فهرست مطالب

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال چهل و پنجم شماره 1 (پیاپی 16، فروردین و اردیبهشت 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/05/21
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مقاله پژوهشی
  • سید محمد علی زمردیان، مجتبی عقلی صفحات 1-10
    پژوهشگران زیادی روش های مقابله با آب شستگی در اطراف پایه های پل در یک مسیر مستقیم را مطالعه کردند. در حالی که ممکن است به دلیل محدودیت ناچار به احداث پل در قوس رودخانه ها شویم، با توجه به تفاوتی که میان الگوی جریان در مسیر مستقیم و قوس ها وجود دارد مطالعه الگوی آب شستگی در اطراف پایه های پل در قوس ها ضروری است. از این رو در این پژوهش سعی شده است تاثیر توام طوق و کابل بر عمق آب شستگی، اطراف گروه پایه های پل قرار گرفته در قوس رودخانه ها مطالعه شود. در این مطالعه از کابل با دو ضخامت D2/0 و D4/0 و در سه گام D2/0، D5/0 و D استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد با افزایش قطر کابل و کمتر شدن فاصله میان گام های کابل، آب شستگی کاهش می یابد. درباره گروه پایه هایی که در جهت جریان قرار می گیرند، عمق آب شستگی برای پایه جلویی بیشتر از دو پایه دیگر است. درباره پایه های عمود بر جریان، بیشترین عمق آب شستگی در پایه میانی مشاهده می شود که در این مورد نیز مانند پایه های قرار گرفته در جهت جریان با افزایش فاصله بین پایه ها، عمق آب شستگی کم می شود. استفاده از طوق در فاصله های کم بین پایه ها موثرتر از کابل بود، همچنین استفاده توام طوق و کابل، بیشترین کاهش در عمق آب شستگی را نتیجه داد.
    کلیدواژگان: آب شستگی، طوق، قوس، کابل، گروه پایه ها
  • مهسا جمشیدی، پیمان دانش کار آراسته، عباس ستوده نیا صفحات 11-17
    استفاده از فاضلاب تصفیه شده در آبیاری به عنوان یکی از منابع آب نامتعارف به واسطه محدودیت منابع آب در کشور در حال گسترش است. در فرایندهای تصفیه یکی از افزودنی های پرکاربرد، کربن فعال بوده است که به هنگام ورود به محیط متخلخل امکان ایجاد تغییر در خصوصیات هیدرولیکی خاک و تخریب آن را به دنبال دارد. در این پژوهش، اثر میزان کربن فعال ورودی به انحای مختلف بر خصوصیات هیدرودینامیکی خاک نوع ماسه از طریق مدل سازی هیدرولیکی بررسی شد. ارتباط هدایت هیدرولیکی اشباع، چگالی ظاهری و تخلخل یک خاک ماسه ای طی دو مرحله آزمایش شامل عبور آب از مخلوط خاک-کربن با غلظت 1 تا 7 درصد جرمی و عبور مخلوط آب کربن با غلظت های 5/0 تا 2 درصد از نمونه خاک بررسی شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که هدایت هیدرولیکی اشباع ماسه به ازای غلظت خاک کربن 7 درصد از 06/0 به 014/0 سانتی متر بر ثانیه)با حدود 80 درصد کاهش(و تخلخل از 44/0 به 426/0 کاهش یافت و چگالی ظاهری از 5/1 به 507/1 گرم بر سانتی مترمکعب افزایش پیدا کرد. همچنین، مشاهده شد که با عبور مخلوط آب کربن از نمونه ماسه با غلظت 2 درصد جرمی، هدایت هیدرولیکی و تخلخل به ترتیب 5/91 درصد و حدود 6 درصد کاهش و چگالی ظاهری 71/0 درصد افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: مدل هیدرولیکی، هدایت هیدرولیکی
  • بهرام چوبین، آرش ملکیان، فرزانه ساجدی حسینی، امید رحمتی صفحات 19-28
    مدل سازی در مناطق خشک برای مدیریت بهینه منابع آب اهمیت ویژه ای دارد. آب زیرزمینی از مهم ترین منابع آبی در مناطق خشک محسوب می شود. هدف این پژوهش ارزیابی عملکرد سیستم استنباط فازی عصبی تطبیقی (انفیس) و مدل های سری زمانی در پیش بینی سطح ایستابی است. در این پژوهش، با استفاده از مدل های سری زمانی و مدل انفیس با توابع عضویت مختلف اقدام به پیش بینی یک ماه بعد سطح آب های زیرزمینی دشت شیراز شد. بهترین ترکیب ورودی و طول داده های آموزشی و صحت سنجی در مدل انفیس با استفاده از آزمون گاما و M برآورد شد. عملکرد مدل های مختلف با پارامترهای خطا و دیاگرام تیلر مقایسه شد. نتایج مدل انفیس نشان داد که این مدل با تابع عضویت Π شکل عملکرد بهتری نسبت به بقیه توابع عضویت دارد (241/1 RMSE= و 953/0 MAE=). مقایسه عملکرد مدل ها، حاکی از کارایی بسیار مناسب مدل خطی ARIMA (2،1، 2) نسبت به مدل انفیس با توابع عضویت مختلف است (325/0 RMSE= و 241/0 MAE=).
