فهرست مطالب

نشریه آب و خاک
سال بیست و هشتم شماره 3 (پیاپی 35، امرداد و شهریور 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/07/05
  • تعداد عناوین: 19
|
  • نویده نجف پور، محمد شایان نژاد، حسین صمدی صفحات 451-461
    از مهمترین ویژگی ها یا کمیت های مورد نیاز در بررسی ها و تحلیل های یک سد خاکی، اندازه گیری فشار آب منفذی، میزان نشت و زه خروجی از بدنه و پی آن است که اندازه گیری این کمیت ها از همان شروع ساخت سدآغاز می گردد. به دلیل کمبود مطالعات قبلی برای سد های خاکی همگن با زهکش پنجه و با استفاده از مدل فیزیکی، در این تحقیق مدلی فیزیکی از یک سد خاکی همگن در فلوم آزمایشگاهی با هدف بررسی و تعیین زاویه بهینه و شاخصی بی بعد در طراحی زهکش پنجه ای، اجرا گردید سپس میزان فشار منفذی با پیزومترهای نصب شده در بدنه ی فلوم و مقدار دبی نشت به صورت حجمی اندازه گیری شد. در آخر فشار و دبی های اندازه گیری شده در آزمایشگاه با نتایج نرم افزارPLAXIS با استفاده از نرم افزار آماری SAS در سطح اعتماد 95 درصد برازش و زوایای 45 و 60 درجه و شاخص بی بعد 0/35= p/h به عنوان معیار های بهینه برای طراحی زهکش پنجه ای تعیین گردید.
    کلیدواژگان: شاخص بی بعد p، h، پیزومتر، فلوم آزمایشگاهی، فشار منفذی، دبی نشت
  • مهدی مهاجرپور، امین علیزاده، محمد موسوی بایگی صفحات 462-470
    برگاب از جمله پارامترهای مهم و تاثیرگذار بر میزان تبخیر-تعرق و نیز روابط هیدرولوژیک می باشد، که در بسیاری از موارد از آن صرف نظر می شود. به منظور بررسی چگونگی اثر گذاری دو پارامتر شاخص سطح برگ و ضریب استهلاک نور بر میزان برگاب در این بررسی دو گیاه گندم و سویا تحت شرایط یکسان با آبیاری بارانی در لایسیمترهای تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در بهار و تابستان 1391 کشت گردید و مقدار برگاب از روش بیلان آبی اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده حاکی از رابطه ی میان میزان برگاب و شاخص سطح برگ و ضریب استهلاک نور بود، به نحوی که با افزایش شاخص سطح برگ، برگاب به طور معنی داری افزایش یافت (با شیب 0/15) و بیشترین مقدار آن در سویا به مقدار 1/2 سانتی متر در شاخص سطح برگ 6/19 و برای گندم حداکثر به 1/1 سانتی متر در شاخص سطح برگ 4/58 بدست آمد. همچنین با کاهش ضریب استهلاک نور، برگاب با شیب 1/023 کاهش یافت. نتایج نشان داد که در سطوح برگ یکسان (3/2) مقادیر برگاب گیاه گندم بیشتر از سویا بود، این مقدار برای گندم و سویا به ترتیب 0/74 و 0/50 سانتیمتر اندازه گیری شد. در حالی که در ضریب استهلاک نور یکسان مقدار برگاب در هر دو گیاه برابر بود.
    کلیدواژگان: برگاب، شاخص سطح برگ، ضریب استهلاک نور
  • بیژن قهرمان، کامران داوری صفحات 471-480
    به علت کمبود آمار و اطلاعات همیشه امکان استفاده از تحلیل فراوانی مکانی جهت تخمین چندک های سیلاب وجود ندارد. از آن جاکه استفاده از یک روش واحد برای ناحیه ای کردن معمولا نتایج قابل قبولی را به دست نمی دهد، لذا معمولا چندین روش منطقه ای به طور توام مورد استفاده قرار می گیرد. در این مطالعه سه الگوریتم خوشه ایهیبرید که هر یک به طور جداگانه فرایند خوشه ایکردن را برای تعیین نواحی مشابه به کار می برند، مورد بررسی قرار گرفت. از الگوریتم های خوشه ایسلسله مراتبی متراکمی از روش های پیوند تکی، پیوند کامل و وارد، و از الگوریتم خوشه-ای تفکیکی، از الگوریتم K- میانگین استفاده شد. تاثیر تحلیل خوشه ایهیبرید در ناحیه ای کردن با استفاده از آمار روزآمد شده ی 68 حوضه ی آبریز استان های خراسان مورد بررسی قرار گرفت. از چهار شاخص آزمون خوشه ایشامل ضریب کوفنتیک، متوسط عرض سیلهوت، نمایه های دان و دیویس- بولدین جهت تعیین تعداد بهینه ی خوشه ها استفاده گردید. نتایج نشان داد که روش های پیوند تکی و کامل برپایه ی نمایه های اعتبارسنجی ضریب کوفنتیک و متوسط عرض سیلهوت بهتر بودند ولی منجر به تشکیل خوشه هایی نامتجانس (یک خوشه ی بزرگ و تعدادی خوشه ی بسیار کوچک) گردید که در تحلیل فراوانی سیلاب مناسب نمی باشد. گرچه تحلیل خوشه ایهیبرید در حداقل سازی تلاش لازم جهت نیل به نواحی همگن موثر بود ولی درجه ی موثر بودن به تعداد خوشه ها بستگی داشت. معیارهای ناهمگنی هاسکینگ منفی بود که بیانگر همبستگی سیلاب در ایستگاه ها بود. نهایتا هیبرید الگوریتم وارد و K- میانگین برای استفاده در ناحیه ای کردن پیشنهاد گردید. چهار ناحیه همگن تشخیص داده شد.
    کلیدواژگان: تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب، خراسان، خوشه بندی، گشتاورهای خطی، ناحیه بندی، هیبرید
  • وحید رضاوردی نژاد، محمد همتی، حجت احمدی، علی شهیدی، بهنام آبابایی صفحات 481-491
    در این مطالعه مدل اگروهیدرولوژیکی فائو به منظور پیش بینی عملکرد محصول، بیلان آب و املاح خاک، با استفاده از داده های میدانی محصول گندم زمستانه، تحت تنش های آبی و شوری بررسی و ارزیابی گردید. برای این منظور آزمایش های مزرعه ای با سه سطح شوری آب آبیاری شامل: S1، S2 و S3، به ترتیب 1/4، 4/5 و 9/6 دسی زیمنس بر متر و چهار سطح عمق آبیاری شامل: I1، I2، I3 و I4، به ترتیب 50، 75، 100 و 125 درصد نیاز آبی گیاه، بر روی دو رقم گندم شامل روشن و قدس، با سه تکرار، در مزرعه آزمایشی دانشگاه بیرجند، طی سال 85-1384 انجام گردید. بر اساس نتایج، متوسط خطای نسبی مدل در پیش بینی عملکرد دانه برای ارقام روشن و قدس، به ترتیب 9/2 و 26/1 درصد به دست آمد. بیشترین خطای مدل در پیش بینی عملکرد دانه، در هر دو رقم قدس و روشن، برای تیمارهای S1I1، S2I1 و S3I1 به دست آمد. خطای نسبی پیش-بینی عملکرد رقم روشن، برای تیمارهای S1I1، S2I1 و S3I1 به ترتیب 20، 28/1 و 26/6درصد و رقم قدس به ترتیب 61، 94/5و 99/9 درصد به دست آمد که نشان دهنده خطای بیش برآورد قابل ملاحظه مدل، تحت تنش شدید کم آبی می باشد. متوسط خطای نسبی مدل در پیش بینی مقدار تخلیه آب خاک، برای 12 تیمار مختلف برابر 7/1 درصد و در پیش بینی شوری عصاره اشباع خاک برابر 5/8 درصد به دست آمد که نشان دهنده تخمین نسبتا دقیق مدل در پیش بینی مقدار رطوبت و شوری خاک می باشد.
