشان داد که مدل های دکستر و فردلاند- زینگ با توجه به برتری نسبی در دقت پیش بینی در هرسه گروه کل داده ها، گروه های بافتی و در بیشتر کلاس های بافتی نسبت به مدل رایج ون گنوختن برای خاک های استان گیلان ارجح هستند. چون تفاوت معنی داری بین دو مدل دکستر و فردلاند- زینگ از نظر برازش انها بر داده های تجربی با توجه به مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین وجود نداشت، مدل دکستر نسبت به دیگر مدل ها به علت ساد گی شکل معادله برای استان گیلان توصیه می شود.
    کلیدواژگان: دقت برازش، کلاس های بافتی، مدل، منحنی مشخصه آب خاک
  • کیومرث روشنگر، بهزاد روح پرور صفحات 169-182
    آبشستگی اطراف پایه های پل به عنوان یکی از مهمترین و موثرترین عوامل تخریب پل ها، در واقع نوعی فرسایش در اطراف پایه ها می باشد که در اثر جریان های پیچیده گردابی رخ داده و به صورت کلی باعث ایجاد یک گودال در اطراف پایه های پل می شود. تاکنون تحقیقات آزمایشگاهی و صحرایی که در این خصوص انجام شده منجربه ارائه روابط متعدد برای تخمین عمق آبشستگی شده است ولی روابط موجود به نتایج جامع و قابل قبولی منجر نشده است. در این تحقیق به کمک داده های آزمایشگاهی انجام شده در مورد پایه استوانه ای و بستر با خاک چسبنده از قابلیت سیستم های هوش مصنوعی در شبیه سازی میزان عمق آبشستگی پایه های پل استفاده شده است. بدین منظور با استفاده از شبکه های عصبی FFNN، RBF، GRNN و شبکه فازی- عصبی ANFIS برای هر دو حالت داده های بابعد و بی بعد، عمق آبشستگی محاسبه شده و با انجام آنالیز حساسیت به بررسی تاثیر پارامترها در عمق آبشستگی پرداخته شده است. نتیجه حاصله حاکی از این است که مدل ANFIS با وجود کارایی بهتر نسبت به شبکه های GRNN و RBF دارای عملکرد ضعیف تری در مقایسه با شبکه FFNN است.
    کلیدواژگان: آبشستگی، خاک های چسبنده، ANFIS، FFNN، GRNN، RBF
  • بختیار کریمی، فرهاد میرزایی، تیمور سهرابی صفحات 183-192
    یکی از راهکارهای بهبود مدیریت در سیستم های آبیاری قطره ای در نظر گرفتن توزیع مجدد آب در جهات مختلف (افقی، عمودی، شعاعی و خیز به سمت بالا) می باشد که به نوبه خود قابل بررسی است. در این تحقیق جبهه توزیع مجدد پیشروی آب برای سه نوع خاک با بافت مختلف (بافت سبک، متوسط و سنگین) بعد از 6 ساعت از زمان آبیاری مورد ارزیابی قرار گرفت و تا 68 ساعت پس از آبیاری مقادیر جبهه پیشروی توزیع مجدد اندازه گیری شد. این آزمایشات در یک محفظه پلکسی گلاس به ابعاد مشخص و با دیواره شفاف به انجام رسید. در این تحقیق قطره چکان ها در 4 عمق نصب مختلف (صفر، 15، 30 و 45 سانتیمتری) قرار گرفتند و مقدار دبی خروجی از قطره چکان ها (در دو تیمار 4/2 و 4 لیتر در ساعت) نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که در سیستم آبیاری قطره ای سطحی و برای سه نوع خاک مورد بررسی مقادیر توزیع مجدد در جهت افقی و عمودی برای دبی های کم بیشتر از دبی های زیاد می باشد. اما در سیستم آبیاری قطره ای زیر سطحی مقادیر توزیع مجدد آب در جهت افقی و عمودی برای دبی های زیاد بیشتر از دبی های کم می باشد. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که در سیستم آبیاری قطره ای زیر سطحی و برای یک دبی یکسان، توزیع مجدد آب در جهت افقی برای قطره چکانهایی با عمق کم بیشتر از قطره چکانهایی با عمق زیاد می باشد. دلیل آن بدین صورت می باشد که در قطره چگانهای عمیق آب بیشتری صرف خیس شدن جبهه خشک بالای قطره چکان می شود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای زیر سطحی، توزیع مجدد رطوبت، جبهه رطوبت، مدیریت آبیاری
  • میلاد عبدالله پور، نسرین حسن پور، پیام خسروی نیا، علی حسین زاده دلیر صفحات 193-206
    آبشکن ها برای محافظت سواحل فرسایش پذیر در رودخانه استفاده می شوند. این سازه در معرض فرسایش ناشی از تمرکز جریان در قسمت دماغه خود می باشد. به همین دلیل باید با روش هایی مانع از تخریب این سازه و صدمه های مالی و جانی جبران ناپذیر آن شد. یکی از این روش ها، استفاده از شکاف است. کاربرد اصلی شکاف، منحرف کردن جریان پایین رونده و جریان های کناری در وجه بالادست آبشکن و کاهش قدرت گرداب های اطراف آبشکن می باشد. در تحقیق حاضر ابتدا به بررسی عمق، ابعاد حفره و توسعه زمانی آبشستگی آبشکن با دیواره عمودی پرداخته و در ادامه عملکرد مدل های مختلف شکاف با تغییرات ارتفاع، عمق، عرض شکاف، همچنین فاصله از دماغه آبشکن مورد ارزیابی قرار گرفته و با حالت آبشکن بدون شکاف مقایسه گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد که مدل های دارای شکافی که شامل ارتفاع شکاف تا زیر بستر، عمق شکاف معادل عرض آبشکن و نزدیک دیواره کانال و عرض شکاف های بیشتر باشند عملکرد بهتری در کاهش عمق و ابعاد حفره آبشستگی داشتند. همچنین درصد کاهش عمق آبشستگی برای مدل های مختلف از 8/11 تا 43 درصد متغیر بود.