    کلیدواژگان: آزمون گاما، انفیس، دیاگرام تیلر، ARIMA
  • الهام درویشی، صلاح کوچک زاده، جان فنتون، عبدالحسین هورفر صفحات 29-35
    معادلات سنت ونانت به دلیل فرض های انجام شده در استخراج معادله ها کارایی خود را در شرایطی که فرض ها صادق نیستند، از دست می دهند. رفع محدودیت ناشی از حضور غیر هیدرواستاتیک فشار و شیب زیاد در معادلات سنت ونانت، توسط معادله بوسینسک اصلاح شده انجام و ارائه شده است. مدل رایانه ای برای معادله اصلاح شده و معادله متداول بوسینسک در جریان غیرماندگار توسعه یافت. مدل تهیه شده برای تولید منحنی های سنجه دبی سرریزهای ذوزنقه ای که کاربرد وسیعی دارند، به کار رفت. دبی های 7 تا 30 لیتر بر ثانیه برای صحت سنجی نتایج مدل عددی در آزمایشگاه به کار رفت. با استفاده از مقادیر آزمایشگاهی دبی خطای نسبی برای هر دو معادله محاسبه شد. معادله بوسینسک اصلاح شده متوسط خطای نسبی کمتر از 4 درصد داشت و معادلات بوسینسک متداول متوسط خطای نسبی 18 درصد در پیش بینی دبی داشتند. این امر نشان دهنده تاثیر چشمگیر عامل شیب بر درستی نتایج است. همچنین معادلات بوسینسک اصلاح شده توانایی تولید منحنی سنجه دبی سرریز ذوزنقه ای با درستی بالا را دارد.
    کلیدواژگان: بوسینسک، سرریزهای ذوزنقه ای، سنت، ونانت، شیب، منحنی سنجه
  • محبوبه سادات ملایی، علی مهدوی مزده، علیرضا وطن خواه صفحات 37-45
    هیدرولیک سیستم های آبیاری قطره ای کم فشار به صورت آزمایشگاهی و توسط لوله های موجود در ایران بررسی شد. بدین منظور اثر بارهای آبی مختلف از 45/0 تا 8/1 متر در لوله لترال به قطر خارجی 32 میلی متر (طول های 16، 30، 60 و 89 متر) و همچنین لوله های لترال به طول 16 متر (قطرهای خارجی 16، 20، 25، 32 میلی متر) بر متوسط دبی گسیلنده ها، ضریب تغییرات، درصد یکنواختی و همچنین افت ارزیابی شد. نتایج نشان داد که سیستم آبیاری قطره ای کم فشار، دبی مورد نیاز را با یکنواختی مناسبی در طول لترال تامین می کند. توان و ضریب ارتفاع هیدرولیکی در رابطه دبی ارتفاع، به ترتیب برابر 819/0 و 975/1 برآورد شد. به علاوه نتایج نشان داد که یکنواختی بالای 88درصد در لوله لترال به طول 89 متر (قطر خارجی 32 میلی متر) و همچنین لترال به طول 16 متر (قطر خارجی 16 میلی متر)، در کمترین ارتفاع هیدرولیکی (5/0 متر) به دست می آید.
