فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال بیست و یکم شماره 4 (مهر و آبان 1393)

نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال بیست و یکم شماره 4 (مهر و آبان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/10/06
  • تعداد عناوین: 17
|
  • اسماعیل سیلاخوری*، مجید اونق، امیر سعدالدین، اسماعیل فیله کش صفحات 1-28
    برای ارزیابی و تهیه نقشه وضعیت بیابان زایی، مدل های مختلفی ارایه شده است. در این پژوهش برای منطقه سبزوار ابتدا خطر بیابان زایی با 2 مدل ایرانی IMDPA و MICD ارزیابی و سپس مدل برتر انتخاب گردید. برای این منظور، ابتدا نقشه واحدهای کاری با استفاده از نقشه های شیب، زمین شناسی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی، تصاویر ماهواره ای لندست 5 در 96 رخساره تهیه گردید. پس از ارزش دهی به شاخص های بیابان زایی هر مدل در واحدهای کاری، نقشه خطر برای هر مدل تهیه شد. با توجه به بازدید های میدانی و مشاوره کارشناسان با تجربه بومی در این زمینه نقشه حقایق زمینی به دست آمد سپس به ارزیابی کارایی دو مدل اقدام گردید. برای بررسی میزان انطباق بین نقشه های شدت خطر بیابان زایی توسط دو مدل IMDPA و MICD با حقایق زمینی از شاخص کاپا استفاده شد. تفاوت بین فراوانی کلاس های نقشه های خطر با آزمون مربع کای مورد مقایسه قرار گرفت. برای انتخاب مدل برتر علاوه بر شاخص کاپا، از ضریب همبستگی نا پارامتریک اسپیرمن و کندال استفاده شد. نتایج مقایسه آماری کلاس بیابان زایی مدل های IMDPA و MICD با حقایق زمینی نشان داد که مدل IMDPA و MICD در سطح 1 درصد اختلاف معنی داری با یکدیگر و حقایق زمینی داشتند. تطابق نقشه های خطر IMDPA و MICD با حقایق زمینی به ترتیب متوسط و کم برآورد شد. نتایج به دست آمده از مقایسه همبستگی اسپیرمن و کندال بین مدل ها با حقایق زمینی، با شاخص کاپا، خطای کل و آزمون مربع کای هم سو بوده و همبستگی بالای مدل MICD با حقایق زمینی را نشان داد. در نهایت مدل MICD به عنوان مدل برتر انتخاب گردید.
    کلیدواژگان: شدت خطر بیابان زایی، مدلMICD، مدل IMDPA، منطقه سبزوار
  • حسین آسیایی، حسین منتصری* صفحات 29-53
    هدف از این پژوهش بررسی قابلیت مدل عددی SSIIM2 در شبیه سازی الگوی جریان در اطراف دهانه ی آبگیر، در یک کانال خمیده می باشد زیرا جریان در کانال خمیده کاملا سه بعدی و پیچیده می باشد. مدل های فیزیکی به دلیل پیچیدگی جریان قادر به ارایه درک روشنی از فیزیک حاکم بر این پدیده ها نمی باشند. بنابراین برای داشتن درک روشنی از پدیده لازم است در کنار مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی، این پدیده ها به صورت عددی نیز بررسی شوند. در این پژوهش میدان جریان در یک کانال U شکل که آبگیر جانبی در موقعیت 115 درجه از ابتدای قوس و با زاویه انحراف 45 درجه در دیواره خارجی قوس نصب شده است با استفاده از نرم افزار سه بعدی SSIIM2 شبیه سازی شده است. نتایج حاصله نشان می دهد مدل عددی SSIIM2 در شبیه سازی خطوط جریان، میدان سرعت و تشخیص الگوی جریان در دهانه آبگیر مقادیر قابل قبولی را پیش بینی کرده است اما در بعضی نقاط میدان حل مانند نزدیک دیواره به دلیل ضعف مدل k-ε و نواحی نزدیک بستر نتایج مدل SSIIM2 با نتایج آزمایشگاهی تطابق ندارد. به طوریکه متوسط خطای پیش بینی در نزدیک جداره ها 9/63 درصد و در نواحی دور از جداره ها 3/84 درصد می باشد. همچنین مدل در شبیه سازی بردار جریان ثانویه هماهنگی خوبی با نتایج آزمایشگاهی نشان نمی دهد. اما بررسی الگوی جریان در کانال آبگیر که دارای هندسه مستقیم می باشد، مدل آشفتگی k-ε نتایج مناسبی از الگوی جریان در مقاطع عرضی درون آبگیر را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، زاویه انحراف، جریان ثانویه، مدل آشفتگی k، ε، نرم افزار SSIIM2