    کلیدواژگان: آبشستگی، آبشکن، توسعه زمانی، جریان پایین رونده، شکاف
  • مجید محمودآبادی، بهاره احمدبیگی صفحات 207-219
    توزیع اندازه ذرات یکی از ویژگی های مهم فیزیکی خاک محسوب می شود که خود شامل توزیع اندازه ذرات اولیه و ثانویه می باشد. تحقیق حاضر به بررسی ارتباط بین توزیع اندازه ذرات اولیه (شن، سیلت و رس) و ثانویه (خاکدانه) در مقیاس های مختلف اندازه خاکدانه می پردازد. به این منظور، نمونه برداری خاک از شش سیستم کشت شامل گندم، جو، ذرت، یونجه، آیش و زمین شخم خورده، از دو عمق 10-0 و 20-10 سانتی متر در سه تکرار انجام شد. هر نمونه خاک اصلی به سه کلاس اندازه ای (نمونه فرعی) شامل 25/0-0 میلی متر (کلاس ریز)، 1-25/0 میلی متر (کلاس متوسط) و 5-1 میلی متر (کلاس بزرگ) تقسیم گردید. نتایج نشان داد که سیستم کشت تاثیر معنی داری بر توزیع اندازه ذرات ثانویه در سطح احتمال یک درصد دارد. برای خاک های اصلی، درصد شن و سیلت به ترتیب همبستگی منفی و مثبت معنی داری با درصد خاکدانه های بزرگتر از 25/0میلی متر نشان دادند در حالی که تاثیر رس از این نظر معنی دار نشد. درصد ذرات اولیه شن، سیلت و رس در هر سه کلاس اندازه خاکدانه، تفاوت معنی داری با سایر کلاس ها داشت، به نحوی که با افزایش اندازه خاکدانه ها (به سمت کلاس های بزرگتر)، فراوانی ذرات شن افزایش و درصد ذرات سیلت و رس کاهش معنی داری نشان داد. سه کلاس اندازه خاکدانه های ریز، متوسط و درشت، به ترتیب حاوی 5/45، 9/55 و 8/60 درصد شن، 0/36، 5/27 و 3/24 درصد سیلت و 8/17، 6/16 و 8/14 درصد رس بود. البته در هر سه کلاس اندازه خاکدانه ها، درصد ذرات شن بیشتر از درصد سیلت و رس بود. با افزایش اندازه خاکدانه ها از کلاس اندازه 1-25/0 به کلاس 5-1 میلی متر، درصد ذرات پایدار در آب بزرگتر از 25/0میلی متر افزایش معنی داری نشان داد. نتایج همچنین حاکی از آن بود که در دو کلاس اندازه 5-1 و 1-25/0 میلی متر، درصد شن همبستگی منفی و معنی داری با درصد خاکدانه های پایدار در آب بزرگتر از 25/0 میلی متر نشان داد در حالی که این همبستگی با درصد سیلت و رس مثبت بود. یافته های این تحقیق روشن ساخت که هرچند با افزایش اندازه ذرات ثانویه، فراوانی ذرات شن افزایش و درصد ذرات سیلت و رس کاهش می یابد ولی شن باعث کاهش و سیلت و به ویژه رس باعث افزایش پایداری خاکدانه می شود.
    کلیدواژگان: بافت خاک، پایداری خاکدانه، توزیع اندازه ذرات، سیستم کشت
  • نسرین حسن پور، علی حسین زاده لیر، هادی ارونقی صفحات 221-234
    روش های مهار و جلوگیری از آبشستگی بر روی مکانیزم آبشستگی پایه ریزی شده است. یکی از این روش ها بررسی شکل هندسی پایه های پل و نصب طوق در اطراف آن می باشد. در این تحقیق با بکارگیری 9 شکل هندسی مختلف از پایه های پل و نصب طوق در سطح بستر، سرعت آبشستگی و عمق حفره آبشستگی اطراف آنها با پایه استوانه ای شکل مقایسه شده است. همچنین اثر طول در روی پایه های باله ای شکل نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که پایه باله ای شکل با طول نسبی 85/3 به علت کاهش قدرت گرداب های نعل اسبی و حذف گرداب برخاستگی بیشترین کاهش آبشستگی را از خود نشان داده و در مقایسه با شکل های مختلف پایه، در کاهش حداکثر عمق آبشستگی اثر بهتری داشته است و نسبت به پایه استوانه ای باعث کاهش حدودا 22 درصدی حداکثر عمق آبشستگی شده است. همچنین استفاده از طوقی با قطر 2 برابر قطر پایه، در پایه باله ای شکل نسبت به پایه استوانه ای حدود 80 درصد حداکثر عمق آبشستگی را کاهش داده و زمان تعادل را نیز افزایش داد. همچنین پایه باله ای شکل که بصورت برعکس در جهت جریان قرار می گیرد موجب کاهش 60 درصدی، در حداکثر عمق آبشستگی در جلوی دماغه پایه نسبت به حالت اولیه آن می شود.
