فهرست مطالب

آب و خاک - سال بیست و هشتم شماره 1 (پیاپی 33، فروردین و اردیبهشت 1393)

نشریه آب و خاک
سال بیست و هشتم شماره 1 (پیاپی 33، فروردین و اردیبهشت 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/02/18
  • تعداد عناوین: 20
|
  • نفیسه سیدنژادگل خطمی، سید حسین ثنایی نژاد، بیژن قهرمان، حجت رضایی پژند صفحات 1-9
    تحلیل منطقه ای، ترمیم بارش های مفقود، محاسبه بارش مساحتی، برآورد PMP و الگوهای بارش- رواناب در مقیاس روزانه نیاز اساسی بسیاری از پژوهش های آب و هواشناسی است. روش درون یابی فاصله معکوس پیراسته براساس ریاضیات فازی و الگوریتم ژنتیک (MIDW-F) روشی جدید، کارا و بی نیاز از پیش فرض های پیچیده نظری است. هدف این مقاله به کارگیری این معادله درونیاب جدید برای تامین نیازهای اساسی فوق با واسنجی بارش روزانه حوضه آبریز دشت مشهد است. غربال و نرمال سازی متغیرهای فاصله و ارتفاع انجام شد. سپس تاثیر عملگرهای فازی (بیشینه، کمینه، جمع، ضرب و مجذورمربعات) در بهینه کردن MIDW-F بررسی و الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی پارامترها به کار گرفته شد. تحلیل ها بر روی 215 بارش روزانه (49 ایستگاه باران سنج) واسنجی و تحلیل شد. نتایج نشان داد که عملگر کمینه بهترین عملگر (سهم 58%)، ضرب (سهم 35%) و مجموع سهم سه عملگر دیگر 6% است. مقایسه MIDW-F با سه روش مرسوم دیگر (میانگین حسابی، چندضلعی تیسن و فاصله معکوس معمولی) نشان داد که خطاهای منطقه ای بارش روزانه با MIDW-F به طور چشم گیری کاهش می یابد. بیشترین معدل مجموع مجذورات خطای منطقه ای (RMSE) مربوط به روش میانگین حسابی 48/37 (با بیشترین45/90، کمترین 76/5، واریانس 8/686 و ضریب تغییرات 7/0) و کمترین معدل RMSE مربوط بهMIDW-F، 78/31 (با بیشترین 67/56، کمترین 6/4، واریانس 92/340 و ضریب تغییرات 58/0) است. پهنه بندی بارش روزانه در دو تاریخ 2/1/1388 و 4/12/1388 و با دو روش MIDW-F و IDW انجام و مقایسه شد. نتایج نشان داد که پهنه بندی با MIDW-F جزئیات بیشتری ارائه کرد. بنابراین کاربرد این روش برای درونیابی بارش روزانه در یک منطقه همگن پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: MIDW، F، الگوریتم ژنتیک، درونیابی منطقه ای، دشت مشهد، نظریه فازی
  • سپیده اعتدالی، جواد گیوی صفحات 10-21
    علاوه بر ارزیابی کیفی و کمی، می توان بر اساس مقدار سود خالص یا ناخالص در واحد سطح، از نظر اقتصادی نیز تناسب اراضی را مورد ارزیابی قرار داد. این تحقیق به منظور انجام ارزیابی کیفی و اقتصادی به روش های مختلف، برای چهار محصول فاریاب ذرت علوفه ای، گندم، سیب زمینی و جو در منطقه شهرکرد انجام گرفت. در این راستا، با انطباق خصوصیات اراضی با نیازهای رویشی این محصولات، از طریق روش محدودیت ساده و با استفاده از نرم افزار ALES، کلاس کیفی تناسب اراضی برای محصولات مورد نظر تعیین گردید. سپس از طریق روش های نرخ بازده داخلی، سود ناخالص، ارزش فعلی خالص و نسبت منفعت به هزینه، با بکارگیری نزم افزار مذکور کلاس تناسب اقتصادی واحدهای اراضی برای محصولات فوق تعیین گردید. نتایج نشان داد که کلاس کیفی تناسب، در همه واحدهای اراضی مورد مطالعه برای کشت فاریاب ذرت علوفه ای، گندم و جو؛ S2 و برای کشت فاریاب سیب زمینی در 73% واحدها، S2 و در 27% آن ها؛ S3 است. کلاس های تناسب اقتصادی بر مبنای روش محاسبه ارزش فعلی خالص برای چهار محصول مورد مطالعه در 73% واحد های اراضی، S2 و در 27% آنها، S1 است. برای محصولات گندم و ذرت، با استفاده از روش های سود ناخالص، نسبت منفعت به هزینه و نرخ بازده داخلی، کلاس تناسب اقتصادی همه واحدهای اراضی S1 می باشد. برای محصولات سیب زمینی و جو، با استفاده از روش های سود ناخالص و نرخ بازده داخلی، کلاس تناسب اقتصادی در 73% واحدهای اراضی، S2 و در 27% آنها، S1 و بر اساس روش نسبت منفعت به هزینه، این کلاس در همه واحدهای اراضی، S1 می باشد.
    کلیدواژگان: ارزیابی کیفی تناسب اراضی، ارزیابی اقتصادی تناسب اراضی، برنامه ALES، ذرت علوفه ای، گندم، سیب زمینی، جو
  • علیرضا مقدم، امین علیزاده، علی نقی ضیایی، علیرضا فریدحسینی، دانیال فلاح هروی صفحات 22-34
    الگوریتم ژنتیک به عنوان یکی از مهم ترین الگوریتم های تکاملی نقش بسیار موفقی در بهینه سازی شبکه های توزیع آب داشته است. این الگوریتم همواره دستخوش تغییرات و اصلاحات زیادی بوده و نسخه های بهبود یافته و متفاوتی از این الگوریتم منتشر شده است. یکی از انواع الگوریتم های ژنتیک، الگوریتم ژنتیک با آشفتگی سریع (FMGA) است که ضمن بررسی کروموزوم هایی که از لحاظ رشته های ژنی با هم برابر نیستند، این توانایی را دارد تا با کاهش طول کروموزم ها و حذف ژن های نامطلوب، سرعت همگرایی را در حل مسائل بهینه سازی افزایش دهد. در این مقاله به منظور بررسی قابلیت الگوریتم FMGA در حل مسائل بهینه سازی شبکه های توزیع آب، پس از آنالیز حساسیت و تعیین بهترین مقادیر پارامترهای این الگوریتم دو شبکه مرجع دو حلقه ای و هانوی و یک شبکه واقعی شهر جنگل مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت و نتایج با پژوهش های قبلی مقایسه شد. با بهینه سازی شبکه دوحلقه ای، حداقل هزینه این شبکه در 2880 بارارزیابی تابع هدف بدست آمد که نسبت به نتایج پژوهش های قبلی بهبود قابل توجهی داشته است. در شبکه هانوی نیز حداقل هزینه106×045/6 دلار بدست آمد که کمتر از حداقل هزینه ای است که تاکنون در نتایج دیگر محققین ارائه شده است. پس از اثبات کارایی این الگوریتم در انتها عملکرد آن را در طراحی شبکه واقعی شهر جنگل با توجه به افزایش وسعت شبکه و قیود طراحی نشان داده شد.