    کلیدواژگان: افت اصطکاکی، بار آبی، طول و قطر لترال، یکنواختی توزیع
  • احمد دوستی، عباس ستوده نیا، عبدالمجید لیاقت، پیمان دانش کار آراسته صفحات 47-54
    زهکشی خشک، نوعی سیستم طبیعی است که به وسیله تبخیر از مناطق نکاشت، به عنوان یک روش ممکن برای کنترل سطح ایستابی و شوری مناطق زهدار استفاده می شود. در این روش، بخشی از زمین تحت کشت به صورت آیش رها شده و باقی زمین برای تولیدات کشاورزی استفاده می شود. چنانچه از این روش به صورت نوارهای موازی بهره گیری شود، تعیین نسبت کاشت به نکاشت یکی از مبانی طراحی این سیستم خواهد بود. در این زمینه، یک مدل فیزیکی از جنس پلکسی گلاس به طول 60 سانتی متر، عرض 20 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر طراحی و ساخته شد. طول این مدل توسط یک دیواره در عمق 5 سانتی متری خاکی با بافت شن لومی به دو قسمت تقسیم شد و نیمی از آن آبیاری شد و نیمی دیگر به صورت نکاشت رها شد و در طول انجام آزمایش مقدار آبیاری و تبخیر اندازه گیری شد. اندازه گیری ها کمترین میزان تبخیر را 7/2 میلی متر بر روز نشان داد و این مقدار زمانی ثبت شد که سطح خاک پوشیده از نمک شده بود. این عدد نزدیک به ضریب زهکشی متداول در طراحی سیستم های زهکشی است. بنابراین، با کمترین ریسک می توان نسبت 50 درصد کاشت به 50 درصد نکاشت را توصیه کرد. از سویی متوسط میزان تبخیر از سطح خاک در طول آزمایش شش میلی متر بر روز بود، بنابراین احتمال می رود که با یک مدیریت جمع آوری به موقع نمک روی سطح خاک، بتوان نسبت کاشت را بیشتر از 50 درصد افزایش داد.
    کلیدواژگان: تبخیر از سطح خاک شور، زهکشی خشک، کنترل شوری
  • محمد جواد روستا، روح الله تقی زاده مهرجردی، فریدون سرمدیان، محمدحسن رحیمیان صفحات 55-65
    به منظور واسنجی داده های دستگاه القاگر الکترومغناطیس از روش های مختلفی استفاده می شود. سوال پیش رو این است که کدام یک از تکنیک ها قابلیت بیشتری برای برآورد غیرمستقیم داده های شوری خاک دارند. برای پاسخ به این پرسش، در پژوهش حاضر، از 600 نمونه خاک جمع آوری شده از منطقه اردکان برای واسنجی داده های هدایت الکتریکی ظاهری خاک با استفاده از روش های رگرسیونی و هوش مصنوعی بهره گرفته شد. در این راستا، داده ها به دو سری شامل سری آموزشی (80درصد داده ها) و سری ارزیابی (20درصد داده ها) تقسیم شد. به منظور مدل سازی و برآورد شوری، از مدل های نروفازی، شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم ژنتیک و رگرسیون چند متغیره استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل ها بر اساس شاخص های ریشه مربعات خطا، میانگین خطا و ضریب تبیین نشان داد مدل نروفازی بالاترین دقت در برآورد شوری خاک در چهار عمق را دارد. به طوری که این مدل به میزان 9، 9، 5 و 2 درصد دقت برآورد شوری را به ترتیب در اعماق 15، 30، 60 و 100 سانتی متری نسبت به روش رگرسیون خطی چندگانه افزایش داده است. با توجه به عدم قطعیت در پدیده های مرتبط با خاک یا تقریبی بودن مقادیر اندازه گیری شده خصوصیات مختلف خاک، به نظر می رسد کارایی بالاتر مدل مبتنی بر مجموعه های فازی در پردازش توابع انتقالی خاک به همین علت باشد. بعد از این مدل، الگوریتم ژنتیک و شبکه های عصبی مصنوعی نسبت به معادلات رگرسیونی کارایی بهتر داشته است. در مجموع، نتایج نشان داد روش های هوش مصنوعی کارایی بالاتری نسبت به روش های رگرسیونی برای واسنجی دستگاه القاگر الکترومغناطیس دارد.