    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، پایه باله ای شکل، شکل هندسی پایه پل، طوق
  • نازیلا صدایی، کریم سلیمانی صفحات 237-249
    برای انتخاب مناسب ترین فرمول برآورد رسوب در هر رودخانه، ارزیابی فرمول های مربوطه ضروری می باشد. در این مقاله ارزیابی فرمول های برآورد بار رسوب بر مبنای داده های سه رودخانه بازفت، سولگان و ارمند با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) انجام پذیرفت. سه فرمول برآورد رسوب معلق توفالتی، چانگ- سایمونز-ریچاردسون و بگنولد در این پژوهش به کار رفت. برای حل این فرمول ها از روش های حل عددی استفاده شد. دقت هر کدام از فرمول ها با دو آماره NS و R2ارزیابی شد. علاوه بر محاسبه هزینه حل هر کدام از فرمول ها، تعداد مناسب داده های ورودی به هر کدام از فرمول ها مورد بررسی قرار گرفت. از این طریق ماتریس مقایسات زوجی برای هر کدام از فرمول ها از نظر هرمعیار ایجاد شد و در نهایت با محاسبه وزن نهایی برای هر کدام از فرمول ها مناسب ترین آنها برای هر کدام از سه رودخانه مشخص شد. فرمول چانگ-سایمونز-ریچاردسون با وزن نهایی 34/0، 53/0 و 43/0 به ترتیب در سه رودخانه ارمند، سولگان و بازفت به عنوان فرمول مناسب جهت برآورد بار رسوب معلق رودخانه پیشنهاد گردید.
    کلیدواژگان: بگنولد، توفالتی، چانگ، سایمونز، ریچاردسون، روش تحلیل سلسله مراتبی
  • فرشید تاران، امیر حسین ناظمی، سیدعلی اشرف صدرالدینی صفحات 249-260
    محیط های متخلخل موجود در طبیعت، ناهمگن هستند و ضریب پراکنش آلاینده در آنها ممکن است دارای تغییرات مکانی باشد. در این پژوهش ضریب پراکنش به دو صورت ثابت و متغیر مکانی منظور شده است. ضریب پراکنش متغیر مکانی با سه نوع تابع خطی، توانی و نمایی تعریف و هر یک جداگانه در رابطه انتقال آلاینده وارد گردیده و مدل های به دست آمده با شرایط اولیه و مرزی دیریکله حل شده اند. برای مقایسه نتایج چهار مدل مذکور با یکدیگر از داده های آزمایشگاهی مربوط به تزریق پیوسته محلول کلرور سدیم در یک ستون 5/12 متری حاوی بافت های مختلف خاک استفاده شده است. منحنی های غلظت- مکان در زمان های مختلف، نشان داد که در زمان های اولیه پس از شروع تزریق، مدل خطی مطابقت بیشتر و مدل توانی مطابقت کمتری با داده های آزمایشگاهی دارد. با گذشت زمان، نتایج مدل توانی نسبت به دو مدل دیگر بهتر می شود. در مجموع، گذشت زمان مشابهت نتایج کلیه مدل ها را با نتایج آزمایشگاهی کاهش می دهد. با برازش مقادیر ضریب پراکنش حاصل از آزمایش در نقاط مختلف طول ستون، ضریب تبیین مربوط به مدل های خطی، توانی و نمایی به ترتیب برابر با 501/0، 856/0 و 714/0 تخمین زده شد که نشان می دهد مدل های توانی و نمایی تخمین بهتری نسبت به مدل خطی دارند. در کلیه زمان ها نتایج مربوط به مدل با ضریب پراکنش ثابت نسبت به مدل های متغیر مکانی، تشابه کمتری با نتایج آزمایشگاهی نشان داد.