    کلیدواژگان: FMGA، بهینه سازی، شبکه های توزیع آب، آنالیز حساسیت، تعداد ارزیابی تابع هدف
  • سلمان پوراسماعیل، محمود فغفور مغربی صفحات 35-45
    آبگیرهای کفی یکی ازمعمول ترین سازه های انحراف آب در رودخانه های با شیب تند می باشد. به دلیل مشکلاتی چون ناپایداری جریان، گرفتگی دهانه آبگیر توسط شاخ و برگ درختان یا رسوبات، یخ زدگی، پوسیدگی، لرزش و زنگ زدگی میله ها در آبگیرهای کف مشبک، پیشنهاد استفاده از آبگیرهای کف متخلخل به عنوان نوع جدیدی از آبگیرهای کفی مطرح گردیده است. در این پژوهش با ساخت مدل آزمایشگاهی، دبی منحرف شده در شرایط مختلف دبی کل، دانه بندی محیط متخلخل، شیب سطح فوقانی، طول و ارتفاع آبگیر، اندازه گیری و پارامترهای موثر شناسایی گردید. همچنین روابط ارائه شده در تحقیقات گذشته با نتایج حاصل از آزمایشات جدید مقایسه و علت عدم تطابق این روابط مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به عدم جوابگویی مدلهای گذشته، با استفاده از روش تجزیه و تحلیل ابعادی و رگرسیون چند متغیره بین مشاهدات آزمایشگاهی، معادلات جدیدی برای تخمین دبی انحرافی و ضریب آبگذری، ارائه گردید. برخلاف مدلهای پیشین، مدل ریاضی ارائه شده کاملا با مبانی هیدرولیکی رفتار آبگیرهای کف متخلخل و نتایج آزمایشگاهی تطابق داشته و قابلیت تعمیم در شرایط واقعی را دارا می باشد
    کلیدواژگان: جریانهای متغیر مکانی، آبگیر کفی، آبگیر کف متخلخل، رودخانه های کوهستانی
  • شیده شمس، محمد موسوی بایگی صفحات 46-60
    مشهد دومین شهر پرجمعیت ایران بوده، که از لحاظ زیارتی، اقتصادی و کشاورزی بسیار حائز اهمیت می باشد. با توجه به اهمیت شناخت تغییر عناصر اقلیمی و اثرات آن در سیاستگزاری های آینده، در این مطالعه به بررسی تغییرات دماهای حداکثر و حداقل سالانه، فصلی، ماهانه و روزانه ی شهر مشهد به کمک آزمون های SNHT، Buishand، Pettitt، Von-Neumann و کندال-تاو پرداخته شد. نتایج بدست آمده از این مطالعه حاکی از افزایش دمای مشهد بود، مقایسه ی نتایج نشان داد که در طی 60 سال گذشته (1951-2010) روند افزایشی دمای حداقل سالانه 2 برابر دمای حداکثر می باشد (062/0 در برابر 031/0). نتایج آزمون های فصلی نیز نشان دهنده ی افزایش دما در کلیه ی فصول سال می باشد، در این میان تنها روند افزایشی دمای حداکثر فصل زمستان در سطح 95% معنی دار نگردید. همچنین دمای حداقل فصل پاییز با شیب افزایشی 074/0 بیشترین نرخ افزایش دما را نشان می دهد. همانند اختلاف میان سری داده های سالانه در کلیه ی فصول روند افزایشی دمای حداقل بیشتر از حداکثر بدست آمده است، مقایسه ی میان روندهای ماهانه دمای حداکثر و حداقل نیز نتایج مشابهی را نشان می دهد. همچنین نشان داده شد که روند افزایشی دمای حداقل تقریبا از سال 1985 بیشتر شده است، در حالی که در دمای حداکثر این نقطه ی تغییر نزدیک به سال 1995 می باشد.
    کلیدواژگان: روند تغییرات دما، دمای حداکثر، دمای حداقل
  • ناصر موسویان، محمدرضا جعفرزاده صفحات 61-71
    الگوریتم های گرادیان از معروف ترین روش های تحلیل شبکه لوله ها به شمار میروند. حل دستگاه معادله خطی، بیشترین هزینه محاسباتی را در روش های گرادیان داراست بخصوص برای شبکه های بسیار بزرگ که بیش از هزاران متغیر داشته باشند. ماتریس ژاکوبین در روش گرادیان بصورت یک ماتریس مربعی نواری است که درایه های آن تابع میزان جریان و مقاومت لوله میباشند و قابل حل بوسیله روش چند شبکهای است. هم اکنون در نرم افزارهای WATERGEMS وEPANET از روش چولسکی اسپارس به همراه مرتب سازی گره ها برای حل این دستگاه معادلات خطی استفاده میگردد. در این مقاله به کاربرد روش های چند شبکه ای پیش شرط ساز AMG-CG3 و AGMG 4 در حل معادلات خطی شده شبکه لوله ها پرداخته و با سریع ترین روش های تکراری و مستقیم حل دستگاه معادلات خطی مقایسه میگردند. نتایج نشان میدهد که در تحلیل شبکه های آبرسانی حلقه ای، روش های چند شبکه ای AGMGو AMG-CG بهتر از بقیه بوده و در شبکه های حلقه ای بسیار بزرگ روش AGMG بهترین روش حل دستگاه معادلات خطی در تحلیل هیدرولیکی شبکه لوله ها است
    کلیدواژگان: شبکه لوله، تحلیل هیدرولیکی، روش چند شبکه ای
  • محاسبه و پهنه بندی تبخیر- تعرق با استفاده از الگوریتم سبال (SEBAL) در غرب ایران (دشت میان دربند)
    هوشنگ قمرنیا، سید وحیدالدین رضوانی صفحات 72-81
    امروزه سنجش از دور در علوم مختلف از جمله جغرافیا، زیست شناسی، هواشناسی، کشاورزی، مدیریت منابع آب و غیره کاربرد دارد. دسترسی آسان و ارزان به داده ها، دقت بالای آنها، رقومی، جامع و گسترده بودن تصاویر و برخورداری از تنوع طیفی فراوان از جمله ویژگی هایی است که باعث برتری سنجش از دور، نسبت به دیگر روش های تامین اطلاعات شده است. بنابراین با استفاده از الگوریتم های موجود در سنجش از دور که مربوط به تبخیر- تعرق می باشند، می توان گام بزرگی را در مدیریت منابع آب برداشت. از جمله این الگوریتم ها، سبال است که عبارت است از یک الگوریتم سنجش از دور، که تعادل انرژی سطحی لحظه ای را برای هر پیکسل از یک تصویر ماهواره ای محاسبه می کند. در این پژوهش با استفاده از این الگوریتم برای محاسبه آلبیدوی سطح، دمای سطحی و شاخص وضعیت پوشش گیاهی از داده های ماهواره ای چند طیفی و اطلاعات هواشناسی مانند درجه حرارات، ساعات آفتابی، باد، فشار بخار اشباع، رطوبت خاک و غیره استفاده شده و در نهایت تبخیر- تعرق در دشت میان دربند واقع در غرب ایران، محاسبه شد و نقشه های تبخیر- تعرق تهیه گردید. همچنین تبخیر- تعرق واقعی با استفاده از روش مرسوم فائو برای محصول گندم در این دشت محاسبه شد و با روش سبال مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که همبستگی بالایی (84/0) بین این دو روش وجود دارد و الگوریتم سبال، از توانایی بالایی در تعیین تبخیر- تعرق برخوردار است.
    کلیدواژگان: تبخیر، تعرق گیاه، سنجش از دور، سبال، میان دربند، فائو
  • مهدی دلقندی، بهرام اندرزیان، سعید برومندنسب، علیرضا مساح بوانی، ابراهیم جواهری صفحات 82-91
    تحقیقات مزرعه ای که برای تعیین راهکارهای بهینه به زراعی و به نژادی انجام می شوند، علاوه بر هزینه بر بودن، زمان بر نیز می باشند. مدل-های شبیه سازی رشد که جایگزین مناسبی برای کاهش هزینه و مدت زمان انجام اینگونه تحقیقات مزرعه ای محسوب می شوند، اثرات پیچیده عواملی مانند آب و هوا، خصوصیات خاک، و فاکتورهای مدیریتی را بر عملکرد گیاه در نظر می گیرند. یکی از کاراترین مدل های شبیه سازی رشد گندم، مدل CERES-Wheat می باشد که بایستی قبل از استفاده برای یک منطقه، مورد ارزیابی (واسنجی و صحت سنجی) قرار گیرد. بنابراین، این تحقیق با هدف ارزیابی توانایی مدل CERES-Wheat نسخه DSSAT 4.5در شبیه سازی رشد و نمو، عملکرد و مراحل فنولوژیکی گندم (رقم چمران) برای شرایط آب و هوایی شهرستان اهواز صورت گرفت. برای این منظور، یک آزمایش تحقیقاتی در سال زراعی 90-1389 در محل مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان طراحی و اجرا شد. با استفاده از نتایج این آزمایش و نتایج دو آزمایش دیگر که در سال های گذشته در منطقه مورد مطالعه انجام شده بود، مدل CERES-Wheat واسنجی و صحت سنجی گردید. نتایج مرحله صحت سنجی نشان داد که بیشترین و کمترین خطای مدل به ترتیب مربوط به شبیه سازی حداکثر شاخص سطح برگ (6 درصد) و شبیه سازی مراحل فنولوژی (2 درصد) می باشد و به طور کلی نتیجه گرفته شدکه مدل CERES-Wheat توانایی بالایی در شبیه سازی رشد و نمو، مراحل فنولوژیکی و عملکرد گندم برای شرایط آب و هوایی اهواز دارد.