    کلیدواژگان: شوری خاک، مدل سازی، هدایت الکتریکی ظاهری
  • مینا ایمانی، حسینعلی بهرامی، رضا سکوتی اسکویی، فائزه قربان نژاد صفحات 67-74
    شوری و قلیایی بودن خاک یکی از مشکلات عمده در مناطقی است که میزان بارندگی در آن ها کمتر از میزان تبخیر و تعرق است. در چنین شرایط اقلیمی نمک های محلول در سطح خاک تجمع می یابند و سبب کاهش عملکرد و حاصل خیزی خاک می شوند. بنابراین، شناسایی اراضی شور و گستره آن در این خاک ها می تواند به اصلاح و بهبود مدیریت آن ها کمک کند. این پژوهش با هدف تخمین مقادیر هدایت هیدرولیکی خاک های شور با استفاده از تصاویر ماهواره ای هایپریون EO-1 در شمال دشت اورمیه انجام شد. در این بررسی، پاسخ طیفی (Spectral Response) 40 نمونه خاک به وسیله طیف سنج اسپکترورادیومتر اندازه گیری شد. تصویر ماهواره ای هایپریون نیز برای شناسایی و طبقه بندی کلاس های شوری از آرشیو سایت USGS گرفته شد. بعد از تصحیحات لازم بر روی این تصاویر، باندهای حساس به شوری از نمونه های طیف سنجی شده شناسایی، و شاخص شوری مناسب ایجاد شد. نتایج نشان داد که شاخص شوری حاصل از باندهای 41 و 219، بالاترین همبستگی(89/0=2R) را با مقادیر شوری دارند. برای برآورد میزان شوری از مقادیر شاخص شوری با استفاده از رگرسیون خطی تک متغیره مدلی استخراج شد که این مدل با 2/1 RMSE= میلی زیمنس بر سانتی متر و 8/0 =2R اعتبارسنجی شد، سپس مدل به دست آمده بر روی تصویر ماهواره ای به صورت پیکسل به پیکسل اجرا و صحت کلی 75درصد و ضریب کاپای 65درصد تعیین شد که نشان می دهد داده های هایپریون پتانسیل قابل قبولی را برای پیش بینی مقادیر شوری در منطقه مطالعه شده دارند.
    کلیدواژگان: اسپکترورادیومتر، تصویر هایپریون، پاسخ طیفی، شاخص شوری خاک
  • رحیم مطلبی فرد، نصرت الله نجفی، شاهین اوستان، محمدرضا نیشابوری، مصطفی ولیزاده صفحات 75-86
    برای بررسی تاثیر سطوح رطوبت خاک، روی (Zn) و فسفر (P) بر ویژگی های رشد سیب زمینی(Solanum tuberosum L.) رقم آگریا، آزمایشی به صورت فاکتوریل با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی و با سه فاکتور کود Zn در سه سطح (0، 10 و 20 میلی گرم Zn بر کیلوگرم خاک از منبع سولفات روی)، کود P در سه سطح (0، 30 و 60 میلی گرم P بر کیلوگرم خاک از منبع مونوکلسیم فسفات) و رطوبت خاک در سه سطح (FC9/0 تا FC، FC7/0 تا FC8/0 و FC5/0 تا FC6/0) در شرایط گلخانه ای و یک خاک لومی رسی آهکی و با سه تکرار اجرا شد. ویژگی های تعداد ساقه و برگ، طول ساقه و برگ، شاخص کلروفیل، مقاومت روزنه ای، مقدار نسبی آب برگ و وزن خشک بخش هوایی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش شدت تنش کمبود آب ارتفاع ساقه، طول برگ، هدایت روزنه ای، وزن خشک بخش هوایی، مقدار نسبی آب برگ و شاخص کلروفیل برگ ها به طور معنا داری کاهش یافت (01/0>p). با مصرف P تعداد برگ، طول ساقه، طول برگ، هدایت روزنه ای و وزن خشک بخش هوایی به طور معنا داری افزایش یافت. مصرف کود Zn سبب افزایش معنادار طول ساقه، طول برگ، شاخص کلروفیل، هدایت روزنه ای و وزن خشک بخش هوایی شد (01/0>p). اثر متقابل رطوبت خاک×P و رطوبت خاک×Zn بر هدایت روزنه ای و شاخص کلروفیل و اثر متقابل سه جانبه آن ها بر شاخص کلروفیل، هدایت روزنه ای و وزن خشک بخش هوایی معنادار شد (05/0>p). اثرهای متقابل دو جانبه Zn، P و رطوبت خاک از نظر ویژگی های بررسی شده عمدتا سینرژیستی بود. به طور کلی، برای رشد مطلوب سیب زمینی در خاک های مشابه، در شرایط آبیاری کامل مصرف 20 میلی گرم Zn و 30 میلی گرم P بر کیلوگرم خاک و در شرایط تنش کمبود آب مصرف 20 میلی گرم Zn و 60 میلی گرم P بر کیلوگرم خاک می تواند توصیه شود.