  • حسن رمضان پور*، فرزاد ستوهیان، مهدی نوروزی صفحات 55-75
    به منظور شناسایی کانی در سنگ مادر شیل، توف، بازالت و خاک حاصل از آن ها، سه پروفیل در موقعیت پای شیب در سه منطقه جنگلی املش در استان گیلان حفر شد. نتایج نشان داد که در شیل، کانی های پیروکسن، بیوتیت، فلدسپار و کانی های رسی اسمکتایت وجود داشت. مقدار زیاد رس اسمکتایت در خاک، موجب ضعیف شدن زهکشی، کاهش رس انتقال یافته (ایلوویال) و افزایش پوسته رسی فشاری شد. در توف، کانی های پلاژیوکلاز سدیم دار به مقدار زیاد مشاهده شد، ولی در خاک های حاصل از آن، مقدار کانی های اسمکتایتی به دلیل pH اسیدی، کمتر بوده در نتیجه رس های ایلوویال در عمق های زیرین بیشتر مشاهده شد. در بازالت، چون کانی های آهن و منیزیم دار پیروکسن، اولیوین و پلاژیوکلاز کلسیمی به مقدار بیشتر وجود داشته، هوادیدگی بیشتر بوده و تشکیل کانی های رسی پدوژنیک بویژه اسمکتیت بیشتر فراهم شد. باتوجه به شرایط مناسب نفوذ پذیری در سطح خاک بازالت، تجمع رس ایلوویال در افق های تحتانی قابل ملاحظه بوده است.
    کلیدواژگان: توف پیروکلاستیک، رس اسمکتیت، زئولیت، سنگ مادر
  • ناژین کاویانی*، فرهاد خرمالی، احمد جلالیان، فرهاد مشیری، ناصر هنرجو صفحات 77-97
    این مطالعه با هدف بررسی توانایی گیاه کلزا در استفاده از پتاسیم ساختاری موسکویت و بیوتیت انجام شد. در این پژوهش از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار استفاده شد. بستر کشت، مخلوطی از شن کوارتزی، موسکویت و بیوتیت در دو اندازه: با قطر کوچک تر از 4 میکرون و قطر60-4 میکرون بوده و گیاهان با دو نوع محلول غذایی (K- و K+) در دوره 3 ماهه کشت، تغذیه شدند. در پایان دوره کشت، بخش هوایی گیاه برداشت و مقدار پتاسیم با شعله سنج تعیین گردید. در تیمارهای بدون پتاسیم، مقدار پتاسیم جذب شده توسط گیاه به طور معنی داری وابسته به نوع بستر کشت بود. به طوری که بیش ترین جذب مربوط به بستر شامل بیوتیت و کم ترین جذب مربوط به موسکویت و کوارتز (شاهد) با محلول غذایی بدون پتاسیم بوده است. براساس نتایج مطالعات کانی شناسی پس از اعمال تیمارها، کانی بیوتیت در اندازه کوچک تر از 2 میکرون در شرایط تغذیه شده با محلول غذایی بدون پتاسیم، هوادیدگی بیش تری نسبت به بیوتیت در اندازه 60-4 4 میکرون نشان داد زیرا در اندازه کوچک تر شرایط برای هوازدگی لایه های محبوس کننده پتاسیم بیش تر مهیا می شود و کانی با سرعت بیش تری پتاسیم خود را آزاد نموده و در دسترس گیاه قرار می دهد و در نهایت به کانی ورمی کولیت تبدیل می شود. در حالی که در کانی موسکویت در شرایط تغذیه شده با محلول غذایی (K- و K+) در دو اندازه گفته شده، تفاوت چندانی در هوادیدگی قبل و بعد از کشت مشاهده نشد و این بیانگر مقاومت کانی مسکویت در برابر هوادیدگی در منطقه ریزوسفر کلزا می باشد.