    کلیدواژگان: گندم، مدل CERES، Wheat، ارزیابی، شبیه سازی
  • سمانه اجمدی قشلاقی، ناصر علی اصغرزاد، علیرضا توسلی صفحات 92-100
    گلومالین گلیکوپروتئینی است که توسط قارچ های میکوریز آربوسکولار (AM) تولید می شود و از اجزاء مهم ماده آلی خاک می باشد که در ترسیب کربن و پایداری خاکدانه ها نقش بسزایی دارد. قارچ های AM که تنها تولید کننده ی گلومالین هستند، تحت تاثیر فاکتورهای مختلف محیطی از جمله شوری قرار می گیرند. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر شوری بر تولید گلومالین توسط سه گونه ی قارچی میکوریز آربوسکولار بصورت آزمایش فاکتوریل با طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار، با گیاه ذرت رقم سینگل کراس 704 در شرایط گلخانه اجرا شد. فاکتورهای مورد آزمایش شامل سه سطح شوری سدیم کلراید 34/1 (شاهد)، 4 و dS/m 8 و چهار سطح شاهد بدون قارچ، G. intraradices (Gi)، G. versiforme (Gv)، Glomus etunicatum (Ge) بود. در این پژوهش وزن خشک گیاه، غلظت پرولین برگ، درصد کلونیزاسیون و غلظت گلومالین ساده استخراج (EEG) و گلومالین کل (TG) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثر متقابل شوری و قارچ میکوریز بر وزن خشک گیاه، غلظت پرولین برگ، درصد کلونیزاسیون ریشه، EEG و TG در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. در گیاهان میکوریزی وزن خشک گیاه ذرت، غلظت پرولین برگ نسبت به شاهد بدون قارچ بصورت معنی داری افزایش یافته بود. درصد کلونیزاسیون ریشه نیز در سطح شوری dS/m 8 بصورت معنی داری نسبت به شاهد شوری کاهش یافت. همچنین افزایش معنی دار تولید گلومالین در دو سطح شوری 4 و dS/m 8 در هر سه گونه ی قارچی نسبت به شوری dS/m 34/1 مشاهده شد. به عبارتی با افزایش شوری و کاهش درصد کلونیزاسیون، مقدار تولید گلومالین در واحد درصد کلونیزاسیون افزایش یافت.
    کلیدواژگان: گلومالین، میکوریز آربوسکولار، شوری، پرولین، ذرت
  • علی سودمند، علیرضا کریمی، فرهاد خرمالی، حجت امامی صفحات 101-110
    رسوبات لسی در پهنه کپه داغ به صورت ناپیوسته و با ضخامت کم وجود دارند که لازم است برای برنامه ریزی های محیطی و مطالعات تغییر و تحول اشکال اراضی شناسایی شده و از سایر رسوبات تفکیک شوند. هدف از این مطالعه شناسایی پراکنش و تعیین ویژگی های رسوبات بادرفتی لسی و شنی و چگونگی تشکیل آنها در منطقه سرخس بود. تعداد 30 نمونه سطحی به صورت پراکنده در کل منطقه برداشت شد و توزیع اندازه ذرات آنها مشخص شد. شن خیلی ریز و سیلت درشت بخش غالب ذرات رسوبات را تشکیل می دهند و مجموع آنها به بیش از 70 درصد می رسد. غالب بودن سیلت و شن خیلی ریز، عدم وجود سنگریزه و تفاوت ناگهانی توزیع اندازه ذرات این رسوبات با اندازه ذرات لایه های زیرین، از شواهد بادرفتی بودن این رسوبات هستند. در امتداد رودخانه هریرود از سرخس به سمت سد دوستی و همچنین به سمت ارتفاعات کپه داغ در جنوب و غرب منطقه، با کم شدن شن خیلی ریز و افزایش سیلت درشت، رسوبات شنی شرقی و مرکزی منطقه، به تدریج به رسوبات لسی تبدیل می شوند. بیشترین ضخامت رسوبات لسی در اطراف سد دوستی قرار دارد. غالب بودن سیلت درشت و شن خیلی ریز در رسوبات مورد مطالعه و پیوستگی رسوبات لسی و شنی نشان دهنده منشا محلی و نزدیک برداشت ذرات است. ارتفاعات کپه داغ در غرب و جنوب منطقه مورد مطالعه، همانند سدی، رسوبات بادرفتی را به دام انداخته و باعث تشکیل رسوبات لسی می شوند.
    کلیدواژگان: رسوبات بادرفتی، لس، توزیع اندازه ذرات، کپه داغ
  • مصطفی راستگو، حسین بیات، عبدالله راستگو، عیسی ابراهیمی صفحات 111-126
    گام مهم در استفاده از توزیع اندازه ذرات (PSD) خاک برای پیش بینی منحنی مشخصه رطوبتی خاک تعیین یک منحنی پیوسته صحیح برای آن است. مدل های بسیاری برای توصیف منحنی PSD و برازش بر داده های تجربی آن ارائه شده است، اما به ندرت توانایی برازش تعداد زیادی از آنها در خاک های مختلف و گروه های بافتی متفاوت مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، بررسی قابلیت برازش 15 مدل PSD بر داده های تجربی و انتخاب بهترین مدل از بین آن ها برای کل نمونه های خاک و برای هر کدام از گروه های بافتی می باشد. در این پژوهش 160 نمونه خاک رویین و زیرین از استان های گیلان، همدان و کرمانشاه برداشت و بعد از تعیین PSD و بافت خاک، به گروه های بافتی خاک های شنی، لومی و رسی تفکیک شدند. پانزده مدل PSD بر داده های تجربی همه نمونه ها برازش شد. دقیق ترین مدل یک بار برای کل داده ها و یک بار برای هر گروه به تفکیک بر اساس معیارهای ارزیابی خطا انتخاب شدند. نتایج نشان داد که مدل ویبول در کل نمونه خاک های بررسی شده و همچنین در گروه های بافتی لومی و رسی، بالاترین دقت برازش را داشت. بعد از مدل ویبول، مدل های روسین راملر، ون گنوختن و فردلاند قرار گرفتند، اما تفاوت معنی داری در سطح 95 درصد با هم نداشتند. در گروه درشت بافت مدل S شکل، برازش بهتری نسبت به سایر مدل ها داشت. با توجه به نتایج به دست آمده، مشخص می گردد که در گروه های بافتی مختلف، دقت برازش مدل های متفاوت با هم فرق داشتند.
    کلیدواژگان: قابلیت برازش، گروه های بافتی خاک، مدل های توزیع اندازه ذرات خاک، مدل ویبول
  • صابره دربندی، یعقوب دین پژوه، صبا زینالی صفحات 127-138
    محدودیت منابع آبی و اصل پایداری در مدیریت آن، تامین آب کلیه نیازهای موجود را غیر ممکن ساخته است، لذا به منظور تامین و عرضه آب با اطمینان پذیری بالا نیاز به برنامه ریزی های دقیق می باشد. به همین دلیل اهمیت مدیریت منابع آب در حوضه های آبریز بیش از پیش نمایان شده است. در این تحقیق از دو مدل پویایی سیستم (Vensim) و برنامه ریزی ژنتیک برای شبیه سازی فرایند بارش- رواناب در حوضه آبریز لیقوان استفاده گردید. در مدل برنامه ریزی ژنتیک برای بدست آوردن بهترین ترکیب، وروردی های مختلف برای مدل سازی مورد آزمون قرار گرفت. نتایج حاکی از دقت بالای مدل Vensim در شبیه سازی فرایند بارش- رواناب نسبت به مدل برنامه ریزی ژنتیک می باشد. نتایج نشان می دهد که مدل Vensim برای اکثر رویدادها ضریب همبستگی بالایی نسبت به برنامه ریزی ژنتیک داشته همچنین در پیش بینی دبی و زمان اوج کمترین خطای مطلق را دارد.
    کلیدواژگان: بارش، رواناب، برنامه ریزی ژنتیک، حوضه آبریز لیقوان، پویایی سیستم
  • محمد طالعی، حسین سلیمانی، منوچهر فرج زاده اصل صفحات 139-156
    طبق پیش بینی های صورت گرفته با رشد چشمگیر جمعیت و درآمد، تقاضا برای غذا سالانه در حدود 3% افزایش پیدا خواهد کرد. گندم با تامین غذای بیش از 33% جمعیت جهان، نقش مهمی در برآورده ساختن امنیت غذایی جمعیت جهان دارد. یکی از رویکردهای اساسی برای بدست آوردن حداکثر سود و حفاظت از منابع زیستی برای آینده، ارزیابی تناسب اراضی می باشد. در این زمینه اقدام به ارزیابی تناسب اراضی شهرستان میانه برای کشت گندم دیم بر مبنای مدل فائوبا استفاده از تکنیک Fuzzy-AHP-OWA در محیط GIS گردید. در این پژوهش از 8 شاخص زیست محیطی (عمق و بافت خاک، فرسایش، شیب، ارتفاع، بارش، دما و درجه روز)، 3 شاخص اقتصادی (شرکت های تعاونی، فاصله تا بازار و خطوط ارتباطی) و شاخص اجتماعی نیروی کار استفاده و در دو مرحله با استفاده از مدل OWA با یکدیگر تجمیع گردیدند. در نقشه اولیه بدست آمده از معیارهای زیست محیطی برای کمیت سنجهای فازی حداقل یکی، اندکی، اغلب، نصف، اکثرا، تقریبا همگی و همگی مقدار دقت کلی در مقایسه با نقشه واقعیت زمینی بترتیب7/26، 61، 3/84، 57، 8/44، 5/38 و 22 درصد و در نقشه نهایی بعد از تجزیه و تحلیل اقتصادی و اجتماعی بترتیب 5/21، 8/61، 2/88، 7/53، 6/39، 38 و 3/19 درصد بدست آمد. بر اساس یافته های این پژوهش با توجه به وجود مفهوم جدیدی در مدل OWA بنام وزنهای ترتیبی این روش پتانسیل بالایی در مدلسازی مسائل پیچیده تصمیم گیری داشته و همچنین شاخص های اقلیم، خاک، شیب، شرکت های تعاونی، فاصله تا بازار و خطوط ارتباطی به عنوان مهم ترین معیارها در مسئله مورد تحقیق معرفی می گردند.