    کلیدواژگان: انتقال توده ای، پراکنش، شرط دیریکله، ضریب پراکنش ثابت، ضریب پراکنش متغیر مکانی
  • حمیدرضا فنایی، محمد گلوی، محمد کافی، امیرحسین شیرانی زاد صفحات 261-275
    برای بررسی اثر برهمکنش تنش خشکی و پتاسیم بر غلظت پتاسیم، کلسیم، منیزیم و روغن دو گونه کلزا (Brassica napus L.) و خردل (Brassica juncea L.)، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در دو سال زراعی 1386 و 1387 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی زهک واقع در استان سیستان و بلوچستان اجرا گردید. رژیم آبیاری در سه سطح (آبیاری پس از 50، 70 و 90 درصد تخلیه رطوبت قابل استفاده گیاه در خاک)، میزان پتاسیم در سه سطح (صفر، 150 و 250 کیلوگرم سولفات پتاسیم در هکتار) و دو گونه از جنس براسیکا شامل کلزا (هیبرید هایولا 401) و خردل (رقم بومی از هند) فاکتورهای آزمایش بودند. بر اساس نتایج دو گونه الگوی متفاوتی از تجمع پتاسیم و کلسیم در برگ ها نشان دادند. گونه خردل در قیاس با کلزا پتاسیم و کلسیم بالاتری در برگ تجمع داد. با شدت یافتن تنش خشکی غلظت پتاسیم و منیزیم در برگ افزایش یافت ولی کلسیم تغییر معنی داری نکرد. افزایش مصرف پتاسیم در خاک با افزایش تجمع پتاسیم و کاهش کلسیم در برگ همراه بود. کاربرد پتاسیم تاثیرمعنی داری بر غلظت منیزیم نشان نداد. هیبرید هایولا 401 کلزا نسبت به رقم بومی خردل از نظر عملکرد دانه، عملکرد روغن و درصد روغن برتری نشان داد. عملکرد دانه و عملکرد روغن با افزایش تنش خشکی کاهش اما درصد روغن افزایش یافت. مصرف پتاسیم سبب افزایش عملکرد روغن در هر دو گونه کلزا و خردل در سطوح مختلف رطوبتی شد. عملکرد دانه با عملکرد روغن، درصد روغن و غلظت پتاسیم برگ همبستگی مثبت و با غلظت کلسیم و منیزیم همبستگی منفی داشت. بر اساس نتایج این آزمایش می توان گزارش کرد که فراهمی متعادل پتاسیم و رطوبت در افزایش عملکرد دانه، تولید روغن و جذب عناصر معدنی در هر دو گونه تاثیرگذار بوده و اختلاف ویژگی در کارائی جذب عناصر در گونه های جنس براسیکا می تواند در برنامه های اصلاحی تحمل به خشکی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: براسیکا، پتاسیم، تنش خشکی، درصد روغن، عملکرد دانه، کلسیم
|
  • Pages 1-12
    In this research، for the study of different landforms effects on soil micromorphological properties، five profiles at different physiographic units of lowland، plain، piedmont plain، river alluvial plain and hill were selected and sampled in Tabriz plain. The soils based on morphological، physical، chemical characteristics and keys to soil taxonomy (2010) were classified under orders of Aridisols or Entisols، suborders of Salids، Argids، Calsids and Orthents and subgroups of GypsicHaplosalids، Xeric Natragids، Xeric Haplocalcids، XerricTorriorthents. Also micromorphological observations showed that the effect of landforms or physiographic units on the formation of pedofeatures and clay coating were appeared around coarse particles in up-land soils with low development. Calcite microcrystals appeared in all profiles and refer to recent formation of the soils. Coarse to fine material ratios (c/f) were greater in up-land than in low-land soil profiles. Nodules and oxides of ferro and manganese were observed at the lower parts of most profiles. Angular blocky microstructures in lowlands were more developed than in upland areas، which describes an enaulic and porphyric distribution pattern respectively.
    Keywords: Tabriz Plain, Landform, Micromorphological properties, Pedofeautures
  • Pages 13-24
    Rigid boundary channels are widely used as water conveyors in surface drainage، sewers and other systems. In order to do optimum and economic design، consideration of the movement of sediment particles is quite important. In this research، experimental data of incipient deposition and incipient motion of sediment particles are used. Applying critical velocity approach، new equations for incipient deposition of sediment particles in rigid boundary channels having circular، rectangular and U-shaped cross sections and also a new incipient motion equation for a V-shaped cross section are presented. These equations are compared with available equations given by critical velocity approach for incipient motion of sediment particles in rigid and loose boundary channels. The present research reveals the difference between incipient deposition and incipient motion، indeed. Herein، the effect of cross sectional shape on incipient deposition and incipient motion of sediment particles in rigid boundary channels are also considered. Analysis of the results using the estabilished equations for incipient deposition of the sediment particles in channels with different cross section shapes shows that rectangular channels require a lower critical velocity and U-shaped channels need a higher amount. This result clearly states the effect of cross sectional shape on incipient deposition for sediment particles in rigid boundary channels. Because of the lack of available data، the present analysis can be usefull for developing numerical models in rigid boundary channels.
    Keywords: Critical velocity, Cross sectional shape, Incipient deposition, Incipient motion, Rigid boundary, Sediment particle
  • Pages 25-42
    In this study sensitivity of reference crop evapotranspiration (ETo) to the changes in meteorological parameters at two weather stations namely Sanandaj and Sabzevar were analyzed. For this purpose monthly data of meteorological parameters were used in the period 1964-2005. The amount of each meteorological parameter including mean air temperature، wind speed، actual vapor pressure and net radiation was changed in the range of ±20% and the corresponding change in ETo was calculated. This was accomplished either for the individual or for the combination of the parameters. Results showed that at both stations the maximum sensitivity of ETo belonged to Tmean، at both annual and monthly time scales. However، the less sensitive parameter in both time scales was actual vapor presuure. At the annual time scale، 20% increase in Tmean increased ETo for about 11. 23% and 12. 68% at Sanandaj and Sabzevar stations، respectively. However، 20% increase in ea decreased ETo for about 3. 29% and 3. 59% respectively at the same stations. At monthly time scale، Sanandaj ETo was less sensitive to weather parameters variations than that of Sabzevar station. In general، it could be concluded that at both stations the most influential parameter on ETo was the mean air temperature.
