فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال بیستم شماره 5 (آذر و دی 1392)

نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال بیستم شماره 5 (آذر و دی 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/11/23
  • تعداد عناوین: 15
|
  • حمید زارع ابیانه*، الهام فرخی، خلیل اژدری، مجید وظیفه دوست صفحات 1-19
    مدیریت آب و کود نیتروژن در محصولات کشاورزی به دلیل کمبود منابع، مشکلات زیست محیطی و سلامتی باید بهبود یابد. مدل سازی در سال های اخیر نقش مهمی را در ارتقاء عملیات کود آبیاری در سیستم های نوین آبیاری داشته است. هدف از انجام این مطالعه ارزیابی قابلیت مدل Hydrus-1D در شبیه سازی اثر هم زمان رژیم های مختلف آب و کود نیتروژن در یک سیستم کود آبیاری قطره ای بود. این پژوهش در یک مزرعه تحت کشت پیاز به مساحت 81 مترمربع، مجهز به سامانه کود آبیاری قطره ای، در منطقه شاهرود با اقلیم خشک صورت گرفت. مقادیر رطوبت و غلظت نیتروژن از اندازه گیری های مزرعه ای با دور آبیاری 48 ساعت و تزریق کود نیتروژن با غلظت 116/0 ساعت به دست آمد. با اعمال شرایط مرزی و اولیه در مدل Hydrus-1D رطوبت و نیتروژن در 4 عمق 15-0، 30-15، 45-30 و 60-45 سانتی متر برآورد گردید. در این مطالعه تغییرات میزان رطوبت و غلظت نیتروژن طی ماه های مختلف رشد توسط مدل Hydrus-1D بررسی شد. نتایج اندازه گیری ها و برآوردهای مدل در خصوص رطوبت توزیعی بیانگر بیش تر بودن مقدار رطوبت در 3 زمان 30، 60 و 90 روز پس از نشاء پیاز در لایه 15-0 سانتی متری سطح زمین و در 10 سانتی متری محل استقرار قطره چکان است. بیش تر بودن رطوبت در لایه اول خاک و در محل 10 سانتی متری قطره چکان به دلیل استقرار قطره چکان در سطح خاک و برای پاشش آن به سمت گیاه یعنی 10 سانتی متری قطره چکان قابل توجیه است. اندازه گیری ها و مدل سازی نیتروژن بیانگر فزونی مقدار نیتروژن در زمان های 30 و 90 روز پس از نشاء در لایه 15-0 سانتی متری خاک در محل قطره چکان نسبت به 2 ماه پس از نشاء بود. کاهش نیتروژن در محل 10 سانتی متری قطره چکان و در 60 روز پس از نشاء می تواند به دلیل استقرار گیاه پیاز در 10 سانتی متری از محل قطره چکان، افزایش درصد پوشش گیاهی و نیاز گیاه به این ماده غذایی باشد. مقایسه متناظر رطوبت شبیه سازی با مشاهده شده تا عمق 60 سانتی متری در محل قطره چکان و 10 سانتی متری آن بیانگر جذر مربعات خطای 0067/0 و 0062/0، میانگین خطای مطلق 0044/0 و 0047/0 و ضریب تعیین 90/0 و 99/0 بود. به همین ترتیب مقایسه متناظر نیتروژن شبیه سازی با مشاهده شده در محل قطره چکان و 10 سانتی متری آن بیانگر جذر مربعات خطای 015/0 و 011/0، میانگین خطای مطلق 014/0 و 009/0 و ضریب تعیین 92/0 و 99/0 بود. نتایج نهایی با توجه به محاسبه آماره های خطاسنجی نشان دهنده کم بودن خطا و بالا بودن ضریب تعیین در کاربرد مدل Hydrus-1D و دقت مناسب این مدل در شبیه سازی رطوبت توزیعی و غلظت نیتروژن در منطقه ریشه است.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، پیاز، کود آبیاری، مدل سازی، Hydrus، 1D
  • الهه موسوی کیاسری*، داوود نیک نامی، محمدحسین مهدیان، ابراهیم پذیرا صفحات 21-39
    شاخص فرسایندگی باران به منظور برآورد صحیح میزان تلفات خاک در اثر فرسایش آبی، یکی از پارامترهای ضروری است. بنابراین، شاخص فرسایندگی باران که در هر منطقه استفاده می شود باید دقیق باشد. هدف این پژوهش، بررسی روابط رگرسیونی بین شاخص های فرسایندگی باران و تلفات خاک از کرت های آزمایشی پس از وقایع منفرد بارش، به منظور تعیین شاخص مناسب مبتنی بر شدت بارندگی در استان سمنان است. به این منظور، وقایع بارندگی سال های 89-1387 در ایستگاه تحقیقاتی جاشلوبار استان سمنان، با استفاده از باران نگار ثبت گردید. هم چنین، مقادیر تلفات خاک پس از هر واقعه بارندگی، از کرت هایی با ابعاد استاندارد، در دو طبقه شیب 3 و 15 درصد با 3 تکرار جمع آوری و اندازه گیری شد. سپس مقادیر بارندگی، حداکثر شدت بارش در پایه های زمانی مختلف و انرژی کل باران، به همراه سایر پارامترهای بارندگی، برای محاسبه شاخص های مختلف محاسبه و روابط بین این شاخص ها و مقادیر رسوب متناظر آن ها بررسی شد. با تجزیه و تحلیل آماری رابطه های نام برده، شاخص با و معنی داری در سطح 1 درصد، به عنوان مناسب ترین شاخص تشخیص داده شد. در ضمن، میانگین بلندمدت شاخص انتخابی و 7 شاخص مبتنی بر مقدار بارندگی، در 10 ایستگاه مجهز به باران نگار در سطح استان سمنان، طی یک دوره آماری 25 ساله، تعیین شد. برای تخمین شاخص انتخابی، رابطه های رگرسیونی بین شاخص انتخابی و شاخص های مبتنی بر مقدار بارندگی بررسی شد. میانگین بارش سالانه، انحراف معیار بارش سالانه و حداکثر بارش ماهانه از جمله شاخص هایی بودند که همبستگی خوبی (به ترتیب 83/0، 82/0 و 81/0) را در سطح 1 درصد، با شاخص انتخابی نشان دادند.