    کلیدواژگان: سیب زمینی، رطوبت خاک، روی، فسفر، ویژگی های رشد
  • علی واعظی، سعیده اکبری، محمدحسین محمدی صفحات 87-94
    فرایندهای فرسایش بارانی در کنار ویژگی های باران تحت تاثیر مقاومت خاکدانه ها نیز قرار می گیرند. این پژوهش به منظور بررسی حساسیت خاکدانه ها در خاک های با بافت مختلف به فرایندهای فرسایش بارانی انجام گرفت. آزمایش در 30 نمونه خاک با چهار گروه بافتی و با تکرار های متفاوت انجام شد. برای این منظور 90 جعبه محتوی خاکدانه های 6 تا 8 میلی متر تهیه و به مدت 30 دقیقه زیر دستگاه شبیه ساز باران قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تفاوتی معنا دار بین بافت های مختلف از نظر میزان تخریب خاکدانه (P<0/001)، تراکم خاک (P<0/001) و پاشمان ذرات (P<0/01) وجود دارد. بیشترین تخریب خاکدانه در خاک های شن لومی و بیشترین تراکم خاک و پاشمان در خاک های لوم رسی مشاهده شد. تخریب خاکدانه تحت تاثیر منفی درصد ذرات سیلت (0/01 -0/63، P<= r) و رس (0/01 -0/70، P<= r) قرار گرفت. با وجود این، تراکم خاک و پاشمان به شدت تحت تاثیر درصد ذرات سیلت و رس افزایش یافت. چگونگی تاثیر ذرات شن بر فرایندهای فرسایش بارانی برخلاف ذرات (سیلت و رس) دیگر بود.
    کلیدواژگان: پاشمان ذرات خاک، تخریب خاکدانه، تراکم خاک، فرسایش بارانی
  • مصطفی عبدالله پور، رسول راهنمایی، ملیحه طالبی، فاطمه آقامیر صفحات 95-101
    ذرات کلوئیدی خاک به دلیل داشتن بار سطحی الکتریکی بر بسیاری از واکنش های شیمیایی و فیزیکی خاک اثر می گذارند. با توجه به اهمیت این موضوع، هم از دیدگاه کشاورزی و هم از دیدگاه زیست محیطی، رفتار باری یک نمونه کائولینایت (کائولینایت سمیرم)، که یکی از انواع ذرات کلوئیدی خاک است، مطالعه شد. بدین منظور، بار سطحی کائولینایت در دامنه pH 4 تا 10 و در سه غلظت 005/0، 05/0، و 5/0 مولار الکترولیت کلرید سدیم به روش تیتراسیون پتانسیومتری اندازه گیری شد. ترکیبی از نتایج تیتراسیون جرمی و الکترولیتی نقطه صفر بار الکتریکی کائولینایت را در6/7pH= نشان داد. افزایش pH از مقدار اولیه حدود 4 در ابتدا موجب کاهش بار مثبت و سپس موجب افزایش بار منفی شد. بار خالص سطحی کانی در pH<7/6 مثبت و در pH >7/6 منفی اندازه گیری شد. افزایش قدرت یونی محلول موجب افزایش بار سطحی منفی در pH>PZC و کاهش بار سطحی مثبت در pH
    کلیدواژگان: بار سطحی، تبادل یونی، جذب سطحی، نقطه صفر بار الکتریکی
  • یادداشت تحقیقاتی
  • پریسا سادات آشفته، امید بزرگ حداد صفحات 103-112
    در این پژوهش، روندهای بلندمدت و تغییرات ناگهانی متغیرهای هیدرواقلیمی در دوره مشاهداتی 1971 2000 در حوضه آیدوغموش، به ترتیب با آزمون ناپارامتری من کندال و منحنی تجمعی متغیرهای اقلیمی رواناب بررسی شد. نتایج روندهای کاهشی برای بارندگی و رواناب و روند افزایشی برای دما، توسط آزمون من کندال با سطح اطمینان 99 درصد را نشان می دهند. تغییر گرادیان منحنی تجمعی متغیرهای اقلیمی رواناب، بیانگر این است که رابطه بین متغیرهای اقلیمی رواناب، می تواند متاثر از عامل فعالیت های بشری باشد. با شناسایی نقطه تغییر گرادیان منحنی، دوره مشاهداتی به دو زیردوره، پایه و دوره مرتبط با فعالیت های بشری، تقسیم شد. برای تعیین آثار فعالیت های بشری بر رواناب، مدل هیدرولوژیکی در دوره پایه، واسنجی و صحت سنجی و با معرفی متغیرهای هیدرواقلیمی در دوره فعالیت های بشری به مدل، رواناب تولیدی تعیین شد. نتایج نشان می دهند که نوسانات طبیعی اقلیم و فعالیت های بشری، به ترتیب سهم 79 و 21 درصدی در کاهش رواناب دارند.