    Keywords: Meteorological parameters, Reference evapotranspiration, Sabzevar, Sanandaj, Sensitivity analysis
  • Pages 57-65
    While flow over stepped spillway is in nappe regime، with gradual increasing of discharge and before changing flow to skimming، transition regime occurs. Different energy dissipation in each flow regime exists and thus understating of hydraulic conditions in the transition boundary of each regime is essential. The purpose of this research is to determine these boundaries among three regimes، their hydraulic conditions and specially governing hydraulic criteria on transition regime which have not been clarified in previous studies. For this purpose، 18 physical models of stepped spillways were built with slope angles of 15، 25 and 45 degrees. Results showed that transition regime depended on discharge and spillway slope. The boundary defined for the transition regime in this study is near the boundary proposed by other researchers، except with some shifting to the right. Comparison of the defined transition boundary in the present study with data of other researchers revealed greater reliability of the present study.
    Keywords: Nappe flow regime, Physical model, Skimming, Stepped spillway, Transition
  • Pages 67-78
    Sedimentation in dam reservoirs can have unfavorable effects on both dam and river. This phenomenon causes the reduction in useful volume of reservoirs، diminishing the dam stability، disorder in bottom outlets، intakes and penstocks function. To simulate the sedimentation in the reservoir، GSTARS3 software was used. To attain the optimum operation policy of the bottom outlets for minimizing the reservoir sedimentation، a computer program which had been written for this purpose was used. After calibrating this software for Voshmgir dam reservoir in Gorgan، the output results of running this software as a part of input data file were entered to an optimization model by an auxiliary computer program and after running the optimization model، results were converted to GSTARS3 as a part of the input data file by another auxiliary computer program. Then GSTARS3 was run again with the new data file which had been obtained from running the optimization model. The results of running GSTARS3 were transported to the optimization model once more. Data analyses accomplished in this cycle led to the desired accuracy. This problem of optimization is a constrained nonlinear programming and the penalty function method has been used to change it to a unconstrained problem. Then we used the continuous Genetic Algorithm (GA) method to solve the problem and operation of Voshmgir Dam.
    Keywords: Genetic algorithm, GSTARS3, Operation of reservoirs, Optimization, Sedimentation, Simulation
  • Pages 79-92
    Salinity and sodicity are of major problems of arid and semi-arid regions soils and account for lowering soil quality. In order to improve the physical and chemical qualities of these soils، a composite sample of a saline-sodic clay soil (ECe= 11. 5 dS/m، SAR= 13. 23) from Bilverdi agricultural research center of Islamic Azad University of Tabriz branch was collected. The experiment carried out in a greenhouse، was factorial with complete randomized design with 3 replications. The experimental factores (treatments) were a)polyacrylamide (PAM) (0، 0. 25 and 0. 5 g/kg soil)، b) pumice (0، 50 and 100 ton/ha) and c) municipal waste compost (0، 30 and 60 ton/ha). After complete mixing of these amendments with pre-wieghed amount of soils in plastic pots، the pots were kept in the greenhouse under 18-25 ◦c. The soil moisture varied in the range of 0. 5 FC to FC. Ten wetting and drying cycles were imposed to the pots using tap water with EC=0. 387 dS/m and SAR= 1. 014. After incubating of the pots for 100 days under the described conditions pH، saturated electrical conductivity (ECe)، sodium adsorbtion rate (SAR) and organic carbon (OC) were determinded in the disturbed samples taken from the pots. Saturated hydraulic conductivity (Ks) and slope of soil moisture curve at the inflection point (Si) were also determinded in undisturbed samples taken from the surface layers of the pots. Analysis of variance and mean comparisons between the treatments showed that pumice and compost reduced pHsignificantlyby 0. 37 unit in comparision to the control. Pumice and PAM also reduced ECe from 34. 9 to 43. 97 percent relative to the control. while compost raised ECe by 186. 69 percent relative to the control. The result clearly showed a positive effect of pumice and compost on reducing SAR by 58. 97 percent and positive effect of PAM and compost on increasing OC by 26. 67 percent in comparision to the control significantly. Due to strong adhesive effect of PAM for the soil particles، and thus its aggregation effect، this amendment led to more larger pores and as a result significantly raised Ks up to 3 cm/hr (638. 3%) and Si to 0. 074 unit (160. 87%) as compared with the control. Generally، it seems that using PAM at the beginning of saline-sodic soils reclamation may considerably facilitate the practice because it greatly improves hydraulic conductivity. Taking the benefits of pumice or compost will be the next step
    Keywords: Municipal compost, Physical, chemical characteristics, Polyacrylamide, Pumice, Saline, sodic soils
  • Pages 93-103
    Accurate forecasting of river flow is one of the most important factors in surface water resources management especially during flood and drought periods. Because of the importance of river flow forecasting، in this study، daily flow of Barandozchay river in two stations (Bibakran and Dizaj) for a period of 20 years using Wavelet Neural Network (WNN) which is a combination of wavelet analysis and Artificial Neural Network (ANN) has been predicted. The results of ANN model have been compared with WNN model. Data of the years 1990-2005 and 2006-2009 were used for training and verification of the networks، respectively. The performance of the two models was evaluated by statistics: r، RMSE and MAE. The results showed that the WNN model with a correlation coefficient of 0. 972 and 0. 976 (for stations of Dizaj and Bibkran، respectively) was able to forecast daily river flows better than the ANN model. Therefore، the results indicated that the proposed WNN method performed quite well compared to Artificial Neural Network method and could be applicable for river flow forecasting.