    کلیدواژگان: تبخیر تعرق، تنش شوری، تنش آبی، مدل شبیه سازی
  • حبیب اکبری الاشتی، امید بزرگ حداد صفحات 492-502
    با توجه به نقش بارز سدها در کنترل و بهره برداری از آب های سطحی، اهمیت استخراج قواعده بهره برداری مناسب در جهت بهره برداری بهینه و پایدار نمایان می گردد. در تحقیق حاضر، با استفاده از روش های بهره برداری برنامه ریزی غیرخطی (NLP)، الگوریتم ژنتیک (GA)، برنامه ریزی ژنتیک (GP) و GP با موقعیت ثابت ژن (FLGGP) در بهره برداری به هنگام و در دو رویکرد استخراج قواعد بهره برداری ایستا و پویا با هدف تامین برق آبی سامانه تک مخزنه کارون3 پرداخته شده است. در رویکرد استخراج قاعده بهره برداری ایستا، برای تمامی ماه های سال در دوره های مختلف بهره بردرای تنها یک منحنی فرمان برای کلیه ماه ها استخراج می شود. در حالی که در رویکرد استخراج قاعده بهره برداری پویا برای هریک از ماه های سال (12 ماه) منحنی فرمان های مختص به همان ماه استخراج می شود. همچنین از قاعده بهره برداری غیرخطی (NLDR) در استخراج منحنی فرمان استفاده شده و تابع کل کمبود نسبی به عنوان تابع هدف برای ارزیابی عملکرد هریک از روش ها و رویکردها مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاکی از کارآیی مناسب روش های GP و FLGGP در استخراج قاعده بهره برداری در هر دو رویکرد مورد بحث می باشد و برتری این دو روش نسبت به روش های بهره برداری NLP و GA به طور متوسط 5 درصد می باشد. همچنین با توجه به نتایج می توان اظهار داشت که در مسائلی که به علت محدودیت های روش GP نمی توان از این روش استفاده نمود، روش FLGGP جایگزین مناسبی برای روش GP به شمار می رود. در مقایسه دو رویکرد استخراج قواعد بهره برداری ایستا و پویا، نتایج حاکی از برتری 10 درصد رویکرد استخراج قاعده بهره برداری پویا نسبت به رویکرد قاعده بهره برداری ایستا بوده است و این رویکرد از توانایی های بیشتری در بهره برداری به هنگام از سامانه مخازن برخوردار می باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، برنامه ریزی ژنتیک با موقعیت ثابت ژن، برنامه ریزی غیرخطی
  • یوسف رمضانی، مهدی قمشی، حسین خزیمه نژاد صفحات 503-512
    شکست پل ناشی از آبشستگی در تکیه گاه اهمیت مطالعه در مورد پیش بینی آبشستگی و راه های کاهش آن را روشن می سازد. اکثر تکیه گاه پل ها در دشت سیلابی قرار گرفته اند. یکی از موارد متداول در دشت سیلابی وجود پوشش گیاهی می باشد. هدف این تحقیق بررسی تاثیر پوشش گیاهی دشت سیلابی بر آبشستگی تکیه گاه پل با دیواره عمودی در مقطع مرکب می باشد. نتایج نشان می دهد، در یک طول تکیه گاه و عمق آب ثابت، با افزایش تراکم پوشش گیاهی، عمق آبشستگی کاهش یافته که این کاهش عمق، دارای یک نرخ افزایشی است. در تراکم و طول تکیه گاه ثابت، با افزایش عمق آب در دشت سیلابی، به تدریج از میزان اثر پوشش گیاهی در کاهش عمق آبشستگی کاسته شد. در طول تکیه گاه 26 سانتی متر و تراکم s=8، در عمق 4/8 سانتی متری دشت سیلابی 40 درصد کاهش در عمق آبشستگی مشاهده شد که با افزایش عمق آب به 11/8 سانتی متر این میزان به 22 درصد کاهش یافت. همچنین پوشش گیاهی تاثیر بسزایی در کاهش ابعاد حفره آبشستگی و تغییرات توپوگرافی پایین دست دارد.
    کلیدواژگان: تکیه گاه پل، حفره آبشستگی، آب زلال، پوشش گیاهی، سرعت سنج الکترومغناطیس
  • رضا لاله زاری، فریده انصاری سامانی، سعید برومندنسب صفحات 513-522
    روش های ارزیابی برای طراحی و مدیریت موثر سامانه های آبیاری توسعه یافته اند. آبیاری جویچه ای یکی از روش های اصلی کاربرد آب در مزرعه است. در تحقیق حاضر روشی جدید برای ارزیابی میدانی توزیع آب در آبیاری جویچه ای ارائه شده است. بدین منظور راندمان کاربرد (Ea)، راندمان نیاز آبی (Er)، نفوذ عمقی (DP) و نسبت رواناب انتهایی (TWR) بر اساس مقادیر میانگین بدون بعد عمق نفوذ یافته استخراج شده است. روابط میان ضریب یکنواختی (CU) و یکنواختی توزیع (DU) توسط مدت زمان نفوذ در هر چارک از طول مزرعه و استفاده از معادله خطی بجای تابع نفوذ تشریح می گردد. روش پیشنهادی با سایر روش های موجود توسط 9 سناریو از داده های مزرعه ای با دبی ها و طول های مختلف مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد شاخص های ارزیابی آبیاری جویچه ای با استفاده از پارامترهای بدون بعد زمان و ضرایب جدید معادله خطی نفوذ قابل محاسبه است. همچنین اختلاف معنی داری بین مقادیر شاخص های پیشنهاد شده و پارامترهای کارایی موجود مشاهده نگردید.
    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، راندمان کاربرد، یکنواختی، توزیع
  • احمدعلی کیخا، مهدیه مسنن مظفری، محمود صبوحی، غلامرضا سلطانی صفحات 523-533
    مدل سازی جریان رودخانه در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با این وجود، ایجاد داده هایی که بتواند شباهت زیادی با داده های حقیقی داشته باشد، به دلیل اندک بودن داده های جریان رودخانه و وابستگی و همبستگی ماهانه و سالانه آنها، کاری مشکل و پیچیده است. در این مطالعه از آمار 50 ساله و دو روش خودرگرسیون میانگین متحرک فصلی و کاپیولاهای فرانک و کلیتون که به ترتیب روش های پیش بینی و شبیه سازی در مدل سازی جریان رودخانه هستند، برای ایجاد داده-های جریان رودخانه هیرمند استفاده شد. نتایج نشان داد، داده های بازسازی شده در روش خودرگرسیون میانگین متحرک مقادیر کم جریان رودخانه را به خوبی پیش بینی می کنند، ولی از همبستگی داده های تاریخی برخوردار نبوده و حداکثر جریان رودخانه را کمتر از حد واقعی نشان می دهند. از طرف دیگر، کاپیولا همبستگی داده های جریان رودخانه را حفظ کرده و مقادیری مشابه داده های واقعی ایجاد می کند. لذا، پیشنهاد می شود از روش کاپیولا برای مدل سازی داده های تصادفی جریان رودخانه هیرمند استفاده شود. به علاوه استفاده از این روش برای شبیه سازی جریان سایر رودخانه ها توصیه می شود. همچنین کاربرد انواع روش های کاپیولا برای مدل سازی جریان رودخانه می تواند موضوع تحقیقات آتی باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، پیش بینی، کاپیولا، همبستگی، خودرگرسیون میانگین متحرک فصلی
  • سجاد عبداللهی اسدآبادی، یعقوب دین پژوه، رسول میرعباسی صفحات 534-545
    پیش بینی دبی رودخانه ها یکی از موارد کلیدی در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب می باشد. در این مطالعه از دو روش مبتنی بر آنالیز موجک و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) به منظور پیش بینی دبی جریان رودخانه بهشت آباد استفاده شد. بدین منظور، داده های دبی متوسط روزانه رودخانه مذکور و اطلاعات بارش روزانه مربوط به 17 ایستگاه هواشناسی در طول دوره آماری 2008-1999 استفاده گردید. در روش اول موسوم به روش موجک متقاطع (CW)، از موجک مختلط مورلت به عنوان تابع آنالیزگر استفاده شد. تجزیه موجک برای هر یک از سری های زمانی مجموع بارش روزانه و دبی متوسط روزانه جریان بصورت جداگانه انجام گرفت. فاز اولیه و اختلاف فاز زیر سری های حاصل از تجزیه موجک و ثابت های واسنجی محاسبه گردید. سپس بازسازی سری های ساختاری انجام و میانگین مولفه های ساختاری بازسازی شده محاسبه شد. مدل دبی جریان به ازای افق های پیش بینی 1 روز، 2 روز، 3 روز و 7 روز جلوتر بسط داده شد. در روش دوم موسوم به روش تلفیقی موجک و شبکه عصبی (WNN)، ابتدا با استفاده از موجک گسسته میر، پردازش اولیه بر روی ماتریس ورودی اولیه انجام گرفت. سپس با نرمالسازی درایه های ماتریس ورودی اولیه، ماتریس ورودی ثانویه تشکیل گردد. ماتریس ورودی ثانویه و ماتریس هدف به یک شبکه سه لایه پیشخور با الگوریتم پس انتشار (FFBP) اعمال شدند. آموزش شبکه با استفاده از تابع آموزش لونبرگ مارکوارت (LM) انجام گرفت. نهایتا، پیش بینی جریان به ازای افق های زمانی کوتاه مدت انجام شد. نتایج نشان داد پیش بینی های مدل WNN در مقایسه با مدل های CWو ANN از دقت بالاتری برخوردار می باشد.