    کلیدواژگان: موسکویت، بیوتیت، ریزوسفر، کانی شناسی، پتاسیم، کلزا
  • فاطمه صبوری*، امیر فتوت، علیرضا آستارایی، رضا خراسانی صفحات 99-118
    تحقیقات اندکی در رابطه با اصلاح خاک های آلوده با نانوذرات آهن صورت گرفته است، لذا این پژوهش با هدف بررسی کارایی نانوذرات آهن در تثبیت سرب خاک انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو نوع نانوذره آهن (اکسیدآهن هماتیت و آهن صفرظرفیتی) در دو سطح (صفر و 1 درصد) در دو زمان (3 و 21 روز) و سه تکرار به انجام رسید. کاربرد نانوذره آهن صفرظرفیتی موجب کاهش معنی دار سرب در بخش های تبادلی و کربناتی به ترتیب از 3/6 و 40/0 درصد در خاک شاهد به 2/8 و 34/3 درصد و افزایش معنی دار سرب در بخش های آلی و باقی مانده خاک از 1/6 و 8/3 درصد به 2/2 و 13/6 درصد گردید. در خاک تیمارشده با نانوذره هماتیت نیز درصد سرب در بخش باقی مانده به طور معنی داری افزایش یافت و به 10/8 درصد رسید، اما سرب بخش اکسیدی کاهش معنی داری یافته و از 48/7 به 44/5 درصد رسید. مقدار سرب قابل فراهم در خاک نیز با عصاره گیر EDTA اندازه گیری شد. نتایج نشان داد کاربرد نانوذره آهن صفرظرفیتی موجب کاهش معنی دار سرب قابل استخراج باEDTA شد، اما کاربرد نانوذره هماتیت تفاوت معنی داری در مقایسه با شاهد ایجاد نکرد. گذشت زمان نیز تفاوت معنی داری در فراهمی سرب تیمارهای آهن دار ایجاد نکرد، اما موجب افزایش فراهمی سرب در تیمار شاهد شد. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که نانوذرات آهن کارایی قابل ملاحظه ای برای تثبیت سرب در خاک ندارند.
    کلیدواژگان: آهن صفرظرفیتی، تثبیت، نانوذرات، سرب، هماتیت
  • هدایت الله برتینا، غلامعباس صیاد، حمیدرضا متین فر*، سعید حجتی صفحات 119-137
    توزیع نامناسب، هزینه بالای نصب و نگهداری ایستگاه های سنجش آلودگی، موضوع مهم در سنجش آلودگی هوا هستند. سنجده مودیس نصب شده در ماهواره آکوا و ترا قادر به بازیابی عمق اپتیکی ذرات معلق هوا (AOD) در تروپوسفر هستند و می تواند در سنجش آلودگی ذرات معلق در سطح وسیع مانند غرب ایران کار گرفته می شود. در این تحقیق، داده های سطح سه سنجنده مودیس در ماهواره آکو و ترا، به منظور بررسی توزیع زمانی و مکانی ذرات معلق هوا در غرب ایران طی دوره زمانی 2011-2000 مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که تغییرات ذرات معلق هوا در استان خوزستان متفاوت و بسیار بیشتر از سایر استان های غربی کشور می باشد. تغییرات AOD در غرب کشور در استان های اردبیل، آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی، قزوین، گیلان و مرکزی در طی دوره مذکور روند کاهشی را داشته است، اما در استان های ایلام، خوزستان، بوشهر، شهرکرد، زنجان، کردستان، کرمانشاه، کهکلویه و بویر احمد، لرستان و همدان در طی دوره مذکور روند افزایشی داشته است و این روند افزایشی در استان خوزستان قابل توجه می باشد. استان خوزستان در طی دوره زمانی مذکور میانگین بالای (AOD (0/22± 0/78 را تجربه کرده است. با توجه به نتایج بدست آمده، هر چه از غرب به شرق و همچنین از جنوب به شمال می رویم، AOD در طی این دوره روند کاهشی داشته است.