    Keywords: Artificial neural networks, Barandozchay river, Daily flow, Wavelet neural network
  • Pages 105-121
    In this investigation، the effects of rice (Oryza sativa cv. Ali Kazemi) cultivation، sewage sludge compost and chemical fertilizers on changes in pH، EC، potassium and sodium in an alkaline soil solution after submergence were studied under greenhouse conditions. A factorial experiment based on randomized complete blocks design with two replications including duration of submergence at 10 levels (2، 11، 30، 37، 42، 49، 56، 63، 78، 92 days) and source and amount of organic and chemical fertilizers in six levels (control، 100% chemical fertilizers، 20g sewage sludge compost per kg of soil with and without 50% chemical fertilizers، 40g sewage sludge compost per kg of soil with and without 50% chemical fertilizers) and rice cultivation at two levels (cultivated and uncultivated) was carried out. The results showed that by increasing the duration of soil submergence، the pH of alkaline soil solution in the treatment with 100% chemical fertilizers increased، while in the treatments including 20 and 40g sewage sludge compost/kg of soil with and without 50% chemical fertilizers it decreased. In the all treatments، after submergence the EC of soil solution initially increased and after reaching a maximum decreased. In the all treatments، by increasing duration of submergence، concentration of potassium in soil solution decreased، while sodium concentration in soil solution increased. The pH of soil solution increased by application of chemical fertilizers while it decreased by application of sewage sludge compost. The EC and concentrations of sodium and potassium in soil solution increased by application of sewage sludge compost and chemical fertilizers compared to the control. At the end of growth period، the pH of soil solution in cultivated treatments (rhizosphere) was lower than that of uncultivated (non-rhizosphere) treatments. The effect of rice cultivation on the EC of soil solution was not significant while its effect on the concentrations of sodium and potassium in soil solution was significant.
    Keywords: Compost, Rhizosphere, Rice, Salinity, Sewage sludge, Submergence
  • Pages 123-134
    Local scour around a bridge pier results from the flow and pier interaction and separation of the flow at the sides of the pier. One of the methods for a local scour countermeasure at bridge piers is the use of sacrificial piles. Sacrificial are piles placed upstream of a bridge pier for the purpose of protecting it from local scour by deflecting the high-velocity flow and reducing vortex system behind them. In this paper the effects of pile size and spacing between sacrificial piles are investigated in an experimental flume under clear-water condition. Uniform bed sediment with a median diameter of 0. 5 mm was used. The cylindrical pier was 40 mm in diameter (D). The sacrificial piles were of 32، 27 and 20 mm diameters (d) and the distances of the first sacrificial pile were equal to 2. 8D، 2. 95D، 3. 1D and 3. 4D from the upstream face of the pier. Three different flow rates were used، identified by V/Vc equal to 0. 67، 0. 81 and 0. 94. The results show that increasing flow intensity reduces the sheltering effect of the pile group. Also up to optimum distance، increasing the sacrificial pile diameter improves the effect of these piles، but for larger distances of the sacrificial piles the most efficient scour reduction occurs for the smallest sacrificial piles diameter. Furthermore، the experimental results show that when the sacrificial pile is located at a distance equal to 2. 95D of pier (X)، the significant scour reduction nearly to 39 - 121% will occur.
    Keywords: Cylindrical piers, Sacrificial piles, Scour reduction
  • Pages 135-150
    Soil erosion and sediment transport occur due to surface runoff and flow in channels and rivers. Sediment input rate into dam reservoirs not only decreases effective volume of reservoirs، but also has non desirable influence on intake structures، gates، stability and water quality. Thus، estimation of sediment transport input into reservoirs is an important factor. Due to complexity and effect of different parameters on erosion and sediment transport Phenomenon، the mathematical simulations of sediment transport have not enough accuracy. In this research، for predicting of solid inflow to reservoir of Shahriar dam firstly، sediment rating curve and classic methods are used. Then، the applicability of data driven and artificial intelligent approaches like feed forward، radial basis، generalized regression neural networks and neuro-fuzzy systems are evaluated. Results indicate the high capability and workability of neural network and neuro fuzzy methods and low accuracy of sediment rating curve and classic methods in simulation of sediment transport rate.