    کلیدواژگان: پیش بینی، دبی جریان رودخانه، موجک متقاطع، شبکه عصبی مصنوعی
  • رسول قبادیان صفحات 546-555
    به منظور طراحی و ارزیابی سیستم های زهکشی لازم است جریان آب به طرف زهکش ها، تغییرات تراز سطح ایستابی و تخلیه زهکش ها مدل شوند. پیشرفت های اخیر در روش های عددی و کامپیوتری این امکان را فراهم نموده که بتوان معادلات دیفرانسیل غیر خطی حاکم بر جریان آب در خاک اشباع -غیر اشباع را حل نمود. از اینرو در این تحقیق مدلی کامپیوتری تهیه شده است که در آن معادله دوبعدی جریان غیر ماندگار در خاک اشباع- غیر اشباع به روش حجم کنترل و روش گسسته سازی کرنک- نیکلسون حل شد. ارتباط هدایت هیدرولیکی غیر اشباع و هد فشار با استفاده از رابطه ون گنوختن انجام شد. پس از صحت سنجی دقیق مدل نوسانات سطح ایستابی بین دو زهکش به فاصله 20 متر و عمق نصب 120 سانتیمتری شبیه سازی شد. نتایج نشان داد برای شرایط تخلیه(بدون آبیاری و بارندگی)، دبی زهکشی و سطح ایستابی در ابتدا به شدت و سپس به آرامی افت پیدا می کند. در حالت تغذیه عکس این امر به وقوع می پیوندد. دبی خروجی از زهکش بلافاصله بعد از تغذیه از سطح زمین افزایش نمی یابد بلکه با تاخیر رخ می دهد. مدت زمان تاخیر در محدوده مورد مطالعه این تحقیق 125/3 روز محاسبه شد.
    کلیدواژگان: رابطه ریچاردز، شبیه سازی عددی، روش حجم محدود، دبی زهکشی
  • سلیمه راحمی، رضا خراسانی، اکرم حلاج نیا صفحات 556-564
    با توجه به فراهمی کم آهن در خاک های آهکی و تفاوت گونه های گیاهی در جذب آهن خاک، شناسایی و مطالعه گونه های گیاهی با کارایی زیاد آهن در جهت کاهش مصرف کودهای شیمیایی ضروری است. به منظور بررسی کارایی جذب آهن در رقم های مختلف گندم، یک آزمایش گلخانه ای در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با آرایش فاکتوریل، در 3 تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل 3 رقم گندم (پارسی، پیشتاز و فلات) و 3 سطح آهن (صفر، 2 و 6 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) بودند. نتایج نشان داد که مصرف آهن تاثیر معنی داری بر وزن خشک بخش هوایی و جذب آهن در دو رقم پارسی و پیشتاز نداشت ولی در رقم فلات وزن خشک بخش هوایی افزایش پیدا کرد. بررسی اینفلاکس آهن و نسبت ریشه به بخش هوایی که دو عامل مهم بر کارایی جذب هستند نشان داد که در رقم پیشتاز و پارسی اینفلاکس بیش تر از رقم فلات بود. در رقم پارسی علاوه بر اینفلاکس طول ریشه نیز افزایش پیدا کرد. در رقم فلات با افزایش آهن، جذب، عملکرد رویشی نسبی، اینفلاکس و نسبت ریشه به بخش هوایی افزایش یافت. بنابراین در مقایسه با دو رقم دیگر، فلات را به عنوان رقم کارا نمی توان در نظر گرفت. احتمالا عدم پاسخ به کود در دو رقم پارسی و پیشتاز، نشان دهنده فعال بودن مکانیسم های خاص دیگر (مثل اثر تراوشات ریشه، سیدروفورها و...) در جذب آهن در سطوح کم این عنصر در خاک می باشد. به عبارت دیگر رقم پیشتاز و پارسی نسبت به رقم فلات کاراتر بودند.
    کلیدواژگان: اینفلاکس، آهن، کود، گیاهان کارا، رقم گندم
  • حجت امامی، علیرضا آستارایی، امیر فتوت صفحات 565-574
    کیفیت خاک اهمیت زیادی در ارزیابی وضعیت حاصلخیزی و فیزیکی خاک دارد و در تعیین آن باید ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک لحاظ شود. این پژوهش جهت بررسی تاثیر مواد آلی بر مقادیر کمی کیفیت خاک انجام شد. بدین منظور سه سطح (15، 30 و 60 تن در هکتار) از ترکیبات مختلف ماده آلی شامل کمپوست زباله شهری، لجن فاضلاب، کود گاوی، کاه و کلش گندم به همراه تیمار شاهد در سه تکرار به خاک لومی اضافه شدند و به مدت شش ماه در 70 درصد رطوبت ظرفیت زارعی در گلخانه نگهداری شدند. سپس کیفیت خاک با استفاده از 14 شاخص فیزیکی و شیمیایی و بر اساس تابع نمره دهی غیرخطی تعیین شد. نتایج نشان داد که نمره تیمار شاهد 52/7بود و کیفیت خاک در کلاس 4 یعنی پایین قرار داشت. افزودن مواد آلی مختلف، سبب بهبود کیفیت خاک شد و کلاس کیفیت خاک بین یک یا دو درجه ارتقاء یافت. در بین تیمارهای مورد بررسی بیشترین میزان در بهبود کیفیت خاک در نتیجه افزودن 60 تن در هکتار لجن فاضلاب و سطوح 30 و 60 تن در هکتار کمپوست به دست آمد. افزودن سایر تیمارهای مواد آلی نیز باعث افزایش مقادیر کمی کیفیت خاک نسبت به شاهد و ارتقاء کلاس کیفیت خاک به میزان یک درجه شد. در بین شاخصهای مورد بررسی، عناصر آهن، منگنز، روی، تخلخل تهویه ای و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها از مهمترین عوامل تضعیف کننده کیفیت خاک در تیمار شاهد بودند، که افزودن کمپوست و لجن فاضلاب سبب افزایش نمره آنها شد.