    کلیدواژگان: فرسایش خاک، شاخص فرسایندگی باران، کرت فرسایش
  • مهدی کاهه، امیراحمد دهقانی* صفحات 41-60
    یکی از راه های بهینه کردن مشخصه های هندسی پرش هیدرولیکی ایجاد سطح موج دار در محل پرش است به طوری که سطح موج دار با به وجود آوردن اختلاط شدید در جریان باعث افزایش تنش رینولدز و اصطکاک بستر می شود. در این حالت پرش هیدرولیکی برای تشکیل به عمق پایاب کم تری نیاز داشته و در نتیجه طول پرش به شکل معنی داری کاهش می یابد. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار FLOW-3D و به کارگیری روش حجم سیال (VOF) در تحلیل جریان آزاد و مدل های تلاطمی k-ε و RNG k-ε شبیه سازی عددی پرش هیدرولیکی بر روی سطح موج داری با ارتفاع زبری 13 میلی متر، فواصل بین زبری 68 میلی متر، در اعداد فرود 5/8-5/3 انجام شد و با نتایج به دست آمده از بررسی های آزمایشگاهی توسط پژوهش گران مختلف مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج توانایی مدل RNG k-ε را در تخمین عمق ثانویه، طول پرش و توزیع سرعت را به خوبی نشان می دهد. ضریب تنش برشی برآورد شده توسط مدل عددی به نتایج به دست آمده از بررسی های آزمایشگاهی بسیار نزدیک بوده و به طور متوسط 8 برابر مقدار آن در پرش هیدرولیکی بر روی سطوح صاف برآورد شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، مدل آشفتگی RNG k-ε در مقایسه با مدل k-ε در مدل سازی پرش هیدرولیکی بر روی سطح های موج دار از دقت بالایی برخوردار است.
    کلیدواژگان: پرش هیدرولیکی، سطح های موج دار، شبیه سازی عددی، حجم محدود، k، ε RNG
  • عبدالرضا ظهیری* صفحات 61-79
    رودخانه های آبرفتی معمولا عرض وسیعی داشته و به همین دلیل توزیع سرعت در عرض رودخانه دارای تغییرات زیادی است. محاسبه این تغییرات در محاسبات تعیین دبی جریان در مجرای اصلی و دشت های سیلابی، انتقال رسوب در مجرای اصلی، انتقال و پخش مواد آلاینده، محاسبه تنش برشی و تعیین نقاط فرسایشی و رسوب گذار در عرض رودخانه کاربرد زیادی دارد. تاکنون برای محاسبه توزیع عرضی سرعت در رودخانه های سیلابی از اندازه گیری مستقیم سرعت نقطه ای به کمک مولینه و یا مدل های ریاضی شبه دوبعدی استفاده شده است. اندازه گیری میدانی سرعت در عرض رودخانه، پرهزینه و زمان بر بوده و در شرایط سیلاب بسیار سخت است. از طرف دیگر، تئوری مدل های ریاضی به نسبت پیچیده بوده و ممکن است برای استفاده کاربردی مهندسین هیدرولیک دارای مشکلاتی باشند. در این پژوهش با استفاده از جستجوی ژنتیکی، رابطه ساده و بدون بعدی برای محاسبه سرعت جریان در عرض رودخانه استخراج شده است. از متغیرهای بدون بعد عمق نسبی جریان و کوهیرنس مقطع به عنوان پارامترهای ورودی اصلی استفاده شده است. برای انجام این کار، داده های توزیع سرعت در عرض مقاطع مرکب آزمایشگاهی و رودخانه ای در دو گروه واسنجی و صحت سنجی قرار گرفتند. با مقایسه آماری نتایج محاسباتی، ضریب تعیین (2R) و ریشه دوم میانگین مجموع مربعات خطا (RMSE) برای داده های واسنجی به ترتیب حدود 93/0 و 063/0 و برای مرحله صحت سنجی به ترتیب حدود 91/0 و 127/0 به دست آمده است.
    کلیدواژگان: پروفیل عرضی سرعت، پارامتر کوهیرنس، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، مقاطع مرکب
  • آتنا کبیر*، عبدالرضا بهره مند صفحات 81-97
    بررسی و کمی کردن عدم قطعیت پارامترهای مدل های بارش- رواناب به طور عمده در دهه اخیر مطرح شده است و در این حال یکی از چالش های مهم هیدرولوژی در سطح مجامع بین المللی به شمار می رود. بر خلاف کاربرد آسان بیش تر مدل های مفهومی بارش- رواناب، به علت تعداد زیاد پارامترها و نبود درک فیزیکی از آن ها، این مدل ها در مرحله واسنجی پارامترها با مشکل مواجه هستند. در این پژوهش عدم قطعیت پارامترهای مدل WetSpa با روش مونت کارلو در حوزه آب خیز گرگان رود، استان گلستان بررسی گردیده است. WetSpa یک مدل توزیعی بر پایه GIS می باشد که در مقیاس حوزه عمل کرده و برای پیش بینی سیلاب و مدیریت حوزه آب خیز توسعه یافته است. مدل فیزیکی بوده و قادر است فرایندهای هیدرولوژیکی را به طور پیوسته در زمان و مکان شبیه سازی نموده و تعادل آب و انرژی را در هر سلول رستری برقرار نماید. عمده عدم قطعیت شبیه سازی مدل ها، ناشی از ساختار مدل و تعریف نکردن صحیح پارامترها می باشد. بنابراین برای پیش بینی صحیح رواناب، عدم قطعیت پارامترها و به تبع عدم قطعیت پیش بینی ها باید مدنظر قرار گرفته شود. به کارگیری روش مونت کارلو برای تحلیل نداشتن قطعیت پارامترها منجر به تعیین محدوده مناسب تغییرات پارامترها گردید. نتایج بیانگر این بودند که فاکتور تصحیح تبخیر و تعرق (Kep)، کوتاه ترین دامنه را دارا بوده و در نتیجه از حساسیت بالایی برخوردار است. در حالی که فاکتور آب زیرزمینی اولیه (go) و ضریب روز- درجه بارش (Krain)، دارای بیش ترین عدم قطعیت می باشند و از حساسیت کمی برخوردارند.