    Keywords: Feed forward neural network, Generalized regression, Neuro, fuzzy systems, Radial basis, Sediment rating curve, Solid load discharge
  • Pages 151-167
    In addition to soil water content، soil matric potential is also important. Soil water characteristic curve (SWCC) describes soil water content and soil matric potential relationship. Many models have been developed to describe the SWCCs and their fitting to the experimental data. Their fitting accuracies in different soils، however، have been rarely investigated. In this study، 75 disturbed and undisturbed soil samples were taken from topsoils and subsoils of Guilan province and were partitioned into textural groups after textural measurements. Water contents were measured at 12 matric potentials. Thirteen well known and frequnetly applied SWCC models were fitted to the measured data. The most accurate models of total soil samples، each textural group and each textural class were determined using root mean square error، coefficient of determination and mean error. The Brooks and Corey، Kosugi and Gardner models had the least accuracies among all of the models. The results showed that Fredlund-Xing and Dexter models had better fitting accuracies than the van Genuchten model for total soil samples، textural groups and some of textural classes and showed superiority for the soils of Guilan province. Since، there was no significant difference between the fitting accuracies of the Fredlund-Xing and Dexter models on the empirical data، so Dexter model would be superior to the other models for the soils of Guilan province because of its simplicity.
    Keywords: Fitting accuracy, Model, Soil water characteristic curve, Textural classes
  • Pages 169-182
    Scouring around bridge piers as one of important and effective factors in bridge damage is a kind of erosion around the pier that occurs due to the effect of complex vortex flows and generally، result is a trench around the pier of bridge. Many field and laboratory investigations of scour around bridge pier and foundations cause to give different equations for prediction of scour depth. But، results of these equations are not satisfactory. In this research، capability of artificial intelligence is evaluated for simulation of cylindrical bridge pier scouring using laboratory data of cohesive soil bed. Using FFNN (Feed Forward Neural Network)، RBF (Radial Basis Function)، GRNN (Generalized Regression Neural Network) neural networks and ANFIS، scouring depth is calculated for both of dimensional and non–dimensional data and then using sensitivity analysis، effect of all parameters on pier scouring is determined. The results indicate that the ANFIS model leads to better results than the RBF and GRNN models but it is not as robust as FFNN.
  • Pages 183-192
    One of the strategies for improving the management of drip irrigation systems is considering the soil water redistribution in different directions (horizontal، downward، radial and upward) which can be of considerable importance. In this research، the wetting front and water redistribution in light-، medium- and heavy-textured homogeneous soils were evaluated in drip irrigation systems. Irrigation time was set to 6 hours and measurements continued until 68 hours after irrigation. Experiments were carried out in a plexiglass container with transparent walls. Emitters were installed at 15، 30 and 45 cm depths and discharge rates of 2. 4 and 4 L/hr were applied. Observations of water front in surface drip irrigation showed that the water redistributed more in horizontal and vertical directions for lesser emitter discharges than the highest ones، but the contrary was observed for subsurface drip irrigation. For the same emitter discharge، the largest depth showed less water redistributed in the horizontal direction but the contrary was observed for shallow depths. This could be explained considering the dry soil area above the emitters that is larger in the deepest location.
    Keywords: Irrigation management, Moisture front, Moisture redistribution, Subsurface drip irrigation
  • Pages 193-206
    Abutments are used to protect erodible river banks. This structure is subjected to scouring due to flow convergence at the nose of structure. Therefore، countermeasure methods should be employed in order to prevent financial damages and life hazards. One of these methods is to use a slot. The main application of a slot is to deviate and change the down flow at the upstream region of an abutment. Also it reduces the power of vortices around the abutment. In this research، parameters such as depth، hole dimensions and time development of scoring process were measured around a vertical abutment. Operation of the slot was then evaluated at different height، depth، width and distance from the abutment nose and compared with unprotected abutment. The results showed that the models for which the slot was installed near the wall under the bed with the depth equal to the width of the abutment had the best performance. The amount of scour reduction for different models was 11. 8 to 43 percent.
  • Pages 207-219
    Particle size distribution (PSD) is one of the most important soil physical properties consisting of the primary and secondary PSD. The purpose of this study was to investigate the relationship between the primary PSD (sand، silt and clay) and the secondary PSD at different scales of aggregates. Sampling was done from two soil layers of 0-10 and 10-20 cm at farms with different cultivation systems including wheat، barley، maize، alfalfa، fallow and tilled lands، with three replications. Each soil sample was divided into three subsamples (size classes) of 0-0. 25mm، 0. 25-1mm and 1-5 mm. Results showed that the cultivation system had significant effects (p<0. 01) on the secondary PSD. There was a negative significant correlation between the sand percentage and water stable aggregates (WSA) >0. 25mm، while the correlation was positive for the silt fraction. Moreover، clay content had no significant influence on the WSA>0. 25mm. The percentages of sand، silt and clay particles in all the aggregate classes were significantly different، so that with increasing the aggregates size، the sand fraction increased، while the silt and clay contents significantly decreased. The fine، medium and large aggregate classes consisted of 45. 5، 55. 9 and 60. 8 percent of sand، 36. 0، 27. 5 and 24. 3 percent of silt and finally 17. 8، 16. 6 and 14. 8 percent of clay، respectively. However، in the all classes، the content of sand was higher than those of silt and clay. In addition، with increasing aggregate size from 0. 25-1 mm to 1-5 mm، the percentage of WSA>0. 25mm increased، significantly. The results also indicated that in these two classes، the sand fraction had negative relationship with the WSA>0. 25mm، while the relationships for silt and clay particles were positive. The findings of this research revealed that although the content of sand was higher in larger aggregates، but sand particles led to aggregate instability، however silt and particularly clay particles improved aggregate stability.