    کلیدواژگان: کاه و کلش گندم، کمپوست، کود گاوی، کیفیت خاک، لجن فاضلاب
  • شهربانو جورکش، محمدحسن صالحی، عیسی اسفندیارپور بروجنی صفحات 575-576
    خاک، یکی از اجزای مهم محیط زیست می باشد که به صورت طبیعی یا در اثر فعالیت های انسانی دچار آلودگی می شود. یکی از مهم ترین آلاینده های خاک، فلزات سنگین می باشند. از طریق آنالیز شیمیایی نمونه های خاک می توان میزان آلودگی را تعیین کرد ولی این تحقیقات پر هزینه و زمان بر است، به همین دلیل، برای ارزیابی سریع منطقه از ویژگی های دیگری مانند پذیرفتاری مغناطیسی استفاده می گردد که بسیار آسان تر اندازه گیری می شوند. هدف از این تحقیق، بررسی پراکنش مکانی عناصر کادمیم، سرب، نیکل و مس در سه سری خاک اصفهان، خمینی شهر و زاینده رود در منطقه لنجانات استان اصفهان و نیز امکان تخمین این عناصر با استفاده از تعیین پذیرفتاری مغناطیسی بوده است. غلظت کل عناصر کادمیم، سرب، نیکل و مس در نمونه های خاک اندازه گیری گردید و مقدار پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها نیز تعیین شد. روابط آماری نشان داد تخمین عناصر از طریق پذیرفتاری مغناطیسی در نمونه های هیچکدام از سری های خاک از دقت قابل قبولی برخوردار نیست، در صورتی که تجزیه و تحلیل های زمین آماری و نقشه های پیوسته نشان داد پراکنش مکانی فلزات سنگین و پذیرفتاری مغناطیسی در این خاک ها از شباهت بالایی برخوردار هستند. بنابراین، می توان گفت پذیرفتاری مغناطیسی تنها می تواند شاخص خوبی برای بررسی روند آلودگی فلزات سنگین در خاک های مورد مطالعه باشد.
    کلیدواژگان: آلاینده های خاک، فلزات سنگین، پذیرفتاری مغناطیسی، پراکنش مکانی
  • مریم حاج هاشم خانی، مهدی قبادی نیا، سید حسن طباطبایی، علیرضا حسین پور، سعدالله هوشمند گوچی صفحات 587-596
    با توجه به کمبود منابع آب، امروزه از پساب ها به عنوان یکی از منابع آبیاری استفاده می شود. در این راستا استفاده از جاذب ها از جمله زئولیت ها برای بهبود ویژگی های پساب توصیه شده است. نتایج نشان داده که زئولیت طبیعی هرچند باعث کاهش غلظت آلودگی خروجی می گردد اما نفوذپذیری خاک را به شدت کاهش می دهد که می تواند اثرات نامطلوبی روی خاک گذارد. این پژوهش در سال 1391 در دانشگاه شهرکرد در 27 ستون PVC به منظور بررسی اثر ذرات میکروزئولیت اصلاح شده روی نفوذپذیری و کیفیت زه آب خروجی انجام شد. آزمایش ها شامل دو فاکتور نوع میکروزئولیت(طبیعی و اصلاح شده) و روش کاربرد میکروزئولیت(مخلوط و لایه ای) با سه تکرار و در مجموع 9 تیمار بود. تزریق پساب به داخل خاک به طریق غرقابی و 15 مرتبه با تناوب هفتگی تکرار شد. حجم پساب به کار برده شده در هر مرتبه آبیاری برابر nv می باشد. در تناوب های تزریق 1، 3، 5، 7، 11 و 15 نفوذ به روش بار افتان اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که به ترتیب تیمارهای اصلاح شده شامل مخلوط، لایه ای در وسط و لایه ای در سطح بیشترین سرعت نفوذ و تیمارهای همراه با زئولیت طبیعی شامل مخلوط، لایه ای در وسط و لایه ای در سطح دارای کمترین سرعت نفوذ بودند. همچنین نمونه های اصلاح شده 111 درصد نسبت به تیمارهای طبیعی مقدار کلسیم زه آب خروجی را کاهش داده و در نتیجه باعث شدند که تیمارهای اصلاح شده 45% نسبت به تیمار شاهد و 132% نسبت به تیمارهای اصلاح نشده میزان SAR را کاهش دهند.
    کلیدواژگان: پساب، زئولیت اصلاح شده، شوری، نفوذپذیری
  • محمدرضا نادری، عبدالرزاق دانش شهرکی، فایز رئیسی صفحات 597-605
    انتخاب دقیق ارقام گیاهی مناسب به منظور حصول سازگاری مطلوب با محیط و آلاینده ی خاص، یک استراتژی مهم جهت موفقیت در فن آوری گیاه پالایی محسوب می شود. آفتابگردان از جمله گیاهانی است که به دلیل برخورداری از رشد سریع و بیوماس بالا، همواره گیاهی مناسب جهت جذب و استخراج فلزات سمی از خاک های آلوده محسوب می شود. به منظور ارزیابی کارآیی شش رقم آفتابگردان در استخراج گیاهی فلز سنگین سرب از یک خاک حاوی سرب، این آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه ی تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد به اجرا در آمد. ارقام مورد استفاده در این آزمون شامل آلستار، هایسان 33، سیرنا، سانبرا، رکورد و ایروفلور بودند. نتایج نشان داد که میان ارقام آفتابگردان از لحاظ غلظت سرب اندام هوایی، فاکتور انتقال و کل سرب برداشت شده توسط اندام هوایی، اختلاف معنی داری در سطح احتمال 1 درصد وجود داشت. به طورکلی، به دلیل آنکه فاکتور انتقال تمامی ارقام مورد مطالعه در این آزمون کمتر از یک بود، می توان اظهار داشت که هیچ یک از ارقام کارآیی مناسبی جهت استخراج سرب از خاک آلوده نداشتند. با این وجود، بالا بودن غلظت سرب ریشه ی این ارقام و در عین حال اندک بودن فاکتور انتقال آن ها بیانگر آن است که کارآیی ارقام مورد مطالعه جهت استفاده در تکنیک تثبیت گیاهی بیشتر از تکنیک استخراج گیاهی است.
    کلیدواژگان: فلزات سنگین، آلودگی خاک، گیاه پالایی، فاکتور انتقال، تثبیت گیاهی
  • منشایابی برخی فلزهای سنگین در خاک های اطراف نیروگاه همدان با رویکرد پدولوژی
    شیوا نصرتی پور، محسن نائل، محسن شکل آبادی، علی اصغر سپاهی گرو صفحات 606-616
    به منظور تعیین منشا فلزهای سنگین، تاثیر عوامل مواد مادری، نحوه پیدایش خاک، و فعالیت های انسانی بر مقدار و توزیع فلزهای منتخب در زمین های اطراف نیروگاه شهید مفتح در استان همدان بررسی شد. مواد مادری مختلف شامل شیل، شیست، سنگ آهک، دشت آبرفتی، پادگانه آبرفتی و نهشته مخروط افکنه ای شناسایی و نحوه تشکیل خاک در آن ها بررسی شد. غلظت کل فلزهای Cd، Cu، Mn، Ni، Zn، Pb و Fe در افق های پدوژنیک و مواد مادری تعیین و غلظت آنها در چهار بخش شیمیایی، شامل بخش قابل استخراج با اسید استیک، بخش قابل احیا، بخش قابل اکسید و بخش باقیمانده، به روش عصاره گیری متوالی چهار مرحله ای اندازه گیری شد. درجه تحول خاک های منطقه اندک است، به طوریکه در بسیاری موارد شباهت زیادی بین خاک ها و مواد مادری از نظر مقدار فلزهای سنگین مشاهده می شود. خاک-های آهکی و سنگ های آهکی نسبت به سایر خاک ها و سنگ ها دارای کمترین مقادیر فلزهای مس، منگنز، نیکل، روی، سرب و آهن هستند. مستقل از نوع خاک و مواد مادری، بیشترین مقدار فلزهای سنگین، به استثنای منگنز، در بخش باقیمانده اندازه گیری شد. غلظت منگنز، در همه خاکرخ ها، در بخش قابل احیا بیشتر است. توسعه کم خاک ها و نیز حضور بیشتر فلزها در بخش باقیمانده، نشان دهنده تاثیر بیشتر ماده مادری در کنترل غلظت فلزها است؛ سهم فرایندهای خاکسازی در مرتبه دوم می باشد. سهم فعالیت های انسانی در غلظت بیشتر فلزها نامحسوس است؛ با این وجود، حضور قابل توجه سرب و، در مواردی، کادمیوم در بخش قابل استخراج با اسید استیک، بیانگر تاثیر فعالیت های انسانی بر غلظت این دو فلز است.