    کلیدواژگان: تناسب اراضی، گندم دیم، میانه، GIS، Fuzzy، AHP، OWA
  • فاطمه تقوی قاسم خیلی، همت الله پیردشتی، محمدعلی تاجیک قنبری، محمدعلی بهمنیار صفحات 157-165
    آلودگی خاک با عناصر سنگین حاصل از فعالیت های صنعتی، کارخانجات، کودها و آفت کش ها یکی از معضلات زیست محیطی و بهداشتی جوامع بشری است. بنابراین یافتن راهکارهایی جدید به منظور کاهش فلزات سنگین در خاک امری ضروری می باشد. پژوهش حاضر با هدف نقش قارچ تریکودرما Trichoderma harzianum به عنوان جاذب زیستی بر میزان جذب کادمیوم در گیاه جو (رقم صحرا) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در شرایط گلخانه انجام گرفت. فاکتورهای آزمایش شامل قارچ harzianum T. در دو سطح تلقیح و عدم تلقیح و سطوح مختلف نیترات کادمیوم (صفر، 50، 100 و 150 میلی گرم بر لیتر) بودند. نتایج نشان داد تلقیح تریکودرما نسبت به عدم تلقیح باعث افزایش معنی دار عملکرد بیولوژیک (36 درصد) شد. میزان کادمیوم تجمع یافته در خاک و فاکتور تجمع زیستی با افزایش سطح آلودگی نیترات کادمیوم به-طور چشمگیری افزایش یافت. همچنین در برهمکنش قارچ و کادمیوم، میزان تجمع کادمیوم در ریشه در حضور قارچ تریکودرما از 02/0 میلی گرم بر کیلوگرم در تیمار بدون آلودگی به کادمیوم تا 2/688 میلی گرم بر کیلوگرم در سطح 150 میلی گرم بر لیتر افزایش یافت. بالاترین تاثیر قارچ در سطح متوسط تا بالای کادمیوم مربوط به میزان جذب کادمیوم در ریشه بود که توانست نسبت به تیمار عدم تلیقح این صفت را از 53 تا 96 درصد افزایش دهد. بیشترین پتانسیل استخراج گیاهی (260/5 میلی گرم در گلدان) در حضور تریکودرما و سطح 150 میلی گرم بر لیتر کادمیوم بدست آمد که نسبت به عدم حضور تریکودرما از افزایش 100 درصدی برخوردار بود. در مجموع به نظر می رسد، قارچ تریکودرما به همراه گیاه جو می تواند گزینه مناسبی جهت بهبود پالایش و استخراج کادمیوم از خاک های آلوده باشد.
    کلیدواژگان: استخراج گیاهی، جذب کادمیوم، تجمع زیستی، قارچ تریکودرما
  • بهروز عظیم زاده، محمد علی بهمنیار صفحات 166-178
    با افزایش شهرنشینی، تغییر سبک زندگی و عادت های غذایی مردم، میزان مواد زاید تولیدی به سرعت در حال افزایش است و ترکیب این ضایعات نیز تغییر کرده است. تولید ورمی کمپوست از جمله بهترین روش های تبدیل مواد زاید آلی به مواد مفید اصلاح کننده خاک با استفاده از کرم-های خاکی و میکروارگانیسم ها است. بدین منظور با جمع آوری ضایعات رستورانی و آشپزخانه ای و ترکیب آنها با کودگاوی (مواد حجیم کننده) به صورت نسبت های 1:0 (100 درصد کود گاوی)، 2:1 (34 % ضایعات رستورانی + 66 % کود گاوی) و 1:1 (50 % ضایعات رستورانی + 50 % کود گاوی) مطالعه ای به منظور تاثیر تیمار آهک دهی بر فرآیند ورمی کمپوست صورت گرفت. هر ترکیب بستر به 2 تیمار بدون آهک و با آهک (1درصد) تقسیم شد. فرآیند ورمی کمپوست شدن با تلقیح 10 عدد کرم خاکی گونه ایزنیا فوتیدا3 با وزن کل 17/0±46/4 گرم آغاز شد. این مطالعه در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح کاملا تصادفی با 6 واحد تیماری در 3 تکرار ایجاد گردید. در طول مدت آزمایش نمونه هایی از هر تکرار برداشته و خصوصیات شیمیایی شامل، pH، هدایت الکتریکی، کربن آلی، نیتروژن کل، پتاسیم و فسفر قابل دسترس مورد اندازه گیری قرار گرفت. در پایان بیوماس کل و جمعیت نابالغ کرم های خاکی نیز توزین شدند. نتایج نشان داد با افزایش سهم ضایعات رستورانی و آهک دهی میزان عناصر غذایی مورد بررسی افزایش معنی داری (05/0 p ≤) نشان داده است. همچنین در انتهای فرآیند میزان هدایت الکتریکی، نیتروژن کل، فسفر قابل دسترس و پتاسیم قابل تبادل به طور میانگین در کل تیمارها به ترتیب 12، 53، 51 و 19 درصد افزایش و pH، ماده آلی و C/N نیز به ترتیب 5، 19 و 46 درصد کاهش داشته است. بررسی رشد و نمو کرم های خاکی نیز نشان داد تیمارهای ترکیب بستر و آهک دهی و نیز اثر متقابل آنها بر تغییرات بیوماس کل و نابالغ تاثیر فزاینده ای داشته است. بطوریکه تیمار 2:1 آهک دهی شده با 156 درصد افزایش بیوماس کل، بالاترین درصد افزایش رشد و نمو را در بین تیمارها به همراه داشته است.
    کلیدواژگان: ورمی کمپوست، ضایعات رستورانی، آهک دهی، خصوصیات شیمیایی، بیوماس کرم خاکی
  • محمد قربانیان، محمدصادق منجزی، حامد ابراهیمیان، عبدالمجید لیاقت صفحات 179-189
    مدل های عددی و تحلیلی زیادی برای برآورد توزیع رطوبت در خاک به منظور افزایش بازدهی مصرف آب در سامانه آبیاری قطره ای توسعه یافته است. حل دقیق معادله معروف حرکت آب در خاک (معادله ریچاردز) که در بسیاری از این مدل ها استفاده گردیده منجر به برآورد دقیق تر پیاز رطوبتی می شود. هدف این تحقیق ارزیابی روش های تفاضلات و اجزای محدود در حل عددی معادله ریچادرز در حرکت آب در اطراف قطره چکان از طریق مقایسه مدل های عددی HYDRUS-2D و SEEP/W می باشد. آزمایشات برای جمع آوری داده های مورد نیاز برای بررسی پیشروی جبهه رطوبت درون یک جعبه پلکسی گلاس پر شده از خاک سیلتی لوم در آزمایشگاه مرکزی تحقیقات آب دانشگاه تهران انجام شد. پیشروی جبهه رطوبت در زمان های مختلف روی صفحه شفاف پلکسی گلاس ترسیم شد. ابعاد جبهه رطوبتی در اطراف قطره چکان را برای دو دبی 5/4 و 3/6 لیتر بر ساعت و دو فشار پایین 5/1 و 2/2 متر)به ترتیب معادل دبی 5/4 و 3/6 لیتر برساعت(اندازه گیری شد. مقایسه ی مدل های شبیه سازی HYDRUS-2D و SEEP/W نشان داد که مدل HYDRUS-2D (روش حل تفاضلات محدود) با متوسط ضریب تبیین بالاتر (به ترتیب 89 و 69 درصد) و میانگین ریشه مربعات خطا کمتر (به ترتیب 69/1 و 02/4 سانتی متر) در شبیه سازی ابعاد خیس شدگی خاک در آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی دارای عملکرد بهتری بود.