    کلیدواژگان: مدل بارش، رواناب، WetSpa، نداشتن قطعیت، مونت کارلو، گرگان رود
  • سارا صمیمی لقمانی، علی عباسپور، محمد قاسم زاده گنجه ای، هانیه سمسار صفحات 99-114
    پساب به دلیل داشتن عناصر مغذی مانند نیتروژن و فسفر، پس از تخلیه به آب ها باعث رشد سریع انواع جلبک ها شده و در نهایت به پدیده غنی شدگی ختم می شود. از این رو نیاز است تا قبل از تخلیه پساب به منابع آبی، مقدار فسفر و نیتروژن آن تا حد امکان کاهش یابد. یکی از روش های موثر برای پالایش آب های آلوده به نیتروژن و فسفر استفاده از گیاهان آبزی است. به همین منظور آزمایشی بر روی گیاه لویی با 4 تیمار در 3 تکرار با طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل در راکتورهای آزمایشی با جریان بسته انجام شد. تیمارها شامل پساب همراه با گیاه، پساب رقیق شده (با درجه رقت 2/1) با گیاه و شاهد (بدون گیاه) در دو حالت پساب بود. پارامترهای نیترات، آمونیوم، نیتروژن آلی، نیتروژن کل، فسفر محلول، اسیدیته، BODو COD محلول در زمان های 8، 16 و 24 روز در نمونه های پساب و نیتروژن کل در بافت های گیاهی در ابتدا و انتهای دوره آزمایش اندازه گیری شد. نتایج نشان داد غلظت نیترات، نیتروژن آلی، نیتروژن کل و فسفر محلول در تیمار گیاهی به طور معنی داری کم تر از تیمار بدون گیاه بود و بین تیمارهای گیاهی و بدون گیاه در مقدار اسیدیته تفاوت معنی داری (05/0P<) مشاهده نشد. گیاه آبزی لویی در کاهش BOD در پساب اولیه در زمان دوم نسبت به شاهد به طور معنی داری موثرتر بود. به طورکلی تاثیر سیستم گیاهی از سیستم بدون گیاه در کاهش غلظت عناصر نیتروژن و فسفر بیش تر بود.
    کلیدواژگان: پساب شهری، فسفر، گیاه آبزی لویی، نیتروژن
  • محسن حسینعلی زاده*، حسن احمدی، سادات فیض نیا، فیروزه ریواز، محمد ناصری صفحات 115-130
    فرسایش تشدیدی خاک عواقب زیادی را در برداشته و با توجه به اهمیت اندازه گیری آن و استفاده از Cs137در مطالعات فرسایش خاک، یکی از موارد مهم در این زمینه نحوه تهیه نقشه است. در این مطالعه که در زیرحوضه های زوجی استان گلستان صورت گرفت، بعد از طیف سنجی 60 موقعیت در هر زیرحوضه توسط آشکارساز بالا خالص ژرمانیوم قابل حمل و استفاده از مدل تبدیل تعادل جرمی II، نرخ جابه جایی ذرات خاک در هر موقعیت تعیین شد. متوسط فرسایش خاک در مکان های طیف سنجی در زیرحوضه های شاهد و نمونه به ترتیب برابر 12/10 و 93/10 تن در هکتار در سال مشخص شد. تهیه نقشه جابه جایی ذرات خاک در هر زیرحوضه به صورت پیش گویی (کریگینگ) و شبیه سازی زمین آماری با استفاده از بسته های تخصصی در نرم افزار R انجام شد. مدل نیم تغییرنما در هر دو زیرحوضه از نوع گاوسی با دامنه تاثیر 380 متر بوده و متوسط فرسایش خاک براساس روش کریگینگ در زیرحوضه های شاهد و نمونه به ترتیب معادل 93/9 و 22/11 تن در هکتار در سال تعیین شد. با استفاده از شبیه سازی گاوسی دنباله ای، متوسط فرسایش خاک در زیرحوضه های شاهد و نمونه به ترتیب معادل 03/10 و 08/11 تن در هکتار در سال به دست آمد. کم ترین و بیش ترین عدم قطعیت فراموضعی در زیرحوضه نمونه معادل 70/10 و 45/11 تن در هکتار در سال مشخص شد. کم ترین و بیش ترین عدم قطعیت موضعی در زیرحوضه شاهد معادل 02/10 و 55/11 تن در هکتار در سال تعیین شد که این مناطق با فاصله ای معادل 720 متر از یکدیگر واقع شده اند.
    کلیدواژگان: Cs137، شبیه سازی زمین آماری، کریگینگ، زیرحوضه های زوجی کچیک، استان گلستان
  • منوچهر چیت سازان، غلامرضا رحمانی*، مجتبی زارع صفت صفحات 131-146
    هدف از این مقاله ارزیابی هیدروشیمیایی منابع آب زیرزمینی دشت عقیلی در شرق استان خوزستان است. به این منظور از پارامترهای متعددی استفاده می شود که از آن جمله می توان به TDS و کاتیون و آنیون های اصلی موجود در آب اشاره کرد. وقتی که چندین پارامتر برای ارزیابی وجود دارد، کار ارزیابی نیز پیچیده تر می گردد. به این منظور می توان از روش AHP، که یکی از گسترده ترین ابزارهای تصمیم گیری چندمعیاره است، استفاده کرد. در این پژوهش، به منظور انجام این مقایسه، برای هر یک از پارامترها یک ضریب خطر محاسبه شد. سپس براساس مقدار این ضریب ارزش هر دو پارامتر نسبت به هم مشخص و ضریب وزنی برای هر پارامتر تعیین گردید. برای تحلیل و ارزیابی چندمعیاره، پارامترها باید از نظر مقیاس های اندازه گیری همسان سازی شوند. به این منظور از روش منطق فازی استفاده شده که با اعمال تابعی مشخص، بیش ترین ارزش (عدد 1) به حداکثر عضویت و کم ترین ارزش (عدد صفر) به حداقل عضویت اختصاص می دهد. به این منظور از تابع خطی (Linear) استفاده و مقادیر حداکثر و حداقل هر پارامتر با توجه به طبقه بندی شولر تعریف شد. سپس به منظور ارزش دهی به پارامترها نقشه استاندارد هر پارامتر در وزن به دست آمده از روش AHP ضرب گردید و برای ارزیابی و تعیین مدل های تلفیقی مناسب از عمل گر گامای فازی به عنوان مدل منتخب، استفاده شد. نتیجه این تلفیق نشان داد، بیش تر نواحی دشت عقیلی آب زیرزمینی از نظر شرب در طبقه خوب قرار می گیرد و تنها بخش های کوچکی از دشت در جنوب غرب دشت کیفیت نامناسب تا غیرقابل شرب را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: کیفیت آب زیرزمینی، دشت عقیلی، تحلیل سلسله مراتبی، منطق فازی، GIS
  • وحیدرضا جلالی*، عباس خاشعی سیوکی، مهدی همایی صفحات 147-162
    آگاهی از هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در مدیریت آبیاری و مدل سازی هیدورلوژیکی، ضروری می باشد، ولی در بیش تر موارد به علت محدودیت های عملی و یا هزینه ای، اندازه گیری آن با دشواری همراه است. در این پژوهش مدل های مختلف زمین آماری با نوعی از الگوریتم های غیرپارامتریک از نوع یادگیرنده های تنبل موسوم به k- نزدیک ترین همسایه، برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک از روی داده های سهل الوصول خاک، مورد مقایسه قرار گرفت. در این پژوهش 151 نمونه از خاک های زراعی اطراف بجنورد، جمع آوری شده و متغیرهای کمکی شامل فراوانی ذرات، جرم مخصوص حقیقی و ظاهری همچنین هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک (ECe)، درصد مواد آلی خاک (OM)، رطوبت اشباع خاک (θs)، pH و میزان مواد خنثی شونده آن (TNV) برای برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع به کار گرفته شد. استفاده از آماره های ضریب هبستگی پیرسون (r)، خطای ماکزیمم (ME)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، کارآیی مدل (EF) و ضریب جرم باقی مانده (CRM) نشان داد که از نظر دقت برآورد، روش غیرپارامتریک k- نزدیک ترین همسایه (با داشتن آماره های 76/0=r، 655/0=EF، 87/42=RMSE، 89/26= MEو 11/0- =CRM) نسبت به سایر روش ها از دقت قابل قبولی برخوردار بوده و پس از آن روش های کوکریجینگ و کریجینگ ساده، واجد بیش ترین دقت در تخمین مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع خاک بوده اند. بر این اساس، می توان نتیجه گیری کرد که استفاده از تکنیک k- نزدیک ترین همسایه به عنوان روشی جایگزین برای اشتقاق توابع انتقالی خاک، به ویژه هنگامی که فراهمی داده های جدید، نیاز به اشتقاق دوباره این توابع را الزام آور می کند، می تواند به کار رود.