    کلیدواژگان: فلزهای سنگین، مواد مادری، بخش بندی شیمیایی، تحول خاک، آلودگی، نیروگاه
  • سعید امامی فر، امین علیزاده صفحات 617-625
    برآورد درست مقدار تابش رسیده به سطح زمین (Rs) به عنوان یکی از پارامترهای مهم در مدل های بیلان انرژی، شبیه سازی رشد گیاهان و تبخیر- تعرق اهمیت زیادی دارد. اغلب مدل های پیش بینی تابش رسیده به سطح زمین با استفاده از داده های ماهواره ای، مبتنی بر دمای سطح زمین هستند. در این مطالعه دقت برآورد تابش خورشیدی، با استفاده از چهار مدل مختلف شبکه عصبی (با نام های ANN1، ANN2،ANN3 وANN4)، با ورودی محصولات دمای سطح زمین سنجنده مودیس (مدل های1و2 مبتنی بر محصولاتMOD11A1 و مدل های 3و4 مبتنی بر محصولات MYD11A1) در ترکیب با تابش برون زمینی (Ra) و نسبت ساعت آفتابی (n/N) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر چهار مدل هوشمند شبکه عصبی با همبستگی خوبی (R2>. 85) توانستند مقدار تابش رسیده به سطح زمین را برآورد کنند. لیکن مدل های مبتنی بر محصولات MOD11A1 دارای دقت بالاتری نسبت به مدل های مبتنی بر محصولات MYD11A1 هستند. مدل شبکه عصبیANN1 (مبتنی بر محصولات MOD11A1، نسبت ساعت آفتابی و تابش برون زمینی) با ضریب تعیین (R2) برابر 9332/ و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) برابر 1/4448 مگاژول بر متر مربع در روز در برآورد تابش خورشیدی نسبت به مدل های دیگر دارای دقت بالاتری است. همچنین نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبیANN2 (مبتنی بر جذر تغییرات دمای محصولات MOD11A1 و تابش برون زمینی) در مقایسه با مدل هارگریوز و سامانی که مبتنی بر داده های دمای هوا و تابش برون زمینی است، با دقت بیشتری تابش رسیده به زمین را برآورد می کند.
    کلیدواژگان: تابش خورشیدی، سنجنده مودیس، دمای سطح زمین، مدل شبکه عصبی
  • مژده جامعی، محمد موسوی بایگی، محمد بنایان اول صفحات 626-638
    وجود داده های صحیح و قابل اطمینان بارندگی در مطالعات هیدرولوژی، مدیریت و برنامه ریزی منابع آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه برای دستیابی به مناسب ترین روش برآورد بارندگی منطقه ای در استان خوزستان، داده های بارندگی روزانه برآوردی حاصل از مناسب ترین روش درون یابی و داده های بارندگی روزانه موجود شبکه APHRODITE طی سال های2000-2007 با مقادیر اندازه گیری شده در 44 ایستگاه هواشناسی مقایسه شدند. مناسب ترین روش درون یابی بارندگی روزانه از ارزیابی چهار
    روش
    وزنی عکس فاصله، کریجینگ عمومی، کوکریجینگ و رگرسیون کریجینگ تعیین گردید. در روش های کریجینگ برای تحلیل نیم تغییرنماها پنج مدل نیم-تغییرنمای کروی، نمایی، خطی، خطی دارای حد آستانه و گوسی بر داده های بارندگی برازش داده شد. مقایسه داده-های بارندگی روزانه APHRODITE با داده های ثبت شده ایستگاه ها، از روش نزدیکترین همسایگی صورت پذیرفت. برای ارزیابی روش های مختلف از تکنیک اعتبارسنجی حذفی و تعیین دقیق ترین روش برآورد براساس شاخص های ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین خطای اریب، خطای مطلق میانگین و تحلیل رگرسیونی انجام گردید. نتایج ارزیابی خطای روش های درون یابی نشان داد که روش رگرسیون کریجینگ دقت بالاتری در درون یابی داده های بارندگی روزانه استان خوزستان دارد. بنابراین روش های درون یابی مبتنی بر روابط رگرسیونی که از چندین متغیر کمکی استفاده می کنند، دقت برآورد بارندگی را در منطقه بهبود می دهند. مقایسه شاخص های خطا و تحلیل رگرسیونی روش درو یابی رگرسیون کریجینگ و برآوردهای شبکه APHRODITE بیانگر آن بود دقت برآورد رگرسیون کریجینگ در بیشتر روزهای مورد بررسی بالاتر از APHRODITE است. بنابراین برای آگاهی از توزیع مکانی و برآورد داده های بارندگی روزانه در استان خوزستان، استفاده از روش درون یابی رگرسیون کریجینگ دقیق تر از داده های موجود APHRODITE می باشد.
    کلیدواژگان: بارندگی روزانه، رگرسیون کریجینگ، APHRODITE، خوزستان
  • هادی غفوریان، سید حسین ثنایی نژاد، کامران داوری صفحات 639-648
    اکثر سیستم های ارزیابی خشکسالی عمدتا برمبنای داده های بارش استوارند. اما کوتاه بودن دوره آماری بسیاری از داده ها، تراکم ناکافی ایستگاه ها و کیفیت نامطلوب داده های شبکه های سنجش بارش، توانایی نشان دادن الگوی مکانی خشکسالی را کاهش می دهد. بنابراین لازم است منابع داده اقلیمی، که بتوانند این نقیصه ها را مرتفع سازند، شناسایی نموده و پس از ارزیابی، به عنوان مکمل یا جایگزین مورد استفاده قرار گیرند. بر همین اساس در این پژوهش برای پایش خشکسالی در استان خراسان رضوی، با کمک داده های 10 ایستگاه سینوپتیک و 107 ایستگاه باران سنجی واقع در این استان، اقدام به ارزیابی داده های ماهانه ماهوارهTRMM گردید. محاسبات پایش خشکسالی به کمک شاخص SPI و برای مقیاس های زمانی 1، 3، 6 و 12 ماهه در دوره آماری 13ساله (2010- 1998 میلادی) انجام پذیرفت. ارزیابی داده های ماهانه ماهواره با کمک شاخص های CSI و R2 انجام شد. نتایج نشان داد غیر مقیاس زمانی 1 ماهه، سازگاری بسیار خوبی بین داده های ماهانه ماهواره و ایستگاه های زمینی وجود دارد. میزان مطابقت، در تمامی مقیاس های زمانی در بیشتر مناطق استان بیش از 50% بدست آمد. بر اساس نتایج بدست آمده، برای دستیابی به دقت بیش از 60% در استفاده از داده های ماهواره TRMM برای مناطق مختلف استان در مقیاس های زمانی 1،3، 6 و 12 ماهه، باید به صورت زیر برای پایش خشکسالی استفاده شود: 1 ماهه فقط برای مناطق شمالی، 3 ماهه برای تمامی مناطق غیر از بخش شرقی، 6 ماهه برای تمامی مناطق غیر از بخش شمالی و 12 ماهه برای تمامی مناطق غیر از بخش شمالی و قسمتی از مرکز استان.