    کلیدواژگان: جبهه رطوبتی، دبی، قطره چکان، مدل های شبیه سازی
  • نرگس حسین زاده، محمدحسن صالحی، جهانگرد محمدی صفحات 190-202
    انجام مطالعات خاکشناسی با دقت کافی همراه با کاهش هزینه و زمان، یکی از اهداف محققین بوده است. پژوهش حاضر به منظور بررسی اثر تراکم نمونه برداری بر دقت تخمین آماری و زمین آماری برخی از ویژگی های خاک در دشت شهرکرد انجام شد. بدین منظور، 240 نمونه سطحی خاک (افق A) به فاصله ی 125 متری از یکدیگر برداشت گردید. سپس، ویژگی های مختلف شامل جرم مخصوص ظاهری، بافت خاک، درصدحجمی سنگریزه، درصد کربنات کلسیم معادل، درصد ماده ی آلی، pH و قابلیت هدایت الکتریکی اندازه گیری شد. تراکم های نمونه برداری دوم (120 نمونه) و سوم (60 نمونه) به صورت تصادفی و با حفظ توزیع نسبتا یکنواخت در کل منطقه، از نمونه های اولیه (240 نمونه) انتخاب شد. مقایسه میانگین نشان داد تفاوت معنی داری بین ویژگی های مورد مطالعه درتراکم های مختلف نمونه برداری وجود ندارد. با کاهش تعداد نمونه ها افزایش و یا کاهش منظمی در ضریب تغییرات، میانگین خطای تخمین و جذر میانگین مربع خطای محاسبه شده برای سه تراکم نمونه برداری نیز مشاهده نشد. در اعتبارسنجی پارامترهای کریجینگ با استفاده از 50 نقطه نمونه برداری مجزا از نمونه های اصلی نیز مقادیر میانگین خطای تخمین نزدیک به صفر و مقادیر ریشه میانگین مجذور خطا پائین بود که بیانگر دقت قابل قبول تخمین در سه تراکم مورد مطالعه می باشد. هم خوانی چشمی و کمی نقشه های کریجینگ مربوط به سه تراکم نمونه برداری برای اغلب ویژگی ها بالا و بسیار نزدیک به هم بود که حاکی از میزان هم-خوانی زیاد این نقشه ها بود. بنابراین، مطالعات نیمه تفصیلی می تواند جایگزین مطالعات تفصیلی برای بررسی ویژگی های منطقه مورد مطالعه در منطقه حاضر گردد و هزینه و زمان مطالعات را کاهش دهد.
    کلیدواژگان: تراکم نمونه برداری، دقت تخمین، همخوانی
  • سیدحمیدرضا صادقی، سودابه قره محمودلی، عبدالواحد خالدی درویشان صفحات 203-218
    آگاهی از نوع، میزان و نحوه ی انتقال کیفی و کمی مقدار بار رسوبی در مقیاس های زمانی متفاوت، به منظور پایش رفتار هیدرولیکی کانال و جریان متاثر از فعالیت های معدن کاوی و مدیریت مناسب برداشت شن و ماسه امری اجتناب ناپذیر می باشد. حال آن که مطالعات جامع رفتار و خصوصیات رسوبات بستر در شرایط متفاوت کم تر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش به منظور بررسی تاثیر معادن برداشت شن و ماسه با شرایط مختلف و در شرایط زمانی و هیدرولوژیکی متفاوت دانه بندی و ریخت سنجی رسوبات بستر در سه معدن شن و ماسه واز علیا، واز سفلی و آلش رود در استان مازندران به عنوان محل انجام پژوهش انتخاب شدند. بدین منظور بعد از نمونه برداری و انجام آزمایش های مربوطه، متغیرهای دانه بندی رسوبات بستر با استفاده از نرم افزارهای GIAS و GRADISTAT و متغیرهای ریخت سنجی رسوبات بستر با استفاده از دستگاه گراولومتر و نرم افزار Paintدر مقاطع بالادست و پایین دست معادن مذکور در مقیاس ماهانه به مدت یک سال از بهمن 1390 تا دی 1391 محاسبه شد. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که شرایط مختلف طبیعی و برداشت معادن شن و ماسه و دیگر فعالیت های انسانی ویژگی های دانه بندی و ریخت سنجی رسوبات بستر رودخانه را کاملا تحت تاثیر قرار داده است. هم چنین طبق نتایج بررسی های آماری، دامنه تاثیرپذیری متغیرهای مطالعاتی از فعالیت های ناشی از برداشت معدن شن و ماسه در اغلب متغیرها غیر معنی دار 07/0
    کلیدواژگان: بهره برداری معادن، توزیع اندازه ذرات رسوبی، تولید رسوب، رفتار رسوبی، فرسایش خاک
  • فرشاد فتحیان، محمدعلی قربانی، زهره دهقان صفحات 219-229
    روش های تحلیل سری زمانی به عنوان ابزارهای مهم برای ارزیابی در حل مسایل مرتبط به مدیریت منابع آب تشخیص داده شده اند. اختلافات مکانی در روند جریان رودخانه می تواند به عنوان یک نتیجه ای از اختلافات مکانی در تغییرات دما، بارش، مشخصه های هیدرولوژیکی و فعالیت انسانی حوضه باشند و تحلیل روند این سری های زمانی در بررسی علل این اختلافات ضرورت دارد. از طرف دیگر، این سری ها دارای ساختاری متفاوت هستند، بطوری که مقادیر متوالی از آنها به یکدیگر وابسته اند. در این تحقیق تلاش شده است تا با استفاده از روش Seasonal Kendall روند این سری های زمانی برای زیر حوضه آجی چای بررسی شوند. علاوه بر این، مقدار نمایه هارست، به عنوان یک عامل تاثیرگذار بر روند و فصلیت سری های زمانی، با استفاده از روش های Variance، R/S و DFA ارزیابی شوند. نتایج نشان داد که دما روند معنی دار افزایشی و بارندگی، هم روند معنی دار کاهشی و هم روند معنی دار افزایشی را در سطح اطمینان 10 درصد در سطح زیرحوضه نمایش می دهند. برای دبی نیز، ایستگاه-های پائین دست روند معنی دار کاهشی را نشان می دهند. نتایج تحلیل روش های تخمین نمایه هارست نشان دادند که سری های زمانی بارش و دبی دارای تداوم طولانی مدت نسبتا متوسطی (H~0.65) هستند. هم چنین وجود پدیده هارست به عنوان یک عامل تاثیرگذار بر فصلیت و روند سری-های زمانی بارش و دبی توسط نمایه 5/0 < α در روش DFA تائید شده است.
    کلیدواژگان: تحلیل روند، سری زمانی فصلی، تداوم طولانی مدت، متغیر های آب و هواشناسی، دریاچه ارومیه
  • جلیل کاکه، منوچهر گرجی صفحات 230-238
    پوسته های زیستی خاک، اجتماعی تنگاتنگ بین ذرات خاک و موجودات زنده ای از قبیل سیانوباکتری، جلبک، قارچ، گلسنگ و خزه در نسبت های مختلف هستند که بر روی سطح زمین یا در داخل چند میلی متر فوقانی خاک زندگی می کنند. پوسته های زیستی خاک از نقطه نظربوم شناسی و تاثیراتشان بر محیط پیرامون خود جایگاه ویژه ای به خصوص در زیست بوم های مرتعی و بیابانی دارند و همین امر باعث شده که محققان بیش از پیش نگرشی ویژه به این اجزاء زیست بوم داشته باشند. در این مقاله نتایج بررسی نقش پوسته های زیستی بر خصوصیات شوری و سدیمی خاک، در مراتع قره قیر استان گلستان ارائه می گردد. در منطقه ی مورد مطالعه چهار ناحیه که شامل بخش های پوشیده از پوسته های زیستی خاک و فاقد آن باشند، انتخاب شد و در هر بخش، از اعماق 5-0 و 15-5 سانتی متر، در چهار تکرار نمونه برداری صورت گرفت و سپس داده ها در قالب طرح آشیانه ای مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان دادند که درصد کربنات کلسیم معادل، اسیدیته و ویژگی-های شوری و سدیمی خاک از قبیل قابلیت هدایت الکتریکی، عناصر کلسیم، منیزیم و سدیم و در نتیجه نسبت جذب سدیم و درصد سدیم قابل تبادل در هر دو عمق در خاک دارای پوشش پوسته نسبت به خاک بدون پوسته به طور چشمگیر و معنی داری کمتر است. همچنین غلظت پتاسیم بین دو سطح پوششی تفاوت معنی داری ندارد اما درصد رطوبت قابل دسترس خاک در دو عمق مذکور و سرعت نفوذپذیری در سطح پوششی پوسته دار نسبت به بدون پوسته به طور معنی داری بیشتر است. در کل می توان نتیجه گرفت که افزایش نفوذپذیری و رطوبت قابل دسترس خاک و خاصیت زیست انباشتگی پوسته های زیستی منجر به کاهش وضعیت شوری و سدیمی خاک می شود.