    کلیدواژگان: تکنیک k، نزدیک ترین همسایه، روش های زمین آماری، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک
  • سمیرا نوری *، غلامعباس فلاح قالهری، سید حسین ثنایی نژاد صفحات 163-178
    برآورد تبخیر- تعرق پتانسیل در مواردی مانند برنامه ریزی آبیاری، توازن هیدرولوژیکی، طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری و پیش بینی میزان عملکرد محصول ضروری است. تعداد زیاد پارامترهای موثر در برآورد تبخیر- تعرق گیاه پتانسیل و از طرفی اندازه گیری برخی از این پارامترها در بعضی ایستگاه ها، سبب گردیده تا امکان برآورد دقیق آن میسر نباشد. بنابراین در این مقاله، امکان کاربرد شبکه عصبی مصنوعی در برآورد تبخیر- تعرق گیاه پتانسیل با حداقل پارامترهای اقلیمی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور از شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با قانون پس انتشار خطا و داده های ماهانه دمای حداکثر، دمای حداقل، رطوبت نسبی، سرعت باد و تعداد ساعات آفتابی ایستگاه هواشناسی سینوپتیک مشهد، طی دوره آماری 2005-1951 به عنوان ورودی مدل استفاده گردید. همچنین روش فائو پنمن- مانتیث 56 برای برآورد تبخیر- تعرق پتانسیل و استفاده به عنوان خروجی مدل به کار گرفته شد. برای ارزیابی کارایی روش شبکه های عصبی مصنوعی تحت شرایط نبود برخی پارامترهای اقلیمی، نتایج به دست آمده با برآوردهای به دست آمده از روش های هارگریوز- سامانی، بلانی- کریدل، پریستلی- تیلور و ماکینک مقایسه گردید. نتایج نشان دهنده کارایی بهتر شبکه های عصبی مصنوعی نسبت به روش های تجربی در برآورد تبخیر- تعرق گیاه پتانسیل می باشد. براساس نتایج به دست آمده، در صورت کمبود پارامترهای اقلیمی، تنها با اندازه گیری دمای حداقل و حداکثر و محاسبه تابش فرازمینی می توان با خطایی معادل 286/0 میلی متر در روز، برآورد مناسبی از تبخیر- تعرق گیاه پتانسیل با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی در منطقه مورد مطالعه به دست آورد.
    کلیدواژگان: تبخیر، تعرق پتانسیل، دما، شبکه عصبی مصنوعی، قانون آموزش پس انتشار خطا
  • علیرضا کیانی*، سامیه رئیسی صفحات 179-192
    کنکاش در زمینه بهینه سازی مصرف آب به منظور استفاده کاراتر از منابع محدود آب جزو چالش های جدی در بخش کشاورزی است. برای تحقق این هدف نیاز است تا واکنش گیاهان نسبت به آب برای حصول به بالاترین کارایی مصرف آب مورد ارزیابی قرار گیرند. این پژوهش به مدت 2 سال زراعی با استفاده از روش آبیاری بارانی تک شاخه ای به بررسی اثر مقادیر مختلف آب روی عملکرد، کارایی مصرف آب در 3 رقم سویا (سحر، 3G و DPX)، پرداخته است. 4 تیمار آبیاری براساس فاصله از خط لوله آبیاری بارانی به عنوان عامل اصلی ثابت و 3 رقم سویا که به صورت تصادفی در داخل هر تیمار آبیاری توزیع شده بودند، تحت یک آزمایش کرت های نواری با 4 تکرار مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داده است که تغییرات عملکرد ارقام سویا نسبت به آب مشابه ولی با شیب های متفاوت بود. به طورکلی با کاهش مقدار آب آبیاری کارایی مصرف آب سویا افزایش داشت و رقم DPX دارای بیش ترین کارایی مصرف آب نسبت بقیه ارقام بود. نتایج میانگین 2 ساله نشان می دهد که کارایی مصرف آب در ارقام سحر، 3G و DPX به ترتیب برابر 1/5، 2/6 و 7 کیلوگرم در هکتار در هر میلی متر آب مصرفی به دست آمد. بیش ترین کارایی مصرف آب با بیش ترین عملکرد مطابقت نداشت. به عبارت دیگر با افزایش مقدار آب از نقطه حداکثر کارایی مصرف آب، ممکن است منجر به افزایش عملکرد سویا شود ولی مقدار کارایی مصرف آب کاهش می یابد که البته این راهبرد مناطق کم آب نیست.