    کلیدواژگان: حوضه آبریز، نقطه تغییر گرادیان منحنی، نوسانات طبیعی اقلیم
|
  • Seyed Mohammadali Zomorodian, Mojtaba Aghli Pages 1-10
    A large number of authors have studied to find out how to control scouring around a pier along direct stream. The objective of this research is then to study a scour pattern around such piers on curves rivers due to the fact that there may be a difference between a flow pattern on a direct line and the meander. Thus, this study tries to check whether the use of cable and collar alone and in a combination of cable and collar affects scouring around bridge pier group constructed on rivers meander. In this study two thickness of cable 0.2D and 0.4D and three steps 0.2D, 0.5D and D are used. The results showed that more scouring depth is decrease as a cable diameter increases and the pitch of helix decrease. About pier groups that are in the direction of water flow, scour depth for first pier is more than single pier, that represents increase of reinforcing phenomenon, also scouring depth for middle and back piers due to sheltering phenomenon, is less than single pier. About piers perpendicular to the flow direction, the maximum scour depth is observed in middle pier, also at this case scour depth is reduced by increasing distance between piers. Using collar is more effective than cable for small distances between piers. Also it is found that using a combination of cable and collar results the most reduction in scoring depth.
    Keywords: bridge pier groups, cable, collar, meander, scour
  • Mahsa Jamshidi, Peyman Arasteh, Abas Sotoodehnia Pages 11-17
    Application of outflow water from treatment plants for irrigation as a non-usual water resource is being developed due to the lack of usual water resources in Iran. Activated carbon as a conditioner in water treatment procedures causes undesired changes in hydraulic properties of porous media and soil degradation. In this paper, the effects of activated carbon concentration on hydrodynamic properties of a sand soil were studied through a physical modeling activity. Variation of saturated hydraulic conductivity, bulk density and porosity of the sand was measured for two categorical tests. First, for the flowing of fresh water through a soil-carbon mixture with 1 to 7 mass percent and the other for the mixture of water-carbon with 0.5 to 2 mass percent through the sand. The results showed that the saturated hydraulic conductivity of sand decrease 80 percent due to mixture of 7 percent sand-carbon and reduced from 0.06 cm/s to 0.014 cm/s, porosity was reduced from 0.44 to 0.426 and bulk density was increased from 1.5 to 1.507 g/cm3. Also, reduction of 91.5% and 6% for saturated hydraulic conductivity and porosity, respectively and an increase of 0.71% in bulk density were observed due to flowing water-carbon through the sand column with concentration of 2%.
    Keywords: hydraulic conductivity, hydraulic, physical model
  • Bahram Choubin, Arash Malekian, Farzaneh Sajedi Hosseini, Omid Rahmati Pages 19-28
    Modeling in arid regions to better manage water resources is very important. Groundwater is an important water resource in arid regions. The purpose of this study was to assess the performance of adaptive neuro fuzzy inference (ANFIS) and time series models to predict the water table. In this study, groundwater levels of Shiraz plain for one month ahead were forecasted by using time series models and ANFIS model. In the ANFIS model has been used Gamma and M-test for determine of the optimal input combination and training and testing data length. Performance of different models was compared with the parameters of the error and Taylor diagrams. ANFIS model results showed that this model with membership function of Π-shaped has better performance than the rest of membership functions. Performance comparison of the models indicated very suitable performance of the ARIMA (2, 1, 2) model than ANFIS models with different membership functions.