    کلیدواژگان: آکوا، تغییرات، ذرات معلق هوا، مودیس
  • الهه ترابیان مقدم *، مهدی نادری، جهانگرد محمدی، روح الله فتاحی صفحات 139-157
    شاخص فرسایندگی باران مهمترین عامل تاثیرگذار بر فرسایش خاک است.این پژوهش با هدف تعیین تغییرات مکانی و زمانی انرژی فرسایندگی باران در جنوب غرب ایران انجام شده است. خصوصیات بیش از 10000 رگبار مربوط به 27 ایستگاه سینوپتیک در جنوب غرب ایران مورد استفاده قرار گرفت و انژری جنبشی (E) و حداکثر شدت بارندگی 30 دقیقه ای (I30) رگبارها محاسبه ومتوسط شاخص فرسایندگی ماهیانه و سالیانه برای کلیه ایستگاه ها تعیین شد. پهنه بندی تغییرات مکانی به روش اسپلاین انجام گرفت. نتایج نشان دادند که ضریب فرسایندگی باران در ماه های مختلف از شمال به جنوب و از غرب به شرق کاهش می یابد. بالاترین و پایین ترین ضریب فرسایندگی سالیانه به ترتیب برابر 26/39 و 6/11 MJ.mm.ha-1.h-1.yr-1 و به ترتیب متعلق به ایستگاه های ایوان (استان ایلام) و ایستگاه بروجن (استان چهارمحال و بختیاری) می باشد. از نظر زمانی بالاترین ضریب فرسایندگی برابر با 183/7 MJ.mm.ha-1.h-1.yr-1 است که در فصل زمستان رخ می دهد. وجود ضرائب همبستگی معنی دار بین میانگین های سالانه مقادیر بارش و شدت بارش و ضرائب فرسایندگی مرتبط با آن دوره های زمانی به ترتیب برابر 0/94 و 0/93 می باشند که تخمین میانگین های سالانه ضرائب فرسایندگی باران را به کمک مقادیر بارش تسهیل می نمایند. نتایج نشان دادند که استفاده از میانگین های بارش و شدت بارش سالیانه در یک مدل رگرسیون چندگانه برای برآورد ضرائب فرسایندگی سالیانه قابل اعتمادتر از هنگامی است که از معادلات رگرسیون ساده برای این منظور استفاده شود.
    کلیدواژگان: پهنه بندی ضریب فرسایندگی باران، تغییرات زمانی و مکانی، جنوب غربی ایران
  • ریحانه نوروزی مهیاری*، فرشاد کیانی، هاشم حبشی صفحات 159-177
    تخریب مناطق جنگلی، پیامدهای نامناسبی در منابع زیستمحیطی حوضه آبخیز بالادست مانند افزایش توان سیل خیزی، رخداد فرسایش و تولید رسوبات دارد. این پژوهش با هدف بررسی اثرات تغییر کاربری بر روی برخی از فاکتورهای کیفیت خاک در سه کاربری جنگل طبیعی، نهالکاری و جنگل دستخورده در حوضه شصتکلاته انجام شد. نمونه برداری از خاک در قالب طرح کاملا تصادفی از عمق 0تا 30 سانتیمتر و به تعداد 30 نمونه از سه کاربری و واحد فیزیوگرافی تپه صورت گرفت. فاکتورهای ارزیابی کیفیت خاک در سه بخش شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی مورد تجزیه قرار گرفت. تجزیه و تحلیل داه ها نشان داد که با تبدیل جنگل طبیعی به جنگل دستخورده میزان رس 13/5 درصد، شن46 درصد، جرم مخصوص ظاهری 18 درصد، شاخص خمیرایی 26 درصد، واکنش خاک 64/6 درصد، آهک 4/48 درصد و فسفر قابل جذب 8/19 درصد افزایش یافت. میزان سیلت 7/22 درصد، میانگین وزنی قطر خاکدانه 24 درصد و سطح ویژه 6/29، هدایت الکتریکی 9/25 درصد، میزان کربن آلی 64 درصد، نیتروژن کل 59 درصد، ظرفیت تبادل کاتیونی 7/19 و تنفس میکروبی نیز 35 درصد کاهش یافت و نهالکاری نتوانست از لحاظ آماری این تغییرات را جبران نماید. نتایج نشان داد میتوان عنوان داشت مهم ترین عملیات حفاظت خاک در منطقه، حفاظت از اراضی جنگلی است و گرچه طرح نهالکاری بهعنوان یکی از راهکارهای حفاظت خاکهای تخریب شده به کار رفته است اما در طی سالهایی که از احداث آن گذشته است نتوانسته تاثیر معنیدار بر بهبود خصوصیات خاک بگذارد و نیاز به زمان کافی جهت استقرار دارد.