    Keywords: Aggregates stability, Cultivation system, Particle size distribution, Soil texture
  • Pages 221-234
    Methods to control and reduce local scour are based on the scour mechanism. One of these methods is the application of collar around piers and using different bridge piers geometries. In this study eight different shapes of bridge piers were used with collar around them and the obtained scour depths and rates were compared with those of circular pier. The effect of airfoil shaped piers length was also investigated. The results showed that the airfoil shaped pier with relative length of 3. 85 was more effective than the other shapes of piers due to reduction of power of horseshoe and wake vortices and the maximum scour depth reduced 22% compared to the cylinderical pier. Furthermore، using a collar with a diameter two times greater than the pier diameter in the airfoil shaped piers decreased the maximum scour depth up to 80% in comparison with circular pier and the equilibrium time of scour also increased. Also، the airfoil shaped piers which were located in flow path in inverse direction، reduced the maximum scour depth in front of pier about 60%.
    Keywords: Airfoil shaped pier, Bridge pier geometry, Collar, Local scour
  • Pages 237-249
    چكيده [English] For selecting the most proper formula to estimate sediment discharge، there is a great need to evaluate them for any river. In this paper، suspended sediment estimation formulae in Bazoft، Soolegan and Armand River using Analytical Hierarchy Processing (AHP) were investigated and at last the priority of each formula in three rivers was compared. Three formulae of sediment estimation; Chang-Simons-Richardson، Bagnold، and Toffaleti were applied in this research. For solving these formulae numerical methods were applied. Accuracy of each formula was evaluated using two statistics (R2، NS). In addition to the cost calculation of solving each of the formula، the suitable numbers of it’s input parameters were studied. At first، pair-wise matrix for each of the criteria was created and then by calculating the final weight for each formula the preference rank of it was determined for each river. Chang-Simons-Richardson formula with final weights of 0. 34، 0. 53 and 0. 43 for Armand، Soolegan and Bazoft rivers was proposed as suitable formula for sediment discharge estimation of the three rivers، respectively.
    Keywords: Analytical hierarchy processing, Bagnold, Chang, Simons, Richardson, Toffaleti
  • Pages 249-260
    Media found in nature are heterogeneous and contaminant dispersion coefficient in such media may have spatial variations. In this study، dispersion coefficient is presented in constant and spatially-varied forms. The spatially-varied dispersion coefficient has been defined by means of three types of linear، power and exponential functions and each of them has been entered separately in the transport equation and the obtained models are solved using the initial condition and Dirichlet boundary condition. For comparison of the models results، data of the continuous injection of sodium chloride ions in a 12. 5m column containing different soil textures have been used. Concentration-location curves at different times showed that at early times after the injection dispersion coefficient of the linear model was more compatible with the experimental data and that of the power model was less compatible with them. With elapsing time، results of the power model were better than those of the two other models. In general، with increasing time the similarity between the results of models and experiments was reduced. By fitting dispersion coefficient values obtained from the experiments at different points of the column length، the coefficients of determination for the linear، power and exponential models were estimated as 0. 501، 0. 856 and 0. 714، respectively. This showed that power and exponential models had better estimation than the linear model. At all times، results of the constant dispersion coefficient model had less similarity with the experimental results than the other models.
    Keywords: Advection, dispersion transport, Constant dispersion coefficient, Dirichlet condition, Spatialy, varied dispersion coefficient
  • Pages 261-275
    In order to investigate interaction of drought stress and potassium application on potassium، calcium، magnesium concentration and oil of two species of canola and mustard، a factorial experiment based on randomized complete block design with three replications was conducted during two years (2007-2009) at Agricultural and Natural Resources Research Station of Zehak located in Sistan and Baluchstan province. Irrigation regimes in three levels (irrigation after 50، 70 and 90 percent depletion of soil available water)، potassium sulphate fertilizer in three levels (0، 150 and 250 kg. ha-1 K2SO4) and two species of Brassica napus (Hyola 401 Hybrid of canola) and Brassica juncea (landrace cultivar of mustard native of Indian) were allocated to experiment factors. According to the results two species showed different pattern of potassium and calcium accumulation in their leaves. Mustard contained a higher leaf potassium and calcium contents than canola. Under severe drought stress، leaf potassium and magnesium increased but calcium change was not significant. Increasing potassium application in the soil increased potassium and decreased calcium concentration in the leaf. Potassium application did not show any significant effect on leaf magnesium concentration. Hyola 401 showed higher seed yield، oil yield and oil content than landrace of mustard. Seed and oil yield increased but oil percent decreased with increasing drought stress. Potassium application caused increasing seed yield and oil yield in different levels of water availability in both species. Seed yield had positive correlation with oil yield، oil content and potassium concentration but its correlation with leaf calcium and magnesium concentration was negative. Based on the results of this experiment، it can be reported that equilibrium supply of potassium and moisture increased grain yield، oil production and absorb of mineral nutrients in both species and property variation in nutrients absorption efficiency in brassica genus can be used in breeding programs for drought tolerance.
    Keywords: Brassica, Calcium, Drought stress, Oil percent, Potassium, Seed yield