    کلیدواژگان: آبیاری بارانی، بهره وری آب، کم آبیاری، مدیریت آبیاری
  • اکرم عارفی اصل*، علی نجفی نژاد، فرشاد کیانی، عبدالرسول سلمان ماهینی صفحات 193-205
    حوزه آب خیز چهل چای استان گلستان در شمال ایران به دلیل کوهستانی و پرشیب بودن و تبدیل اراضی جنگلی به اراضی زراعی دیم به شدت مورد تخریب قرار گرفته است. این امر ضرورت انجام مدیریتی جامع و همه سونگر را فراهم می کند. از جمله بخش های ضروری در مدیریت حوزه های آب خیز آگاهی از وضعیت فرسایش و رسوب بخش های مختلف آب خیز است. در این مطالعه سعی شد با استفاده از مدل SWAT که براساس مطالعات مختلف کارایی خوبی را در بررسی هیدرولوژی و مدیریت حوزه ها نشان داده است میزان و توزیع مکانی تولید رسوب این حوزه بررسی شود. نتایج نشان داد 64/14 درصد از اراضی حوزه در اراضی زراعی دیم واقع در شیب های 50-8 درصد قرار دارد. این اراضی با متوسط رسوب بیش از 25 تن در هکتار در سال بحرانی ترین وضعیت تولید رسوب را در حوزه دارد بنابراین در اولویت مدیریت و انجام اقدامات حفاظتی قرار می گیرد. مدل SWAT متوسط وزنی رسوب دامنه و رسوب خروجی از حوزه را به ترتیب 62/9 و 71/7 تن در هکتار در سال برآورد کرد. با توجه به کارایی مدل در تعیین اراضی بحرانی فرسایش و رسوب، پیشنهاد می شود از آن در بررسی اثرات اقدامات مدیریتی استفاده شود.
    کلیدواژگان: آب خیز چهل چای استان گلستان، رسوب، مناطق بحرانی، مدل SWAT
  • زهرا درویش پسند*، غلامعباس صیاد، مهرداد شریعتی، یعقوب منصوری صفحه 207
    تراکم خاک در نتیجه تردد ماشین آلات، ویژگی های هیدرولیکی و منافذ خاک را تغییر می دهد که این تغییرات رشد ریشه، حرکت آب و املاح را تحت تاثیر قرار می دهند. آگاهی از ویژگی های منافذ فعال هدایت کننده آب در خاک از اهمیت بالایی برای تشخیص حرکت آب و املاح در خاک برخوردار می باشد. هدف از این پژوهش بررسی اثر تراکم خاک بر برخی ویژگی های هیدرولیکی خاک شامل تخلخل، تعداد منافذ متوسط و درشت و سهم این منافذ برای جریان آب در خاک بود. برای این منظور فاکتورهای هیدرولیکی موثر یک خاک سیلتی لوم در آزمایش مزرعه ای در مکش های 14، 4، 1 و 0 سانتی متر آب توسط دستگاه نفوذسنج صفحه ای اندازه گیری شدند. تیمارها شامل شاهد (بدون عبور تراکتور)، 2 بار و 4 بار عبور تراکتور بودند. نتایج نشان داد که در تیمار شاهد، منافذ درشت و متوسط در لایه بالایی وجود دارد، در حالی که در 2 تیمار دیگر در اثر تراکم ناشی از تردد تراکتور و فشار ناشی از آن، این دسته از منافذ تخریب و کاهش پیدا کرده بودند. در هر 3 تیمار، منافذ درشت به رغم حجم خیلی کم، منافذ اصلی شرکت کننده برای جریان آب در خاک بودند.
    کلیدواژگان: تراکم خاک، منافذ متوسط و درشت، نفوذ سنج صفحه ای، ویژگی های هیدرولیکی خاک
  • گزارش کوتاه علمی
  • مهدی ذاکری نیا*، خلیل قربانی صفحات 221-230
    در این پژوهش با نمونه برداری از خاک های مختلف، درصد شن، رس، سیلت، منحنی رطوبتی، چگالی ظاهری، مقدار ماده آلی، هدایت الکتریکی عصاره اشباع (ECe) و نسبت جذبی سدیم (SAR)، اندازه گیری و در ادامه پارامترهای هیدرولیکی معادله ون گنوختن برای منحنی رطوبتی خاک ها به روش بهینه سازی معکوس تعیین شدند. در انتها به کمک مدل درختی M5، مقادیر رطوبت غیر اشباع خاک به صورت توابعی وابسته به مکش، درصد شن، رس و سیلت، چگالی ظاهری، مواد آلی، نسبت جذبی سدیم و شوری عصاره اشباع تخمین زده شد. در مرحله بعد مقدار ضریب تعیین (2R)، مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای اریب (MBE) بین مقادیر رطوبت اندازه گیری شده و شبیه سازی شده با روش مدل درختی M5 در همه بافت ها و شوری ها تعیین شد. نتایج نشان داد که علاوه بر داده مکش به عنوان ورودی، داده های دیگر مانند درصد شن، سیلت و رس، نقش به سزایی در پیش بینی مقدار رطوبت داشتند. اما بیش ترین تاثیر را پارامتر مکش ماتریک در پیش بینی رطوبت از خود نشان داد. بنابراین نتایج مدل درختی M5 بیانگر آن است که با وجود در دسترس بودن داده های فیزیکی و شیمیایی خاک، مقادیر مکش ماتریک به عنوان یک پارامتر اساسی برای شبیه سازی دقیق رطوبت در منحنی رطوبتی مورد نیاز است.
    کلیدواژگان: بافت خاک، شوری عصاره اشباع، منحنی رطوبتی، درخت تصمیم
  • مصطفی اصلانی، علیرضا عمادی*، هادی نظرپور صفحات 231-239
    کاربرد الگوریتم های بهینه ساز، در بهینه سازی مقطع سدهای وزنی و یافتن ابعاد هندسی بهینه سازه با استفاده از این روش، مساله ای است که مورد توجه طراحان قرار دارد. الگوریتم ژنتیک یکی از الگوریتم های هوشمند است که از 4 عمل گر برازش، انتخاب، جهش و ادغام برای حل مسایل استفاده می کند. در این پژوهش، حساسیت مدل شبیه ساز- بهینه ساز تهیه شده نسبت به تغییر مقادیر نرخ تکرار، اندازه جمعیت، نرخ جهش و نرخ انتخاب مورد ارزیابی قرار گرفت. در بهینه سازی مقطع سدهای بتنی وزنی با الگوریتم ژنتیک در بهترین حالت نرخ تکرار، جمعیت اولیه، نرخ جهش و نرخ انتخاب به ترتیب 30، 50، 3/0 و 5/0 به دست آمدند. این اطلاعات می توانند به عنوان ورودی در مدل بهینه سازی برای مطالعه دیگر سدها با استفاده از این الگوریتم، استفاده شوند.