    کلیدواژگان: خصوصیات شیمیایی خاک، خصوصیات فیزیکی خاک، شصت کلاته، کاربری اراضی
  • علیرضا عمادی*، ساحله کاکویی صفحات 179-195
    تعیین میزان و چگونگی تجمع رسوبات در مخازن سدها از جنبه های پایداری و بهره برداری حائز اهمیت است. یکی از روش های تجربی به منظور مشخص نمودن نحوه توزیع رسوب در مخازن سدها روش کاهش سطح می باشد. در این روش بر اساس شکل، مخازن به چهار دسته تقسیم شده است. برای هر یک از انواع مخازن پارامترهایی ارایه شده است که توزیع رسوب بر اساس آن ها انجام می شود. تعیین پارامترهای مناسب در مخازن در حال بهره برداری که عملیات هیدروگرافی در آن ها حداقل یکبار انجام شده باشد، دقت روش را افزایش می دهد. هدف از این پژوهش تعیین پارامترهای بهینه روش تجربی کاهش سطح در سد مخزنی کرج با استفاده از الگوریتم تکامل تصادفی جوامع می باشد. در این پژوهش، بر اساس تئوری روش کاهش سطح یک مدل کامپیوتری تهیه شد. سپس مدل بهینه سازی به روش الگوریتم تکامل تصادفی جوامع آماده و در نهایت این دو مدل ترکیب و مدل شبیه سازی- بهینه سازی توسعه داده شد. مدل شبیه سازی- بهینه سازی، پارامترهای روش تجربی کاهش سطح را برای مخزن سد کرج بنحوی تعیین می کند که بیشترین تطابق بین مقادیر حجم محاسباتی و اندازه گیری شده بدست آید. برای تعیین مقادیر بهینه این پارامترها تابع هدف به صورت مجذور میانگین مربعات خطای مقادیر محاسباتی از مقادیر واقعی تعریف شد. با استفاده از مدل تهیه شده بر اساس اطلاعات سال 1340 و هیدروگرافی سال 1370 پارامترهای بهینه بدست آمد. به منظور صحت سنجی مدل شبیه سازی- بهینه سازی، توزیع رسوب در سال 1386 با استفاده از پارامترهای بهینه بدست آمده توسط مدل، محاسبه و با مقادیر هیدروگرافی مقایسه گردید.
    کلیدواژگان: توزیع رسوب، رسوبگذاری، روش تجربی کاهش سطح، الگوریتم تکامل تصادفی جوامع
  • خلیل قربانی*، اسماعیل ولیزاده صفحات 197-214
    بررسی پدیده یخبندان و سرمازدگی از بنیادی ترین تحقیقات در زمینه اقلیم شناسی کشاورزی می باشد که شناخت چگونگی و زمان وقوع آن، می تواند کمک قابل توجهی به بخش کشاورزی داشته باشد. تغییر اقلیم که باعث تغییراتی در پارامترهای دمایی شده است، پدیده یخبندان را نیز تحت تاثیر قرار خواهد داد. بر این اساس پژوهشی انجام شد تا شروع اولین یخبندان و سرمای پاییزه، آخرین یخبندان و سرمای بهاره، همچنین طول دوره و تعداد وقایع یخبندان و سرما در 3 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک، تبریز، مشهد و قزوین، طی سالهای 1961 تا 2005 به عنوان دوره مشاهداتی و دوره 2050-2005 به عنوان دوره آتی بررسی شود. داده های دوره آتی بر اساس خروجی مدل گردش عمومی جو HadCM3 تحت سناریوی A1B با استفاده از نرم افزار مولد داده لارس تولید شد، سپس سری زمانی تاریخ های اولین و آخرین یخبندان و سرمای پاییزه و بهاره برای هر یک از سال ها طی دوره های مطالعاتی تشکیل و بهترین توزیع آماری بر هر یک از آنها برازش داده شد و احتمالات وقوع آنها محاسبه شد. نتایج نشان داد در تمام ایستگاه های مطالعاتی تحت تاثیر پدیده تغییر اقلیم اولین یخبندان و سرمای پاییزه زودتر و آخرین یخبندان و سرمای بهاره نیز زودتر رخ خواهد داد و طول دوره یخبندان و سرما کاهش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: یخبندان، تغییر اقلیم، مولد لارس، سرما