    کلیدواژگان: پوسته های زیستی خاک، نفوذپذیری، زیست انباشتگی، گلسنگ، خزه
|
  • N. Seyyednezhad Golkhatm, S.H. Sanaeinejad, B. Ghahraman, H. Rezaee Pazhand Pages 1-9
    Regional analysis، estimating missing values، areal rainfall، estimating PMP and rainfall- runoff models in daily scale are essential in water resources and climatological researches. Modified inverse distance interpolation method based on Fuzzy Mathematics (MIDW-F) is a new، efficient method and independent of complex preconceptions hypothesis. The purpose of this paper is applying the new interpolation equation for above essential needs by calibration the daily rainfall of Mashhad Plain catchment. Screening and normalizing distances and elevations were done، then effects of fuzzy operations (Max، Min، Sum، Multiplication and SQRT) are Checked out and optimizing the parameters of MIDW-F by Genetic algorithms. The 215 daily precipitations (49 rain gauge stations) were analyzed and were calibrated. The results showed that the best operators are Minimum (Share58%)، multiplying (Share35%) and total contribution rate of others are 6%. The MIDW-F was compared with the three others conventional methods (the Arithmetic mean، Thiessen polygon and IDW) and results showed that the errors of MIDW-F method were reduced noticeably. Largest Regional Mean Square errors (RMSE) is for Arithmetic mean (Max. 90. 45، Min. 5. 76، variance 686. 8 and 70% Cv) and smallest RMSE belong to MIDW-F (Max. 56. 67، Min. 4. 6، variance 340. 92 and 57% Cv). Zoning of daily rainfall at 22/3/2009 and 23/2/2010 and with MIDW-F and IDW methods were conducted and evaluated. The results showed that the zoning by MIDW-F proposed more details. So this method\ is proposed for the interpolation of daily precipitation in a homogeneous region.
    Keywords: MIDW, F, Genetic Algorithm, Regional interpolation, Mashhad plane, Fuzzy theory
  • S. Etedali, J. Givi Pages 10-21
    In addition to qualitative and quantitative land suitability evaluation، economical evaluation can be carried out as well، based on net or gross benefit per surface area unit. The present research was done to evaluate land suitability، qualitatively and economically،، by different methods for irrigated maize، wheat، potato and barley in Shahrekord area. In this regards، qualitative land suitability class was determined by matching land characteristics with the studied crops growth requirements، using simple limitation method and ALES program. Economical land suitability evaluation was carried out، using «internal rate of return»، «gross profit»، «net present value» and «benefit/cost ratio» methods which are included in the ALES program. The results showed that qualitative suitability class in all of the studied land units for irrigated maize، wheat and barley is S2 and for irrigated potato in 73% of the units is S2 and in 27% of them is S3. As the «net present value» method is used، % 73 and % 27 of the land units are classified as S2 and S1، respectively for all of the studied crops. For wheat and maize، all of the land units are classified as S1، as gross profit، benefit/cost ratio and internal rate of return methods are used. For potato and barley، using gross profit and internal rate of return methods، % 73 and % 27 of the land units are classified as S2 and S1، respectively and as the benefit/cost ratio method is used، economical land suitability class in all of the land units is S1.
    Keywords: Qualitative land suitability evaluation, Economical land suitability evaluation, ALES program, Maize, Wheat, Potato, Barley
  • A. Moghaddam, A. Alizadeh, A.N. Ziaei, A. Farid Hosseini, D. Fallah Heravi Pages 22-34
    Genetic Algorithm as a one of the main evolutionary algorithms has had a most successful role in the water distribution network optimization. This algorithmhas been undergoing many reforms and improved versions are published. A type of genetic algorithms is Fast Messy Genetic Algorithm (FMGA)، that has the ability to increase the convergence rate in solving optimization problems with reducing the length of chromosomes and removing the inefficient genes، meanwhile studying the chromosomes which are not equal in terms of gene strings. In this paper، for evaluation of the FMGA performance in solving water distribution network optimization problems، after the sensitivity analysis and determining the best values of these parameters، two benchmark networks and a real network are analyzed، which are named Two-loop network، the Hanoi network and Jangal City network، respectively، and the results were compared with previous researches. Least-cost in two loop network was estimated after 2880 number of function evaluations that had significant improvements compared to the results of previous researches. In Hanoi network، the minimum cost obtained equal to 6. 045×106 $ that is less than other researchers results are issued so far. After proving the efficiency of algorithm، its performance was shown in design of real Jangal city network according to increasing network size and design constraints.
    Keywords: FMGA, Optimization, Water distribution network, Sensitivity analysis, Number of function evaluation
  • S. Pouresmaeil, M.F. Maghrebi Pages 35-45
    Bottom intakes are hydraulic structures widely adopted for diverting water in steep rivers. The problems of vibration، corrosion، deformity، and clogging of the bottom racks by sediment، freezing and foliage inspire a new system of bottom intake in which a filled trench of porous media replaces the bottom racks. In the present paper we have analyzed the data obtained from a systematic series of experiments carried out in a laboratory two-story flume. Measurements of the diverted discharge were performed for different rates of flow، grain size distributions، surface slopes and dimensions of intake as well as important factors. Also the relationships presented in previous studies، are compared with the results of new experiments and the characteristics of the physical behavior of these equations are investigated. Due to lack of the validity in previous models، a new equation for estimating discharge coefficient and flow diversion in porous bottom intake is presented، by using dimensional analysis and multivariate regression with experimental observations. The robustness of the proposed relationship is confirmed by the principles of hydraulic behavior of this intake and the comparison between the calculated discharges through the proposed relationship and those measured in an extensive series of experiments، characterized by ranges of the relevant flow parameters much larger than those investigated in the present contribution.
    Keywords: Bottom intake, Porous bottom intake, Discharge coefficient, Spatially varied flow
  • Sh. Shams, M. Mousavi Baygi Pages 46-60
    Mashhad is Iran second most populous city، where in terms of tourism، economy and agriculture is very important. Regarding to the importance of the change of climatic factors and its effect on future policy، in this study the max and minimum temperature changes in the scale of yearly، seasonally، monthly and daily، was investigated by means of SNHT، Buishand، Pettitt، Von-neumann and kendall-tau. The results of this study indicate a temperature increase of Mashhad، comparison of the results showed that during the past 60 years (1951-2010)، minimum temperature increased 2times more than maximum temperature (0. 062 versus 0. 031). Test results also showed temperature increasing in all seasons، but just winter maximum temperature increasing trend was not significant in 95% confidence level. Also the highest rate of temperature increasing was belonged to autumn minimum temperature، with the slope of 0. 074. Like the difference between annual series، in all season minimum temperature increasing trend is higher than maximum trend، comparing trends in monthly maximum and minimum temperatures show similar results. It also was shown that the minimum temperature trend rose approximately near the year 1985، while maximum temperature break point is near 1995.
    Keywords: Temperature trend, Maximum temperature, Minimum temperature
  • N. Moosavian, M.R. Jaefarzadeh Pages 61-71
    The gradient-based algorithms are widely used for hydraulic analysis of pipe networks. Solving system of linear equations has the most computational cost in the gradient-based methods particularly for large networks with more than hundreds of variables. The Jacobian matrix form in the gradient-based methods is square and banded. Elements of this matrix are function of flow rate and hydraulic resistance of pipe. The sparse Cholesky method with node reordering is commonly applied for solving system of linear equations in the EPANET and WATERGEMS softwares. As an alternative، the Jacobian matrix can be solved using the Multi-Grid method. This paper studies the application of pre-conditioner methods such as AMG-CG and AGMG for solving the Jacobian matrix and compares its results with other iterative and direct solvers. According to the results، AGMG demonstrates better performance than AMG-CG in all studied cases and it is the best method for solving system of linear equations in hydraulic analysis of huge pipe networks.
    Keywords: Pipe networks, Hydraulic analysis, Multi, Grid method
  • Calculation and Zoning of Evapotranspiration using SEBAL method In the West of Iran (Miandarband Plain)
    Seyed Vahidodin Rezvani Pages 72-81
    Today، remote sensing is used in various sciences، such as: geography، biology، meteorology، agriculture، water resources management and etc. Easy and inexpensive data access and data precision، digital and extensive and comprehensive of images that having the frequency spectrum، are some advantages of remote sensing، than other methods of providing information. Therefore، by using algorithms in remote sensing that having the evaporation and transpiration، you can have a big step in the management of water resources. Among of these algorithms، SEBAL is a remote sensing algorithm that calculating surface energy balance for each pixel of a satellite image at each moment. In this study، surface albedo، surface temperature and vegetation status index were calculated by using this algorithm and multi-spectral satellite data and meteorological information such as degree of temperature، hours of sunshine، wind، saturated vapor pressure، soil humidity and etc. Finally evapotranspiration of Miandarband plain (west of Iran) was determined and the evapotranspiration maps were prepared. Also، the actual evapotranspiration computed for wheat using FAO conventional method and was compared with SEBAL method. The results showed that there was a high correlation (0. 84) between these two methods.