    کلیدواژگان: سد بتنی وزنی، الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی، تحلیل حساسیت
|
  • H. Zare Abyaneh*, E. Farrokhi, Kh. Azhdari, M. Vazifeh Doust Pages 1-19
    Water management and fertilizer nitrogen in agricultural products should be improved due to lack of resources, environmental problems and health. Modeling in recent years has had an important role in improving irrigation, fertilizer operations in new irrigation systems. The aim of this study was to evaluate the capability of Hydrus-1D model to simulate the effect of different combinations of water and nitrogen regimes in a drip irrigation system for the dung. This study was done in a drip irrigation fertilizer system and under field conditions for onion cultivation. Moisture levels and nitrogen concentration were obtained in field with 48 hr irrigation and fertilizer nitrogen injection with the concentration of 0.116 hr. Applying boundary conditions and initial in Hydrus-1D model, moisture and nitrogen were estimated at four depths 0-15, 15-30, 30-45 and 45-60 cm. In this study, changes of moisture content and nitrogen concentration during different growth months by Hydrus-1D model were evaluated. Results indicate higher moisture content of the three at 30, 60 and 90 days after transplanting bulbs in the ground layer 15-0 cm and 10 cm at the location of emitters. The humidity was higher in the first layer of soil at 10 cm eye drops due to the settlement of the soil. Measurement and modeling of nitrogen showed increasing nitrogen content at 30 and 9 days after transplanting in 15-0 cm layer of soil at the site of emitters than two months after transplanting. Reducing nitrogen at 10 cm droppers and 60 days after transplanting could be due to plant bulbs at 10 cm from droppers, increasing vegetation cover and food for the plant. Compared to moisture simulations at depth of 60 cm and 10 cm at place droppers showed that root mean square error were 0.0067 and 0.0062, mean absolute error were 0.0044 and 0.0047 and the coefficient of determination were 0.9 and 0.99, respectively. Similarly, compared to nitrogen simulated with observed in place dropper and 10 cm showed the root mean square error were 0.015 and 0.011, the mean absolute error were 0.014 and 0.009 and the coefficient of determination were 0.92 and 0.99, respectively. Calculating error statistics indicate low error and high coefficient of determination in application of Hydrus-1D model and accuracy of this model in the simulation of moisture and nitrogen distributed in the root zone.
    Keywords: Modeling, Drip irrigation, Irrigation fertilizer, Hydrus, 1D, Onion
  • E. Mousavi Kiasari*, D. Niknami, M.H. Mahdian, E. Pazira Pages 21-39
    The rainfall erosivity factor is one of the important parameters for the correct prediction of soil loss amount by water. However، the used rainfall erosivity indices in any region must be accurate. The aim of this research was studying the regression relations between rainfall erosivity indices and related soil losses from experimental plots after individual rainfall event in order to investigate the appropriate rainfall erosivity index in Semnan province. For this reason، rainfall events were recorded from a recording raingauge at the Jashloobar Researches Station in Semnan province، from 2008 to 2010. Also، soil loss amounts after any rainfall events were collected and determined from 6 plots with standard dimensions in two slopes، 3 and 15 percentage and 3 replications. Then، daily rainfall amounts، maximum intensities in different base times، total kinetic energy and other rainfall parameters for calculation of different indices were calculated and relations between these indices and related sediment amounts were studied. With statistical analysis of mentioned relations، 2 P. (I60) index، showed strongest correlation، r=0. 651 and significant at 0. 001 level. Also، long-term average of selected index and seven rainfall amount-based indices at 10 stations with raingauge in Semnan province for periods of 1 to 25 years were calculated. The regression relationships between 2 P. (I60) and readily available indices were investigated. Mean annual rainfall، standard deviation of annual rainfall and maximum monthly rainfall، showed good correlations (r=0. 83، 0. 82 and 0. 81، respectively) at 0. 001 level.
    Keywords: Erosion, Rainfall erosivity, Experimental plot
  • M. Kaheh, A.A. Dehghani* Pages 41-60
    One of the ways to improve characteristics of hydraulic jump is using corrugated beds in location that hydraulic jump is occurred as the corrugated beds by causing strong turbulence in flow، increased Reynolds stress and reduced velocity and second depth of jump. In this study، by applying VOF method and turbulent models of k-ε and RNG k-ε، a series of hydraulic jumps on corrugated bed by 13 mm height and 68 mm wave length in a range of Froud number from 3. 5 to 8. 5 were performed and results were compared by some experimental data. Results of this research showed that the proposed model by applying RNG k-ε turbulent model that has fine ability to modeling flow with high shear stress، estimated second depth، length of jump and velocity distribution of hydraulic jump on corrugated beds، very well. In addition، the results indicated that the numerical model could estimate shear stress coefficient of jump on corrugated bed close to the experimental results. The estimated value of shear stress coefficient on corrugated bed by numerical model was 10 times of this value in classical hydraulic jump.
    Keywords: Hydraulic jump, Corrugated beds, VOF, RNG k, ε
  • A.R. Zahiri* Pages 61-79
    Alluvial rivers generally have wide widths، and hence، the lateral velocity profile in this condition is very variable. Calculation of this profile is necessary in many procedures such as determination of flow discharges in main channels and floodplains، sediment transport in rivers، pollutant transport، shear stress prediction and identification of reaches with erosion or deposition across the river. Currently، the field measurements of point velocities across the river using the current meter or quasi two dimensional mathematical models are being used for lateral velocity profile prediction. Field measurement of velocity takes much cost and time and is dangerous during flood. Also، mathematical models theory is rather complex and may be make some limitations for hydraulic engineers. In this study by using genetic algorithm، a simple and dimensionless equation has been derived for velocity profile prediction. Dimensionless variables of relative depth and coherence parameter have been used as input parameters. For this study، experimental and field data of velocity distributions have been categorized to two groups of calibration and validation. With statistical comparison of results، the determination coefficient and root mean squared error of calibration data were obtained as 0. 93 and 0. 063 and for validation data as 0. 91 and 0. 127، respectively.
    Keywords: Lateral velocity profile, Coherence parameter, Optimization, Genetic algorithm, Compound channels
  • A. Kabir*, A.R. Bahremand Pages 81-97
    Studying and quantifying the uncertainty of the parameters of rainfall-runoff models have been raised mainly in the last decade and now is considered as one of the major challenges in international level. Despite the easy use of most conceptual rainfall-runoff models، due to the large number of parameters and lack of physical understanding of these models، use of them will be difficult in the calibration phase. In this study، uncertainty of the parameters of WetSpa model was investigated in Gorganrood catchment، Golestan province by Mont carlo method. WetSpa is a GIS-based distributed hydrological model that operates on catchment scale and has developed for flood prediction and watershed management. The model is physically based and simulates hydrological processes continuously both in time and space، for which the water and energy balance are maintained on each raster cell. Most of Uncertainties in model simulations results from the model structure and because some of the parameters have not properly defined. So for the correct prediction of runoff، uncertainty of the parameters and also forecast uncertainty should be taken into consideration. An appropriate parameter range was obtained by application of the Mont carlo method. The results show that the correction factor for measured evaporation data Ke has the highest relative sensitivity، because the margin of uncertainty of this parameter is the smallest، while parameters of g0 and Krain have the highest uncertainty.