  • سعید رحمتی*، محمدرضا جوادی طبالوندانی، عبدالصالح رنگاور، محمد فرامرز صفحات 215-229
    برای فائق آمدن بر مشکل عدم وجود آمار مناسب در زمینه فرسایش خاک و تولید رسوب، مدل های فرسایش خاک بسیاری توسعه یافته و به عنوان ابزاری مورد قبول در مطالعات فرسایش خاک به کار گرفته شده اند. معادله جهانی فرسایش خاک یکی از قدیمی ترین مدل های تجربی برآورد فرسایش می باشد، که بطور متناوب به کار رفته است. دراین تحقیق، دقت معادله جهانی فرسایش خاک و برخی نسخ آن شامل MUSLE-E، MUSLE-S وAOF در مناطق نیمه خشک خراسان در مقیاس تک رخداد بارش ارزیابی شد. بدین منظور در کرت های آزمایشی پایگاه تحقیقات حفاظت خاک سنگانه- مشهد به عنوان معرف مناطق نیمه خشک خراسان نسبت به اندازه گیری رسوب ناشی از 20 تک رخداد بارشی اقدام گردید. سپس نسبت به برآورد مقدار فرسایش هر تک رخداد بارشی با استفاده از نسخ منتخب معادله جهانی اقدام و این نتایج با مقادیر رسوب اندازه گیری شده، مقایسه شده و در نهایت کارایی و دقت مدل های مذکور، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی در کرت های به طول 20 متر نشانگر ارتباط آماری و همبستگی معنی دار (ضریب همبستگی 0/539) مقادیر برآوردی روش های MUSLE-E و MUSLE-S با رسوب مشاهداتی می باشد. همچنین با توجه به عدم وجود اختلاف معنی دار بین نتایج این دو مدل و رسوب مشاهداتی (tMUSLE-E=1.53 and tMUSLE-S=1.63) از یک طرف و مقادیر کم تر آماره RRMSE از طرف دیگر، کارایی این دو مدل در برآورد مقدار فرسایش نسبت به سایر مدل ها بیش تر می باشد. مدل های AOF و USLE بدلیل عدم همبستگی مناسب قادر به برآورد مناسب رسوب مشاهداتی نمی باشند.
    کلیدواژگان: برآورد فرسایش ورسوب، مدلهای تجربی، کرت های آزمایشی، مناطق نیمه خشک، خراسان رضوی
  • علی اکبر عباسی*، محمد ملک نژاد یزدی صفحات 231-246
    حفاظت از سواحل رودخانه در برابر فرسایش با استفاده از آبشکن ها از جمله روش های متداول در مهندسی رودخانه است. آبشکن ها، با هدایت جریان به سمت محور رودخانه، از ایجاد جریان قوی در طول ساحل جلوگیری کرده و مانع از فرسایش ساحل رودخانه می شوند. استقرار آبشکن در مسیر جریان، باعث ایجاد آبشستگی موضعی در محل آبشکن و تغییرات توپوگرافی بستر می شود. در این پژوهش، با استفاده از فلوم آزمایشگاهی به طول 18 متر، عرض 1/5 و عمق 0/8 متر در بستری متحرک، تاثیر مشخصات هندسی آبشکن ها بر آبشستگی موضعی دماغه مورد بررسی قرار گرفت. آبشکن ها از جنس توری سنگ(گابیون)، از نوع غیر مستغرق و عمود بر دیواره فلوم ساخته شدند. آبشکن های مورد استفاده در دو نوع سرسپری و سرکج با 20 درصد و 30 درصد تنگ شدگی کانال(دو طول آبشکن) بوده و آزمایش ها در چهار نسبت فاصله به طول در بستری با مصالح، شیب ثابت و استفاده از سه مقدار دبی انجام شدند. به منظور بررسی سرعت در بین آبشکن ها، آزمایش ها در بستری ثابت، تکرار و سرعت جریان در بین آبشکن ها اندازه گیری و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد، در آبشکن های سرکج نسبت فاصله به طول 3 و در آبشکن های سرسپری نسبت فاصله به طول4 می توانند به عنوان نسبت های مناسب پیشنهاد شوند. همچنین سری آبشکن های سرسپری نسبت به سری آبشکن های سرکج حداکثر عمق آبشستگی کمتری دارند.