    Keywords: Plant evapotranspiration, Remote sensing, SEBAL, Miandarband, FAO
  • Mahdi Delghandi Pages 82-91
    Field experiments for quantifying optimal breeding strategies are time-consuming and expensive. Crop simulation models can provide an alternative، less time-consuming and inexpensive means of determining the optimum breeding strategies. These models consider the complex interactions between weather، soil properties and management factors. CERES-Wheat is one of best models which can simulate the growth and development of wheat. Therefore، in present paper DSSAT 4. 5-CERES-Wheat was evaluated for predicting growth، phenology stages and yield of wheat (cultivar of Chamran) for Ahwaz region. For this purpose، one Experimental research was designed at the experimental farm of the Khuzestan Agriculture And Natural Resources Research Center (KANRC)، located at Ahwaz in 2010-2011 growth season. Using results of this research and two another research، CERES-Wheat model was evaluated. Results of evaluation showed that most and less NRMSE were abtained for simulation of maximum Leaf Area Index (6%) and phenology stages (2%)، respectively. Therefore، it can conclude that CERES-Wheat is a powerful model in order to simulation of growth، phenology stages and yield of wheat.
    Keywords: Wheat, CERES, Wheat model, Evaluation, Simulation
  • Samaneh Ahmadi Gheshlaghi Pages 92-100
    Glomalin is a glycoprotein produced by arbuscular mycorrhizal (AM) fungi، and is a major component of soil organic matter، which plays an important role in soil aggregation and carbon sequestration. Glomalin is produced only by the AM fungi. On the other hand، stressful environments such as salinity can affect the AM fungi. The purpose of this study was to investigate the effect of NaCl salinity on glomalin production by Glomerales in symbiosis with corn plant. A factorial experiment was conducted in completely-randomized design (CRD) with four replications in a greenhouse. Factors were NaCl salinity with three levels (S0:1. 34، S1:4 and S2:8 dS/m) and mycorrhizal fungi with four levels (non mycorrhizal، Glomus versiforme، G. intraradices، G. etunicatum). The results showed that the interaction of salinity and mycorrhizal fungi on plant dry weight، leaf proline، root colonization percentage، EEG and TG was significant at p
    Keywords: Glomalin, Arbuscular mycorrhizal fungi, Salinity, Proline, Corn
  • Alireza Karimi Pages 101-110
    Loess deposits of Kopeh Dagh area usually occur patchy، with low thickness and should be identified and differentiated from other deposits for environmental planning and landscape evolution studies. The objective of this study was to identify distribution and determine the characteristics of loess deposits and investigate their formation in the Sarakhs area. Thirty surface samples were collected from the study area and analyzed for particle size distribution. Coarse silt and very fine sand are the dominant fraction of the sediments and overally exceed 70%. Dominance of coarse silt and very fine sand، lack of coarse fragments and abrupt boundary of these sediments with underlying materials are evidences of eolian origin. With decreasing very fine sand and increasing coarse silt، sand dunes in the east and center of the area gradually change to loess deposits from Sarakhs city towards Dousti dam (along Hariroud River) and Kopeh Dag heights in the south and west. The maximum thickness of loess sediment occurred around the Dousti dam. Dominance of coarse silt and very fine sand in the sediments and gradual boundary between sand dunes and loess deposits shows the local source of the particles. Kopeh Dagh heights in southern and western parts of the area، like a barrier have trapped eolian sediments and caused their formation.
    Keywords: Eolian sediments, Loess, Particle size distribution, Kopeh dagh
  • Pages 111-126
    The important step in using the soil particle size distribution (PSD) to predict soil moisture characteristic curve is the determination of accurate and continuous curve for PSD. Many models have been introduced to describe PSD curve and fitting to the experimental data، but their fitting capability in different textural groups have been rarely investigated. The aim of this study was to evaluate the ability of 15 models to fit the experimental data and determine the best model among them for the PSD of all soil samples and for each soil textural groups. In this study، 160 soil samples were collected from subsoil and top soils of Gilan، Hamadan and Kermanshah provinces، and after determining the PSD and soil texture، they were partitioned into three soil textural groups of sandy، loamy and clayey. Fifteen PSD models were fitted to the experimental data of all soil samples. The most accurate model was determined for the total data and for each of three groups based on error criteria. Results showed that the Weibull model was the most accurate model for all soil samples as well as for the clayey and loamy groups. After the Weibull model، the models of Rossini Ramlr، Fredland and van Genuchten were the most accurate ones; however، their differences were not significant at 95% level. The S-Curve model showed the better fit than the other models for the coarse texture group. The results indicated that the different models have higher accuracy in different textural groups.
    Keywords: Fitting ability, soil particle size distribution models, textural groups, weibull model
  • Sabereh Darbandi Pages 127-138
    Limited of water resources and the sustainable management، has made it impossible water supply of all needs، therefore، in order to supply water are required careful planning with high reliability. For this reason، is more than ever before the importance of water management in the catchment basin. In this study used dynamics model (Vensim) and genetic programming to simulate the process of rainfall - runoff in Lighvan Watershd. The genetic programming model was tested to get the best combination of input model. The results show high accuracy Vensim model in the simulation of rainfall - runoff process than genetic programming. The results indicate that Vensim model for most events have a highly significant correlation of genetic programming، also is predicted peak flow and minimum absolute error.
    Keywords: Rainfall, Runoff, Genetic programming, Lighvan watershed, System dynamics
  • Mohammad Taleai Pages 139-156
    According to predictions، due to population increase and income growth، demand for food will continue to rise by over 3% annually. Wheat with providing over 33% of global world foods is one of the main sources for food security and meeting the needs of increased population. Land suitability assessment (LSA) is one of the basic approaches for obtaining maximum profit while protecting environmental resources for future. In this context، the suitability of arable lands of Miyaneh County is assessed for rain-fed wheat based on the FAO model and Fuzzy-AHP-OWA technique in GIS environment. In this study، with considering regional conditions and previous scientific researches، 8 environmental parameters (depth and texture of soil، erosion، slope، elevation، rainfall، temperature and degree days)، 3 economic parameters (cooperatives، distance to markets and communication lines) and a social parameter (force labor) are used for land evaluation. These parameters were aggregated in two-stage using OWA model. Resulted suitability maps based on environmental criteria and fuzzy linguistic quantifier (LQ) includes: at least one، few، some، half، many، most and all، illustrate an overall accuracy، 26. 7، 61، 84. 3، 57، 44، 8، 38. 5 and 22% respectively، in compared with ground truth map. The final suitability maps based on social and economical criteria present 21. 5، 61. 8، 88. 2، 53. 7، 39. 6، 38 and 19. 3% overall accuracy. Based on this research finding،the proposed approach based on Fuzzy-AHP-OWA has great potential to model land use suitability evaluation problem. In addition، from the used criteria climate، soil، slope، number of co-operatives، distance to markets and communication lines are most important in evaluating land suitability for rain-fed wheat
    Keywords: Land suitability, Rain, fed wheat, Miyaneh, GIS, Fuzzy, AHP, OWA
  • Hemmatollah Pirdashti Pages 157-165
    Soil pollution by heavy metals due to industrial activities، factories، fertilizers and pesticides is an environmental problem which threatens public health. Therefore، it is necessary to find some solutions to ameliorate the negative effects of heavy metals in soil. Accordingly، an experiment was designed to evaluate the effect of Trichoderma harzianum fungi as a cadmium (Cd) biosorbent in barley (cv. Sahra) cultivated on a Cd contaminated soil. Treatments were arranged in factorial experiment based a completely randomized design and were replicated three times. Experimental factors consisted of T. harzianum fungi at two levels (inoculated and non-inoculated control) and four levels of cadmium nitrate (0، 50، 100 and 150 mg L-1). Results indicated that Trichoderma inoculation increased barley biological yield (by 36%) as compared to those in non-inoculated plants. Where Cd was added، both Cd amount in soil and Cd bioaccumulation in plants markedly increased. The Cd content in barley root varied from 0. 02 mg kg-1 in non-contaminated soil to 688. 2 mg kg-1 in 150 mg L-1 contaminated soil. Furthermore، the presence of the Trichoderma significantly increased the Cd uptake in plant roots (from 53 to 96%) in moderate to high levels of cadmium contamination when compared to those in non-inoculated plants. The maximum Cd phytoextraction (5. 260 mg per pot) resulted in Trichoderma inoculated plants and at maximum rate of Cd which was 100% greater than untreated plants. In conclusion، it seems that inoculation of Trichoderma with barley plants could be an optimum option to remediate the Cd contaminated soils.