    کلیدواژگان: خشکسالی، پایش خشکسالی، ماهواره TRMM، استان خراسان رضوی، CSI
|
  • N. Najafpour, M. Shayannejad, H. Samadi Pages 451-461
    Pore pressure, seepage and drainage discharge through in earthen dams are the most important characteristics that have to be defined in order to analysis an earth dam. These parameters have been measured since beginning of building dam. In this investigation, a physical model of homogenous earth dam created in the flume with three different angles of toe drain, then pore pressure of earth dam was measured by piezometers that put on the wall of the flume. Discharge of drainage was measured too. The seepage analysis was conducted by PLAXIS software then Result of the PLAXIS compare with physical model by SAS (Statistic software) and finally the best angle and without dimension index, p/h, propose for toe drain according to results & observations.
    Keywords: Earthen dam, Seepage, Toe drain, Pore pressure, Physical Model
  • M. Mohajerpour, A. Alizadeh, M. Mousavi Baygi Pages 462-470
    Interception is one of the important and effective parameters on ET and hydrological relation, which is ignored in many situations. In order to investigate the effectiveness of LAI and extinction coefficient on amount of interception, in this study wheat and soybean were cultivated in thelysimeters of agricultural school of Fredowsi Uni. of Mashhad, in Spring and Summer 2012 in the same treatments. The results showed that there is relationship between interception and LAI and extinction coefficient. By increasing LAI, interception increased significantly (slope 0.15). The maximum amount of interception was 1.19 cm in soybean by 6.19 LAI and in wheat cultivars was 1.1cm in 4.58LAI. Also by decreasing the extinction coefficient, interception increased by the rate of 1.023. Results showed that in the same LAI (3.2), wheat interception was more than soybean, 0.74 and 0.5 respectively. While in the same extinction coefficient interceptions was the same in two crops. Standardization the amount of interception by LAI, showed that the effect of the crop on interception is still remained, while by standardize the interception by extinction coefficient, the influence of crop on standard interception removed. The obtained result showed that the type of crop has a significant effect on interception, which can be shown by extinction coefficient.
    Keywords: Interception, LAI, Extinction Coefficient
  • B. Ghahraman, K. Davary Pages 471-480
    Due to inadequate flood data it is not always possible to fit a frequency analysis to at-site stations. Reliable results are not always guaranteed by a single clustering algorithm, so a combination of methods may be used. In this research, we considered three clustering algorithms: single linkge, complete linkage and Ward (as hierarchial clustering methods), and K-mean (as partitional clustering analysis). Hybrid cluster analysis was tested for up-to-dated of floods data in 68 hydrometric stations in East and NE of Iran. Four cluster validity indices were used to find the optimum number of clusters. Based on the Cophenetic coefficient and average Silhouette width, single linkge, and complete linkage methods were performed well, yet they produced non-consistent clusters (one large and numerous small clusters) which are not amenable for flood frequency analysis. It was shown that hybridization was efficient to form homogeneous regions, however, the usefulness was dependent to the number of classes. Heterogeneity measure of Hosking was negative, due to inter-correlation of floods in the clusters. The hybrid of Ward and K-mean was shown to be the best combination for the region under study. Four homogeneous regions were delineated.
    Keywords: Cluster analysis, Hyrid, Khorasan, Linear moments, Regional flood frequency analysis, Regionalyzation
  • V. Rezaverdinejad, M. Hemmati, H. Ahmadi, A. Shahidi, B. Ababaei Pages 481-491
    In this study, the FAO agro-hydrological model was investigated and evaluated to predict of yield production, soil water and solute balance by winter wheat field data under water and salt stresses. For this purpose, a field experimental was conducted with three salinity levels of irrigation water include: S1, S2 and S3 corresponding to 1.4, 4.5 and 9.6 dS/m, respectively, and four irrigation depth levels include: I1, I2, I3 and I4 corresponding to 50, 75, 100 and 125% of crop water requirement, respectively, for two varieties of winter wheat: Roshan and Ghods, with three replications in an experimental farm of Birjand University for 1384-85 period. Based on results, the mean relative error of the model in yield prediction for Roshan and Ghods were obtained 9.2 and 26.1%, respectively. The maximum error of yield prediction in both of the Roshan and Ghods varieties, were obtained for S1I1, S2I1 and S3I1 treatments. The relative error of Roshan yield prediction for S1I1, S2I1 and S3I1 were calculated 20.0, 28.1 and 26.6%, respectively and for Ghods variety were calculated 61, 94.5 and 99.9%, respectively, that indicated a significant over estimate error under higher water stress. The mean relative error of model for all treatments, in prediction of soil water depletion and electrical conductivity of soil saturation extract, were calculated 7.1 and 5.8%, respectively, that indicated proper accuracy of model in prediction of soil water content and soil salinity.
    Keywords: Evapotranspiration, Water Stress, Salt Stress, Simulation Model
  • Habib Akbari Alashti, O. Bozorg Haddad Pages 492-502
    Considering the necessity of desirable operation of limited water resources and assuming the significant role of dams in controlling and consuming the surface waters, highlights the advantageous of suitable operation rules for optimal and sustainable operation of dams. This study investigates the hydroelectric supply of a one-reservoir system of Karoon3 using nonlinear programming (NLP), genetic algorithm (GA), genetic programming (GP) and fixed length gen GP (FLGGP) in real-time operation of dam considering two approaches of static and dynamic operation rules. In static operation rule, only one rule curve is extracted for all months in a year whereas in dynamic operation rule, monthly rule curves (12 rules) are extracted for each month of a year. In addition, nonlinear decision rule (NLDR) curves are considered, and the total deficiency function as the target (objective) function have been used for evaluating the performance of each method and approach. Results show appropriate efficiency of GP and FLGGP methods in extracting operation rules in both approaches. Superiority of these methods to operation methods yielded by GA and NLP is 5%. Moreover, according to the results, it can be remarked that, FLGGP method is an alternative for GP method, whereas the GP method cannot be used due to its limitations. Comparison of two approaches of static and dynamic operation rules demonstrated the superiority of dynamic operation rule to static operation rule (about 10%) and therefore this method has more capabilities in real-time operation of the reservoirs systems.
    Keywords: NLP, GA, GP, Fixed length gene GP (FLGGP), Static, dynamic operation rules
  • Y. Ramezani, M. Ghomeshi, H. Khozeyme Nejad Pages 503-512
    Bridge failures due to scour at bridge abutments clarify importance of scour prediction and scour countermeasures. Most of bridge abutments are located in floodplains. One of common cases in floodplains is the existence of vegetation cover. Scope of this study is investigation on effect of vegetated floodplain on vertical wall abutment scour in compound channels. Results show, for constant abutment length and flow depth, with increasing the vegetation concentration, scour depth decreased with an increasing rate. For constant vegetation concentration and abutment length, with increasing the flow depth, effect of vegetation in reduction of scour depth decreased. In abutment with the lengh of 26 cm and concentration with s=8, with increasing the flow depth from 4.8 to 11.8 cm, percentage reduction in scour depth decreased from 40 to 22 percent. Also, vegetation reduces scour hole dimensions and has effect on downstream topography.
    Keywords: Bridge Abutment, Scour Hole, Clear Water, Vegetation, Electromagnetic velocimeter
  • Reza Lalehzari, F. Ansari Samani, S. Boroomand Nasab Pages 513-522
    Evaluation procedures have been developed for effective design and management of irrigation systems. Furrow irrigation is one of the main types of applying water in agriculture. In the present study, a new procedure for field evaluation of water distribution in furrow irrigation is proposed. For this purpose, application efficiency (Ea), water requirement efficiency (Er), deep percolation (DP) and tail water ratio (TWR) have been introduced based on the average of the non-dimensional infiltrated depth values in the four data groups. The relationships between coefficient of uniformity, CU and distribution uniformity, DU have been described by opportunity time values of each quarter and using the linear equation instead of infiltration function. The proposed method was compared to other procedures by 9 scenarios of field data with different discharges and lengths. The results show that the evaluation indicators of furrow irrigation depend on the hydraulic characteristics of the soil and the opportunity time. Also, there was no observed any significant difference on the suggested indexes values and classical performance indicators.