    Keywords: Rainfall, runoff model, WetSpa, Uncertainty, Mont carlo, Gorganrood
  • S. Samimi Loghmani*, A. Abbaspour, M. Ghasemzadeh Ganjehie, H. Semsar Pages 99-114
    Effluent generally includes nutrient elements like nitrogen and phosphorus. Its discharge to water resources leads to an increase in the growth of different types of algae and at last eutrification. Hence it is necessary to decrease the amount of phosphorus and nitrogen as much as possible before discharging of effluent to water resources. The use of aguatic plants is one of the effective methods for refining nitrogen and phosphorus in polluted water. For this propose، an experiment was conducted on thypha latifolia with 4 treatments and three replicates in a completely randomized design with factorial arrangement in experimental reactors with the batch. Treatments included effluent along with the plant، effluent diluted (dilution grade 1 / 2) with the plant and control (no plant) in two cases (initial and diluted effluents). Parameters of nitrate، ammonium، organic nitrogen، total nitrogen، dissolved phosphorus، BOD and COD in time of 8، 16 and 24 days in effluent samples and total nitrogen of plant tissue at the beginning and end of experimental period were measured. The results showed that the concentration of nitrate، ammonium، organic nitrogen، total nitrogen and dissolved phosphorus in plant treatment was significantly lower than treatment without the plant and there was non significant difference in pH values of the treatments. Typha latifolia aquatic plant was efficient in the reduction of BOD of initial effluent only in second time. It is concluded that، influence of plant system are more significantly efficient than without plant system in the decrease of concentration of nitrogen and phosphorus nutrient elements.
    Keywords: Effluent, Nitrogen, Phosphorus, Typha latifolia aquatic plant
  • M. Hosseinalizadeh*, H. Ahmadi, S. Feiznia, F. Rivaz, M. Naseri Pages 115-130
    Soil erosion as a human-induced phenomenon has bad side effects. Therefore measuring soil erosion using 137Cs and preparing maps are important. In this study which has been performed in paired-sub-catchments of Golestan Province، spectrometry of 60 sites in every sub-catchment was performed using portable High Pure Germanium Detector and then conversion model of Mass Balance II was used to obtain soil redistribution rate. Average of soil erosion in all 60 sites in sample and testifier sub-catchments was 10. 93 and 10. 12 Mg ha-1yr-1، respectively. Geostatistical simulation and prediction (Kriging) of soil redistribution rate was performed using some packages with R software. Gaussian semivariogram model with effective range of 380 m was determined for both sub-catchments. Average soil erosion by geostatistical simulation are (10. 3 and 18. 08 Mg ha-1yr-1) and for prediction (9. 93 and 11. 22 Mg ha-1yr-1) for testifier and sample sub-catchments، respectively. The highest and the lowest global uncertainty in sample sub-catchment were 10. 70 and 11. 45 Mg ha-1yr-1. The highest and the lowest local uncertainty in Testifier sub-catchment was 10. 02 and 11. 55 Mg ha-1yr-1 that these areas are 720 m far from each other.
    Keywords: 137Cs, Geostatistical simulation, Kriging, Paired, sub, catchments of Kachik, Golestan Province
  • M. Chitsazan, Gh.R. Rahmani*, M. Zaresefat Pages 131-146
    The target of this article is hydrochemical of assessment Aghili plain ground water resources in the eastern Khuzestan province. In order to do this several parameters such as TDS and cation and anion that exists in the water were used. AHP method as one of the most widespread method using decision-making tools was applied. In order to do comparison، a coefficient of danger for each parameter was calculated. Then based on this coefficient، the value of each parameter and specified weight coefficient was determined. For analyzing and assessment of several criterion، parameters should be accommodated for measurement''s scale. For this purpose، the logic fuzzy method using specific function، devoting the most value (number one) to the maximum of membership and the lowest value (number zero) to least membership was applied. In order to use the linear function the Schoeller classification was used to define maximum and minimum quantities of each parameter. The results indicate that ground water in most area of the Aghili Plain for drinking is in good level and just small parts indicate unsuitable quality in the south-west plain.
    Keywords: Groundwater quality, Aghili plain, Analytical hierarchy process, Fuzzy logic, GIS
  • V.R. Jalali*, A. Khashei Siouki, M. Homaee Pages 147-162
    Knowledge of the soil saturated hydraulic conductivity (Ks) is essential for irrigation management purposes and hydrological modeling، but it cannot often be measured because of practical and/or cost-related reasons. In this research، common geostatistical approaches with one type of the nonparametric lazy learning algorithms، a k-nearest neighbor (k-NN) algorithm، was compared and tested to estimate saturated hydraulic conductivity (Ks) from other easily available soil properties. In this research 151 soil samples were collected from arable land around Bojnourd and saturated hydraulic conductivity (Ks) was estimated from other soil properties including soil textural fractions، EC، pH، SP، OC، TNV، ρs and ρb. The nonparametric k-NN technique performed mostly equally well، in terms of Pearson correlation coefficient (r)، modeling efficiency (EF)، root-mean-squared errors (RMSE)، maximum error (ME) and coefficient of residual mass (CRM) statistics (r=0. 76، EF=0. 655، RMSE=42. 87، ME=26. 89 and CRM= -0. 11) and after that، Co-Kriging and simple kriging methods، performed better than others. It can be concluded that the k-NN technique is a competitive alternative to other techniques such as pedotransfer functions (PTFs) to estimate saturated hydraulic conductivity especially when for new data set redriving these functions is essential.
    Keywords: Geostatistics techniques, K, nearest neighbor technique, Soil saturated hydraulic conductivity
  • S. Noori*, Gh.A. Fallah, Ghalhary, S.H. Sanaei, Nejad Pages 163-178
    Potential Evapotranspiration (ETo) determination is a key factor for irrigation scheduling، water balance، irrigation system design and management and crop yields simulation. Many variables needed in estimating evapotranspiration and lack of access to some of the required data has made problems in accurate estimation of ETo in these areas. This paper examines the ability of artificial neural networks (ANNs) in estimating ETo from minimum climatic variables. In this study، Multi Layer Percepteron (MLP) Neural Network used with Back-Propagation learning rule (BP) and the weather parameter data used as input were the mean of monthly maximum temperature، minimum temperature، mean relative humidity، wind speed and actual sunshine duration that were available at Mashhad synoptic weather station، from 1951 to 2005. ETo was estimated by Penman-Monteith and used as output. For evaluation of Neural Network utility under situations of absence of some parameters، a comparison was made between the estimations provided by the Neural Networks models and the following empirical modeles: Hargreaves- Samani، Blaney-Criddle، Makink. Neural Networks have obtained better results than the empirical methods for modeling potential evapotranspiration. Based on these results، under situations of limited climatic parametrs، the Neural Networks was able to estimate ETo properly even with the minimum temperature، maximum temperature and extraterrestrial radiation in the study of area (RMSE=0. 286).