    Keywords: Phytoextraction, Cadmium uptake, Bioaccumulation, Trichoderma fungi
  • Behrooz Azimzadeh Pages 166-178
    With rising urbanization and change in lifestyle and food habits، the amount of waste material has been increasing rapidly and its composition changing. Vermicomposting is the best method of converting waste material into a useable soil amendment with the use of earthworms and microorganisms. The study began with collecting restaurant waste (as organic waste) from restaurants. The selected wastes were mixed with cow-dung (as bulk material) in various bed combination ratios: 1:0 (100% cow dung)، 2:1 (34% restaurant waste + 66% cow dung)، and 1:1 (50% restaurant waste + 50% cow dung). For study of liming effect on vermicomposting process، two types of treatments were prepared by adding 1% (w/w) and without limestone in bed combinations. Vermicomposting step started by inoculation 10 fold earthworms Eisenia foetida with 4. 46 ± 0. 17 g total biomass، approximately. The investigation was conducted in a factorial complete randomized design with six treatments and three repetitions. In during of study، the sampling carried out 3 time per 1 month from each bioreactor and some chemical properties such as pH، electrical conductivity (EC)، organic carbon (OC)، total nitrogen (TN)، exchangeable potassium (Kex) and available phosphorus (Pav) were measured. At the end of study total and immature biomasses of earthworms were determined. The results shown that with increasing in the proportion of waste restaurant and adding 1% lime have led to a rise in nutrients content (TN، Kex and Pav) of vermicompost، significantly. Respectively، vermicomposting has also led to 12%، 53%، 51%، and 19% increasing in EC، TN، P، and K and 5%، 19، and 46% decreasing in pH، OC، and C/N as compared to beginning of the process. Also، bed combination، liming treatment factors، and interaction of them have led to a growth in total and immature biomasses of earthworms. 2:1 vermibed with 1% lime has highest growth and reproductive rate (156% total biomass) between other treatments after 3 month.
    Keywords: Vermicompost, Restaurant wastes, Liming, Chemical characteristics, Earthworm biomass
  • Mohammad Ghorbanian Pages 179-189
    Many numerical and analytical models have been developed for estimation of soil water distribution in order to increase water use efficiency in drip irrigation. Accurate solution of well-known soil water equation، Richard’s equation، in these models cause more accurate estimation of soil wetting front. The purpose of this study was to evaluate finite difference and finite element methods to numerical solution of Richard’s equation for simulating soil water flow around dripper via comparing HYDRUS-2D and SEEP/W numerical models. Experiments were carried out to collect required data to investigate the advance of moisture front inside a Plexiglas box filled with a silt loam soil in central laboratory of water researches in University of Tehran. Wetting front advance at different time intervals were plotted on the transparent Plexiglas box walls. The wetting front around the emitters، for pressures 1. 5 and 2. 2 meters (equivalent to 4. 5 and 6. 3 liters per hour، respectively)، were measured. Comparison of two simulation models، HYDRUS-2DandSEEP/W، showed that HYDRUS-2D model (finite difference solution method) with higher determination coefficient and lower root mean square error coefficient had better performance to simulate wetted area dimensions for both surface and subsurface drip irrigation.
    Keywords: Emitter, Discharge, Simulation models, Wetting front
  • Nargess Hoseinzadeh Pages 190-202
    Now a day، performing soil surveys by minimum time and budget as well as enough accuracy is one of the soil scientists'' interests. The present study was investigated to study the effect of sampling density on statistical and geostatistical accuracy of estimation for some of soil properties in Shahrekord plain. For this purpose، 240 soil samples (horizon A) with 125 m interval were collected. Then، the physical and chemical analysis included bulk density، soil texture، volume percent gravel، percentage of calcium carbonate equivalent، organic matter، pH and electrical conductivity were determined. The second (120 samples) and third (60 samples) sampling densities were randomly selected the first samplings (240 samples) by considering uniform distribution throughout the region. Results showed that there are no significant differences among the studied soil properties for three sampling intervals. Also، by reducing the number of samples، no regular increase or decrease was observed for coefficient of variation، mean estimation error and root mean square error. The cross validation showed that mean estimation error was close to zero and the root mean square error was low which indicate the acceptable accuracy of estimations. Visual and quantitative interpretation of kriging maps showed high accordance for three sampling densities. Therefore، semi-detailed soil surveys can be replaced for detailed ones which allow saving time and budget.
    Keywords: Sampling density, Accuracy, Accordance
  • Seyed Hamidreza Sadeghi Pages 203-218
    Awareness of the variety، quality and quantity of sediment transport rates in different time scales، is inevitable for monitoring the hydraulic behavior of channel and flow affected by the mining activities and proper management of sand removal. However، less comprehensive studies have been conducted on fluvial behavior and characteristics of the bed load under different conditions. The present study therefore aimed to investigate the effect of sand mining with different harvesting and hydrological conditions on particle size distribution and morphometric characteristics of bed sediments for three sand and gravel mines viz. Vaze-e-Olia، Vaze-e-Sofla and Alesh-Roud in Mazandaran Province، Iran. In order to achieve the study purposes، different bed sediments characteristics were computed by GRADISTAT and GIAS softwares after extracting bed sediments morphometric specifications with the help of Gravelometer and Paint software for sampling sites located in the upstream and the downstream of the study mines. The samplings were taken place on monthly basis during a year from February 2012 to January 2013. The results of the study showed that the different natural and sand and gravel mining conditions and other anthropogenic activities affected the particle size distribution and morphometric characteristics of riverbed sediments. According to the statistical analyses، most of the variables were non-significantly (P>0. 07) differed in the upstream and the downstream sites in the study mines.
    Keywords: Soil Erosion, Mines Utilization, Sediment Behavior, Sediment Particle Size Distribution, Sediment Yield
  • Pages 219-229
    Time series analysis methods have been detected as important tools for evaluating the issues related to water resources management. Spatial differences in streamflow trends can occur as a result of spatial differences in the changes in rainfall and temperature، spatial differences in the catchment characteristics and human activities and، trend analysis of this time series is necessary in causes of these differences. On the other hand، these series have a different structure، so that the successive values of them are interdependent. In this study has attempted to analyze of this time series for Aji Chai sub basin using of Seasonal Kendall method. In addition، Hurst exponent value، as an effective factor in trend and seasonality of time series، is also evaluated using Variance، R/S and DFA methods. The results showed a significant increasing trend for temperature and، both significant decreasing and increasing trend for precipitation at 10% significance level over sub basin. Also، for discharge، downstream stations showed significant decreasing trend. The analysis results of Hurst exponent estimation methods showed that precipitation and discharge time series have a relatively moderate long term persistence (H~0. 65). The Hurst phenomenon existence has also been confirmed as a factor affecting on the seasonality and trend of precipitation and discharge time series using α > 0. 5 exponent by DFA method.
    Keywords: Trend Analysis, Seasonal Time Series, Long Term Persistencet, Hydro, Climatic Variables, Urmia Lake
  • Jalil Kakeh Pages 230-238
    Biological soil crusts (BSCs(result from an intimate association between soil particles and cyanobacteria، algae، fungi، lichens and mosses in different proportions، which live on the surface، or immediately in the uppermost millimeters of soil. Biological soil crusts، are important from the ecological view point and their effects on the environment، especially in rangeland، and desert ecosystems. These effects have encouraged researchers to have a special attention to this components of the ecosystems. The present study carried out in Qara Qir rangeland of Golestan province، Iran، to investigate the effects of BSCs on Soil saline-sodic properties. In the study area، four sites were selected which included sections with and without BSCs. Soil sampling was carried out in each section for depths of 0-5 and 5-15 cm، with four replication. The gathered data from soil samples were analyzed by nested plot. Results showed that BSCs than non-BSCs، significantly decrease the amount of soil acidity، calcium carbonate and soil saline-sodic properties such as electrical conductivity، sodium، calcium and magnesium concentration، sodium adsorption ratio، and exchangeable sodium percentage at both depths. In general، it can be concluded that BSCs enhance soil infiltration rate and available water content، that together their bioaccumulation properties، leads to decreasing soil saline-sodic properties. Potassium concentration did not differ among areas covered by BSCs and without BSCs. But infiltration rate and available water content were increased significantly in two mentioned depths on sites covered with BSCs than without BSCs. In general، it can be concluded that BSCs enhance soil infiltration rate and available water content، that together their bioaccumulation properties، leads to decreasing soil saline-sodic properties.
    Keywords: Biological soil crusts, Infiltration rate, Bioaccumulation, Lichen, Moss