    Keywords: Furrow irrigation, Application efficiency, Uniformity, Distribution
  • A.A. Keikha, M. Mosannan Mozafari, M. Sabouhi, Gh. Soltani Pages 523-533
    River flow modeling has special importance in water resources management. Since the actual river flow data are often low and they correlate and depend yearly and monthly, making the data similar to historical data is so difficult and complex. In this study, 50 year data and Seasonal Auto Regressive Moving Average (SARMA) and Clayton and Frank Copulas which are the prediction and simulation methods of the river flow molding, were used to generate random flow data of Helmand River. Results show, SARMA model forecasts minimum river flow data very good, but the generated data hasn’t correlation of historical data and usually the maximum river flow is greater than real data. Otherwise, Copula preserved concordance of real data and make the data that are similar to real river flow. Therefore it is proposed that Copula is used for Helmand river flow modeling. Also this method use for simulating other river flows and also using other Copulas for river flow modeling could have the subject of future researches.
  • Sajjad Abdollahi Asadabadi, Y. Dinpashoh, R. Mirabbasi Pages 534-545
    Forecasting of river discharge is a key aspect of efficient water resources planning and management. In this study, two models based on Wavelet Analysis and Artificial Neural networks (ANNs) were developed for forecasting discharge of Behesht-Abad River. For this purpose, mean daily discharge data of mentioned river as well as precipitation data of 17 meteorological stations were used in the period 1999-2008. In the first method, called Cross Wavelet (CW), complex Morlet wavelet was used as analyzer function. Wavelet analyzing was performed for every daily rainfall and average discharge time series, separately. Initial phase, phase differences of subseries obtained from wavelet analysis, and calibration coefficients were calculated. Then structural series were reconstructed and average of structural components calculated. The river discharges were predicted for 1, 2, 3 and 7 days ahead forecasting horizon. In the second method, called Wavelet Neural Networks conjunction (WNN), a preprocessing was done on the initial input matrix using Meyer wavelet. Then the elements of the initial input matrix were normalized and the second input matrix was created. A three layer Feed Forward Back Propagation (FFBP) was formed based on the second input matrix and target matrix. After training the model using Levenberg–Marquardt (LM) algorithm, the river discharges were predicted for short term time horizons. The results showed that the WNN method had higher accuracy in short-term forecasting of river discharge in comparison with CW and ANN methods.
    Keywords: Forecasting, River Discharge, Cross Wavelet, Artificial Neural Network
  • Rasool Ghobadian Pages 546-555
    To drainage design and management it is necessary water flow toward drain, water table variation between drains and drainage discharge have been simulated. With recent development in numerical method, it is possible the none-linear differential equation governing saturated-unsaturated flow in soil is numerically solved. In this study a computer model has been developed in which two dimensional equation of saturated-unsaturated flow in soil is solved using finite volume method and Crank-Nicolson scheme. The soil hydrodynamic properties function and soil moisture characteristic curve proposed by Van Genuchten were employed. After model calibration and evaluation, water table variation between two drains with 20 m distance and installation depth of 1.2 m was simulated. The result showed during discharge phase water table falls very fast at the first and then falling speed reduces until reach a constant value. During recharge phase water table raises very low at the first and then rising speed increase. Drainage discharge has similar behavior same as water table. Drainage discharge has a lag time related to time that recharge begins. In this study the lag time was 3.125 day.
    Keywords: Richard's equation, Numerical simulation, drainage discharge, Finite volume method
  • Salimeh Rahemi, R. Khorassani, A. Halajnia Pages 556-564
    With due attention to the low availability of iron in calcareous soils and different ability of plant species in iron acquisition, the study and identification of iron-efficient plants is necessary to reduce the use of chemical fertilizers. In this way, a greenhouse experiment was conducted to study of iron uptake efficiency in different wheat varieties, as a randomized complete blocks design with factorial arrangement. Treatments consisted of three levels of Fe (0, 2 and 6 mg kg-1) and three varieties of wheat (Falat ٫Parsi ٫Pishtaz) with three replications. The results showed that iron application had no effect on shoot dry weight and iron uptake in Parsi and Pishtaz varieties, but increased those in the Falat variety. The study of influx and root-shoot ratio, which are two important factors in the iron uptake by plant, showed that the Parsi and Pishtaz varieties had higher influx than the Falat variety. In the Parsi variety as well as influx, the root length had an important role in iron uptake efficiency. In the Falat variety with increasing amounts of iron uptake, relative shoot dry weight, influx and root-shoot ratio were increased. Therefore, the Falat variety in comparison to two other varieties was not an iron efficient plant. Lack of response to Fe fertilizer in the Pishtaz and Parsi varieties indicated some other specific uptake mechanisms were involved at low Fe levels in soil. Finally, the results showed that the Pishtaz and Parsi varieties were more efficient in iron uptake than Falat variety.
    Keywords: Fertilizer, Influx, Iron efficiency, Efficient plants, Wheat varieties
  • H. Emami, A.R. Astaraei, A. Fotovat Pages 565-574
    Soil quality is important for evaluating the soil fertility and physical condition. Soil physical and chemical indicators should be regarded for determining the soil quality. This research was conducted to study the effect of organic matter on quantitative value of soil quality. Three level (15, 30, and 60 ton/ha) of different organic compounds including municipal waste compost, sewage sludge, cattle manure, and wheat straw to gether with control treatment in three replications were applied into loamy soil. The treated soils were kept for 6 months at 70% of field capacity moisture in greenhouse condition. Then soil quality determined based on non-linear score function by using of 14 physical and chemical indicators. The results showed that the score of control treatment was 52.7, which it belong to class 4, i.e. low quality. Addition of different organic matter into studied soil led to improve soil quality score and soil quality class was increased one to 2 degrees. Among the studied treatments, the highest score of soil quality was obtained in 60 ton/ha sewage sludge and 30 and 60 ton/ha compost. Also, addition the other organic treatments cause to increase the quantitative soil quality score in relation to control, and soil quality class increased one degree. Among the studied indicators, iron (Fe), Manganese (Mn), zinc (Zn) micro-nutrients, aeration porosity (AC), and mean weight diameter of aggregates (MWD) were the important limiting indictors in degrading the soil quality in control treatment, and applying the compost and sewage sludge increased their scores.
    Keywords: Cattle manure, compost, sewage sludge, soil quality, wheat straw
  • Sh. Jorkesh, M.H. Salehi, I. Esfandiarpour Pages 575-576
    One of the most important soil contaminants are heavy metals. Chemical analysis of the samples can be used to evaluate the contamination but these methods are expensive and time consuming. Thus, for rapid evaluation, other techniques such as magnetic susceptibility are considered. The aim of this study was to compare the spatial distribution of magnetic susceptibilityand cadmium, lead, nickel and copper in soil series of Isfahan, Khomeinishahr and Zayanderood in Lenjan at region, Isfahan province. Estimation of heavy metals via pedotransfer functions using magnetic susceptibility was also investigated. Total concentration of Cd, Pb, Ni and Cu in soil samples was determines and the magnetic susceptibility of the samples was also measured. Results showed magnetic susceptibility does not have high accuracy for estimation of heavy metals contents in the soils of this region. On the other hand, similar trends of continuous maps for heavy metals and magnetic susceptibility suggest that magnetic susceptibility can be a good indicator for trend of soil contamination in this area.
    Keywords: Soil contaminants, Heavy metal, Magnetic susceptibility, Spatial distribution
  • M. Hajhashemkhani, M. Ghobadi Nia, S.H. Tabatabaei, A. Hosseinpour, S. Houshmand Pages 587-596
    Recently, wastewater is one of the water resources for irrigation due to the scarcity of water resources. In this regard, using adsorbents such as zeolites is recommended to improve the characteristics of the wastewater. Although the results show that natural zeolite decrease amount of pollutions but at the same time decreases the permeability of the soil, which could adversely affect the soil. This study was done in 2012 at the Shahrekord University, 27 PVC columns were used to study the effect of modified zeolite particles on permeability and quality of the wastewater. The experiment consisted of two factors the type of the microzeolite (natural zeolite, modified zeolite) and application procedure of the micro zeolite (mixed, layer) with three replications and in total had 7 treated. Injection of wastewater into the soil was through waterlogging and repeated fifteen times with a weekly frequency. Volume of wastewater used in each injection is equal "nv". In frequency injections of 1,3,5,7,11,15 infiltration was measured using Falling Heads. The results showed that treatment of modified zeolite included mixed, middle layer and layer on the surface had the highest infiltration rate respectively and treatment with natural zeolite included mixed, middle layer, layer on the surface had lowest infiltration rate. Further modified treatments decreased Ca effluent rate 111% with respect to natural Zeolite and therefore caused modified treatments to decrease SAR amount 45% with respect to control treatments and 132% with respect to natural zeolite.