    Keywords: ANFIS, ARIMA, Gamma test, Taylor diagrams
  • Elham Darvishi, Sallah Koochakzadeh, John Fenton, Abdolhosein Hoorfar Pages 29-35
    The assumptions considered in developing the Saint-Venant equations limit their application in many practical situations. The modified Boussinesq equation was presented to overcome the limitation imposed by Saint-Venant equation due to the presence of non-hydrostatic pressure distribution and steep slope. In this paper a computational model was developed for solving the modified and the traditional Boussinesq equations for unsteady flow condition. Verification of the numerical results was accomplished by compiled discharge experimental data in the range 7 and 30 l/s. The relative errors associated with the results of both equations were calculated. The average relative errors were 4 and 18 percent respectively for the modified Boussineq and the traditional one in predicting discharge. This highlighted the importance of the slope impact on the accuracy of the results. Also, the modified equation is able to produce the stage-dischrge relationship for trapezoidal weir with high accuracy.
    Keywords: Boussinesq, rating curve, Saint, Venant, slope, trapezoidal weir
  • System Mahboubeh Sadat Mollaee, Ali Mahdavi Mazdeh, Alireza Vatankhah Pages 37-45
    In this study, Hydraulic properties of low pressure drip irrigation systems were studied under laboratory conditions and using of the pipes that exist in Iran. Therefore, effect of various heads from 0.45 to 1.8m was evaluated for lateral pipe with outside diameter 32mm and length of 16, 30, 60 and also the lateral pipe with length 16 and outside diameter of 16, 20, 25 and 32mm, on hydraulic characteristics consist of average emitter discharge, variation coefficient, uniformity and loss. Emitters used in this study were micro-tube with length of 0.7m and outside diameter of 3mm that inserted to the lateral at 1m intervals. Results showed low pressure trickle irrigation system supplied necessary discharge in all of the lateral length and diameters to the end of it. Moreover, examine effect of lateral length and diameter on emitter coefficient uniformity indicated that desirable uniformity obtain in the lateral with length of 89m and outside diameter of 16mm and also the least head.
    Keywords: distribution uniformity, low pressure, lateral length, diameter, trickle irrigation
  • Ahmad Doosti, Abbas Sotoodehnia, Abdolhamid Liaghat, Peyman Daneshkar Arasteh Pages 47-54
    Dry drainage could be considered as a natural system which evaporates water from fallow areas to control water table depth and soil salinity in neighboring cropped area. The technique requires the retirement of part of the irrigated land. One of the most notable design criteria for this system is to estimate the ratio of cropped to fallow Strip width. A Plexiglas physical model with the dimensions of 60 cm length, 20 cm width and 50 cm height designed and built. The model was divided into two equal parts in which the first half was regularly irrigated while the other left fallow during the test. A précised scale was used to measure the evaporation. The minimum evaporation rate was 2.7 mm per day when the soil was mainly covered with salt crusts. As this measured value is close to the common drainage coefficient in most parts, hence with a low risk, the ratio of 50% fallow area to 50% cropping was recommended. It seems however, that with a good management and salt scraping one can expect a higher ratio of cropped to non-cropped ratio.
    Keywords: controlling soil salinization, dry drainage, evaporation from fallow areas
  • Mohammadjavad Rousta, Rouhollah Taghizadeh, Mehrjardi, Fereydoun Sarmadian, Mohammadhasan Rahimian Pages 55-65
    Up to now, different methods have been applied to calibrate electromagnetic induction data. Therefore, at present research, we applied multi-linear regression (MLR) and artificial intelligence techniques (i.e. ANFIS, GA, ANNs) to calibrate the apparent electrical conductivity (ECa)- measured using an electromagnetic induction instrument and electrical conductivity (ECe)- measured in saturation paste. 600 soil samples collected from Ardakan in central Iran and divided into two subsets for calibration (80%) and testing (20%) of the models. To evaluate models, some evaluation parameters such as root mean square, average error and coefficient of determination were used. Results showed that the ANFIS model gives better estimation than the other techniques whereas this model increased accuracy of predictions about 9, 9, 5 and 2% for EC15, EC30, EC60, and EC100, respectability. Higher performance of ANFIS to predict soil salinity might be because of uncertainty. After ANFIS model, GA and ANN had better accuracy than multivariate regression. As a whole, results indicated that artificial intelligence methods had higher performance than regression technique to calibrate electromagnetic induction data.