    Keywords: Reference evapotranspiration, Artificial Neural Network, Temperature, Back, propagation learning rule
  • A.R. Kiani*, S. Raeisi Pages 179-192
    Explore for optimized water use of limited water resources is a serious challenge in the agricultural sector. To achieve this strategy، it is necessary to assess the plant response to water for obtaining the highest water use efficiency. A field experiment was conducted using line-source sprinkler irrigation to evaluate effects of different water amounts on yield and water use efficiency in three soybean cultivars (Sahar، G3 and DPX) for two years (2005، 2006). Four irrigation treatments (W1، W2، W3 and W4) based on distance from the pipeline (W1 nearest and W4 farthest) as main fixed and soybean cultivars that were randomly distributed within each irrigation treatment were examined under a strip plot design with four replicates. Although، results have shown that there were similar trend in soybean yield response to water but، they had different slopes. Generally، reducing the amount of irrigation water has increased the WUE and maximum water use efficiency was obtained by DPX cultivar. Overall mean indicated that WUE in SAHAR، G3 and DPX were 5. 1، 6. 2 and 7 Kg. ha-1. mm-1، respectively. These results imply that the highest water use efficiency does not conform to the highest yield. In other words، by increasing the amount of water from the point of maximum water use efficiency may lead to increase soybean yield، so that the amount of water use efficiency reduced، but this strategy is not suitable for water shortage areas.
    Keywords: Deficit irrigation, Irrigation management, Sprinkler irrigation, Water productivity
  • A. Arefi Asl*, A. Najafinejad, F. Kiani, A. Salmanmahiny Pages 193-205
    Chehelchai watershed in Golestan Province، northeast of Iran، covers steep slopes in a mountainous region and has been facing forest cover change to dry farming leading to accelerated soil erosion. This necessitates a holistic management approach to the watershed and to this end، we need good estimation of soil erosion and sedimentation. The aim of this study is application of SWATwhich has performed well in similar studies- for modeling erosion distribution over the entire watershed. Our results indicated rainfed agriculture comprising 14. 64% of the watershed and located on slopes 8-50% steep is producing the highest average weighted amount of erosion and sediments (25 tons per hectares). Hence، the rainfed agriculture is considered as the highest priority for management practices. The average weighted erosion and sediment yield were estimated at 9. 26 t ha-1y-1 using the SWAT model. The sediment leaving the watershed was estimated at 7. 71 t ha-1y-1 using the model. Based on the reasonable results we obtained from the application of the model concerning location and mount of erosion، we recommend its application to manage Chehelchai Watershed for erosion and sedimentation control.
    Keywords: Critical regions, Sedimentation, SWAT, Chehelchai watershed
  • Z. Darvishpasand*, Gh.A. Sayyad, M. Shariaty, Y. Mansory Page 207
    Soil compaction which results from soil agricultural machinery traffic, changes hydraulic and pores of soil properties, thus influences root growth, and water and solute transport through the soil. Therefore knowledge of the properties of active soil water conductive pores is important. The objective of this study was to evaluate the effects of compaction on soil hydraulic properties, included porosity, number of meso and macropores and also contribution of pores to the water flux in soil. For this purpose, the soil hydraulic parameters were measured using a disk infiltrometer at 14, 4, 1 and 0 cm water pressure suction at a silty loam soil in a field experiment. The treatments included control (no tractor passes), 2 and 4 tractor passes. The results showed that in control treatement, meso and macropores in the upper layer were present, while in the other two treatments, because of compaction caused by passing tractor, macro and mesopores were both destroyed and decreased. In spite of the very low macroposity volume, in all three treatments, macropores were the main effective pores for water flow.
    Keywords: Disk infiltrometer, Macro, mesopores, Soil compaction, Soil properties hydraulic
  • M. Zakerinia*, Kh. Ghorbani Pages 221-230
    One of the major issues making difficult to model soil water and crop relationship is difficulty of determining soil hydraulic characteristics as soil moisture and unsaturated hydraulic conductivity curves. Because these characteristics are affected by chemical and physical agents. In this study، some readily available soil parameters such as sand، clay and silt percentage، moisture versus matric suction، bulk density، organic matter، saturated electrical conductivity (EC) and sodium adsorption ratio (SAR) were measured. Also soil hydraulic parameters are determined by optimization method. Finally، soil unsaturated moisture parameter is formulated by M5 decision tree method as functions of matric suction، sand، clay and silt percentage، bulk density، organic material، sodium adsorption ratio and saturated electrical conductivity. Also computed moisture data is compared with measured soil moisture curve data. Next، the R2 Determination coefficient، root mean square error (RMSE) and mean of bios error (MBE) is determined between measured and decision tree model (M5) fitted moisture data for all soil textures and salinities. Result showed that besides matric potential data. The sand، silt and clay data have also special effect on precision of moisture determining with M5. But matric potential data has greater effect on valid moisture prediction comparing to observed data. Generally، results of modeling with decision tree model (M5) showed that although some physical and chemical soil data could be available and measurable but matric potential data is required as key input parameter for accuratly simulation moisture retention curve.
    Keywords: Decision tree model, Saturation extracts salinity, Soil texture, Soil moisture curve
  • M. Aslani, A.R. Emadi*, H. Nazarpour Pages 231-239
    Application of optimizer algorithms، in cross section optimization of gravity dams and finding optimal geometric dimensions of structure using this method is one of the problems which have been considered by designers. Genetic Algorithm (GA) is one of the intelligent algorithms that apply Fitness، Selection، Mutation and Crossover، as operators to solve problems. In this research، the sensitivity of the prepared simulator-optimizer model was investigated in relation to variation of the replication rate، population size، mutation rate and the selection rate. In optimization of gravity dams cross section by Genetic algorithm، at the best state، replication rate، the initial population، the mutation rate and the selection rate were obtained 30، 50، 0. 3 and 0. 5، respectively. This data can be used as input parameters in optimization model to study about other dams.
    Keywords: Concrete gravity dam, Genetic algorithm, Optimization, Sensitivity analysis