    Keywords: Electrical conductivity, Permeability, Wastewater, Zeolite
  • M.R. Naderi, A. Danesh, Shahraki, F. Raiesi Pages 597-605
    The right selection of an appropriate cultivar, which can be adapted with a particular pollutant and environmental conditions, is a crucial factor for a successful phytoremediation technology. Sunflower might be a suitable plant to remove the toxic metals from soil of polluted sites due to its rapid growth and high biomass production. In order to evaluate the efficiency of six sunflower cultivars in lead (Pb) phytoextraction from a contaminated soil, an experiment was carried out using a completely randomized design with three replications in Research Station of Shahrekord University. Sunflower cultivars used in this experiment were Alestar, Serena, Sanburu, Hysun 33, Record and Euroflor. Results showed that there was a significant difference in shoot lead concentration, translocation factor and total lead harvested by shoot among sunflower cultivars at 1% probability level. Generally, due to translocation factor of all cultivars was less than 1, this can be stated that none of cultivars had the proper efficiency for extraction of lead from contaminated soil. However, high root lead concentration and low translocation factor of these cultivars show that efficiency of them for use in phytostabilization technique is more than phytoextraction technique.
    Keywords: heavy metals, soil pollution, phytoremediation, translocation factor, phytostabilization
  • The provenance of selected heavy metals in soils near power plant of Hamedan: A pedological approach
    Sh. Nosratipoor, M. Nael, M. Sheklabadi, A.A. Sepahi Garo Pages 606-616
    To determine the origin of heavy metals, the effects of parent materials, soil genesis, and human activities on the content and distribution of selected metals in soils near Mofateh Martyr powerhouse, Hamedan, were assessed. Six types of parent materials including shale, schist, limestone, alluvial plain, alluvial terraces and fan deposits were identified and soil genesis were studied. Total content of Cd, Cu, Mn, Ni, Zn, Pb, Fe were determined in soil horizons and parent materials. Concentration of the metals in four different chemical phases, including acetic acid extractable, reducible, oxidizable and residual fractions, was determined with four-step sequential extraction procedure. Soil development is limited in the studied region so that the discrepancy between solum and parent material in terms of heavy metal content is not great in general. Calcareous soils and limestone have the lowest amount of copper, manganese, nickel, zinc, lead and iron. Independent of soil types and parent materials, most of the heavy metals, except Mn, were present in the residual fraction. The concentration of Mn in all profiles is highest in reducible fraction. Low degree of soil development and the prevalent presence of metals in residual fraction show the influential role of parent materials in controlling metal concentration and distribution; pedogenic processes have minor effects. The role of human activities is limited for most of the selected metals; however, the tangible presence of Pb and, in some cases, Cd in acetic acid extractable fraction, reflects the impact of human activities on the concentrations of these two metals.
    Keywords: heavy metals, parent materials, chemical fractionation, soil evolution, pollution, power plant
  • S. Emamifar, A. Alizadeh Pages 617-625
    Estimation the amount of radiation reaching the Earth's surface (Rs) is an important factor in the energy balance models simulation of plant growth and evapotranspiration estimation. Most Estimation models to radiation reaching the Earth's surface use satellite data and they are based on land surface temperatures. In this study, the Accuracy of solar radiation estimation is investigated Using four different models of neural networks (with the names of ANN1,ANN2, ANN3, ANN4) with the inputs Including products land surface temperature MODIS sensor (models 1 and 2, and models 3 and 4 are based on MOD11A1 MYD11A1 products, respectively), extraterrestrial radiation (Ra) and relative sunshine (n / N). The results show that four neural network models are able to estimate the amount of radiation reaching the Earth's surface with good correlation (R2>. 85). However, models based on MOD11A1 products have a higher accuracy than models based on MYD11A1 products. Neural network model of ANN1 (based on MOD11A1 products, relative sunshine and extraterrestrial radiation (Ra)) with the coefficient of determination (R2) equal to. 9332 and the root mean square error (RMSE) equal to 1.4448 MJ per square meter per day is more accurate on the estimation of solar radiation than other models. The results also showed that the Neural network model ANN2, comparing with Hargreaves and Samani models based on air temperature and extraterrestrial radiation, is More accurate in estimating of solar radiation.
    Keywords: Solar radiation, MODIS sensors, Land surface temperature, Neural network model
  • M. Jamei, M. Mousavi Baygi, M. Bannayan Awal Pages 626-638
    Available accurate and reliable precipitation data are so important in water resources management and planning. In this study,to determine the best method of regional precipitation estimate in Khuzestan province, estimated daily precipitation data from the best interpolation method and APHRODIT Daily Grid Precipitation data during the 2000-2007 years were compared with 44 meteorological stations. Four interpolation methods i.e. Inverse Distance Weighted, Ordinary Kriging, Cokriging, and Regression Kriging were assessed to determine the most appropriate interpolation method for daily precipitation.For the variography analysis in Kriging models, five variogram models including spherical, exponential, linear, linear to sill and Gaussian fitted on the precipitation data. Near neighbor method was used to compare APHRODIT Daily Precipitation data with station recorded data. Cross validation technique was employed to evaluate the interpolation methods and the most appropriate method was determined based on Root Mean Square Error,Mean Bias Error, Mean Absolute Error indices and regression analysis. The result of error evaluation of interpolation methods showed that regression Kriging method has the highest accurate to interpolation of daily precipitation data in Khuzestan province. Therefore, regression-based interpolation methods which using covariates would be improved precipitation evaluate accurate in the area. Comparison of error indices and regression analysis of regression Kriging interpolation method and estimate of APHRODITE show that on most days the accurately estimate of regression Kriging is higher than the APHRODITE. Therefore to understanding of spatial distribution and estimate of daily precipitation data in Khuzestan Province, Regression Kriging interpolation method is more accurate than available APHRODITE data.
    Keywords: Daily Precipitation, Regression Kriging, APHRODITE, Khuzestan
  • H. Ghafourian, S.H. Sanaeinejad, K. Davary Pages 639-648
    Most of drought evaluation systems are based on precipitation data. However short period of measured data and inappropriate distribution of weather stations and undesirable quality of precipitation measurement networks reduce ability of showing the spatial pattern of drought. Therefore, it is necessary to recognize others reliable climatic data resources. Then to overpass the difficulty, after verification, the data is used to complete or substitute the existing data. Accordingly, in this research to monitor drought in Khorasan Razavi province using data from 10 synoptic stations and 107 rain gauges around the province, the monthly data of TRMM satellite was validated. To do this, standardized precipitation index (SPI) of 1, 3, 6 and 12 months are calculated for a 13 years period (1998-2010) and compared with those of satellite for the same period. The evaluation was measured using CSI (%) (Critical Success Index) and R2 (Coefficient of Determination). The results showed that there was a very good consistency between earth borne and satellite borne SPIs for all time scales except for 1 month time scale. Consistency value for all time scales over most regions of the province is more than 50%. Based on the results, for achieving the accuracy more than 60%, time scales of 1, 3, 6 and 12 months should be used as below: 1 month only for the northern regions, 3 month for all regions except the eastern part, 6 month for all regions except the northern part and 12 month for all regions except the northern region and central part of the province.
    Keywords: drought monitoring, TRMM satellite, SPI, Khorasan Razavi province, CSI