    Keywords: apparent electrical conductivity, modeling, soil salinity
  • Mina Imani, Hosseinali Bahrami, Reza Sokouti, Fazeze Ghorbannezhad Pages 67-74
    Salinization and alkalization are the most problem in the arid and semi-arid regions, where precipitation is low than evapotranspiration. Under such a climatic condition, soluble salts are accumulated in the soil, which cause lessening of the soil productivity and fertility. So, the identification of the salt affected areas is essential for sustainable soil management. The specific objective of this research is mapping of saline soils by the Hyperion EO-1 satellite images in the Uremia Plain. In this study, spectra responses of the 40 saline soil samples were conducted by the Spectroradiometer Fieldspace 3 and Hyperion image in order to mapping of the soil salinity was acquired from the United State geological survey (USGS) archives. Results indicated a significant correlation (R2= 0.89) between Soil saline Content (SSC) and reflectance percent at the 42 and 219 bands. A soil salinity spectral index (SSI) was constructed from Continuum Removed Reflectance (CR-Reflectance) at 0.762 and 2.345 micrometers. Then, a model for estimation of SSC with SSI was constructed using univariate regression. Model validation yielded a Root Mean Square Error (RMSE) of 1.23 ms/cm and an R2= 0.8. The model was calibrated with a Hyperion reflectance image, on a pixel-by-pixel basis, and reasonable agreements with overall accuracy of 75% and Kappa Coefficient of 0.65. The findings of this project suggest that the satellite hyperspectral data have potential for predicting SSC in this study area.
    Keywords: Hyperion image, soil salinity index, spectra response, spectroradiometr
  • Ali Reza Vaezi, Saeedeh Akbari, Mohammad Hosein Mohammadi Pages 87-94
    Rainfall erosion processes a long with the rainfall characteristics can be affected by soil properties. The study was conducted to investigate the susceptibility of the aggregates in different soil textures to the rainfall erosion processes. The experiment was done on thirty soil samples recognized in four soil textures with different replications as the completely randomized design. Ninety boxes were filled with aggregates (6-8 mm) and were exposed to the simulated rainfall for 30 minutes. Results indicated that there were significant differences among different soil textures in the aggregate breakdown (P< 0.001), soil compaction (P< 0.001), and soil particles splash (P< 0.01). The highest aggregate breakdown was observed in sandy loam soils, whereas the highest soil compaction and soil particles splash occurred in clay loam soils. The aggregate breakdown was significantly affected by silt particles (r= -0.63, P<0.01) and clay particles (r= -0.70, P<0.01). Nevertheless, the soil compaction and particles splash were significantly increased by silt and clay particles. Sand contrary to other soil particles (silt and clay) had different effect on the rainfall erosion processes.
    Keywords: aggregate breakdown, rainfall erosion, soil compaction, soil particles splash
  • Mostafa Abdolahpour, Rasoul Rahnemaie, Malihe Talebi, Atouei, Fateme Aghamir Pages 95-101
    Soil colloid particles influence soil chemical and physical properties by their surface electrical charge. With respect to the importance of this issue from both agricultural and environmental points of view, charging behavior of a kaolinite sample was studied in the pH range of 4 to 10 and at three background electrolyte concentrations, including 0.005, 0.05, 0.5 M NaCl, by potentiometric titration. Using a combination of mass and electrolyte titrations, kaolinite point of zero charge (PZC) was determined to be at pH=7.6. Increase in pH from the initial value of 4 caused at first a gradual decrease in positive surface charge and then a gradual increase in negative surface charge, indicating a net positive surface charge at pHPZC. Increase in ionic strength reduced positive surface charge at pHPZC. The adverse effect of ionic strength on the surface charge at pH Keywords: adsorption, ion, exchange, point of zero charge, surface charge
  • Parisa, Sadat Ashofteh, Omid Bozorg Haddad Pages 103-112
    In this study, long-term trends and abrupt changes of hydro-climatic variables was investigated in the observed period 1971-2000 for Aidoghmoush basin using Mann-Kendall nonparametric test and cumulative curve of climatic variables-runoff, respectively. Results show decrease trends for rainfall and runoff and increase trend for temperature by the Mann-Kendall test with a confidence level of 99%. Change of cumulative curve gradient of climatic variability-runoff indicates that the relationship between climatic variables-runoff could be affected by the human activities. With identification of curve gradient change point, observed period was divided to two sub-periods: base line period and period associated with human activities. To determine the effects of human activities on runoff, hydrological model was calibrated and verified in baseline period and by introducing hydro-climatic in period associated with human activities to model, runoff was produced. The results show that contribution of climatic variability and human activities in runoff decrease is 79 and 21%, respectively.
    Keywords: basin, change point of curve gradient, natural climatic variability