    کلیدواژگان: آبشکن نفوذپذیر، سرسپری، سرکج، آبشستگی، حفاظت سواحل
  • سیدحمیدرضا صادقی *، محبوبه معتمدنیا، حمیدرضا مرادی صفحات 247-260
    تهیه هیدروگراف های سیل در راستای تامین اطلاعات پروژه های مهار سیلاب ضروری است. حال آن که امکان دست یابی به اطلاعات دقیق سیلاب به دلیل مشکلات اجرایی و فقدان ایستگاه های هیدرومتری مناسب بسیار هزینه بر و مشکل است. در همین راستا تهیه و تحلیل هیدروگراف های واحد یکی از شیوه های معمول و کارآ در مطالعات سیل در حوزه های آبخیز محسوب می شود. از آن جایی که اصولا فرضیات حاکم بر تهیه و کاربرد هیدروگراف واحد تامین نمی شود، بنابراین بررسی تاثیر فرضیات مذکور و به ویژه خطی بودن و ثبات زمانی بر دقت هیدروگراف واحد حاصل حائز اهمیت فراوان است. علی رغم اهمیت تغییرات زمانی هیدروگراف واحد، مطالعات انگشت شماری در خصوص ارتباط تغییرات زمانی هیدروگراف ها با تاکید بر هیدروگراف واحد صورت گرفته است. به همین دلیل این پژوهش با هدف بررسی تغییرپذیری هیدروگراف واحد در پایه های زمانی بارش موثر متفاوت با استفاده از تجزیه و تحلیل هیدروگراف و هایتوگراف سیل های به وقوع پیوسته طی سی و سه سال گذشته در حوزه آبخیز کسیلیان انجام پذیرفته است. نتایج پژوهش ضمن تایید معنی دار بودن اختلاف مولفه های مهم هیدروگراف های واحد با زمان بارش موثر یک سان بر تفاوت عمل کرد هیدروگراف واحد با زمان های بارش موثر مختلف تاکید داشت. به نحوی که دامنه اختلاف مقادیر دبی اوج، زمان پایه و زمان تا اوج هیدروگراف های معرف واحد 2 ساعته حاصل از سایر هیدروگراف های واحد 25/0 تا 6 ساعت به ترتیب در حدود 75/0 تا 281، 6 تا 36 و صفر تا 50 درصد بهدست آمد.
    کلیدواژگان: تغییرات زمانی، حوزه آبخیز معرف کسیلیان، هیدروگراف واحد، هایتوگراف
  • مجتبی شاکر *، موسی حسام، علیرضا کیانی، مهدی ذاکری نیا صفحات 261-274
    امروزه با روند کاهشی میزان منابع آبی در کشور مسئولان ذیربط درصدد گسترش هرچه بیشتر سیستم های آبیاری نوین در مزارع و باغات می باشند، لذا ارزیابی و پایش سامانه های آبیاری قطره ای با هدف اصلاح و بهبود سامانه های اجرا شده صورت می گیرد. جهت انجام این بررسی، 20 نمونه از سامانه های آبیاری قطره ای اجرا شده در شهرستان های مختلف استان گلستان در سال 91-1390 مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. ارزیابی ها بر اساس دستورالعمل اداره حفاظت خاک آمریکا (SCS) و اندازه گیری ها در هر مزرعه شامل: فشار و دبی قطره چکان ها، بررسی وضعیت ایستگاه کنترل مرکزی، میزان آب مصرفی، سطح خیس شده در هر درخت، نمونه آب و تعیین شاخص اشباع لانژیلر و همچنین گفت و گوی حضوری با کشاورزان جهت آگاهی از وضعیت راهبرد سامانه بوده است. با توجه به نتایج بدست آمده، مقادیر متوسط پارامترهای ضریب یکنواختی (EU)، ضریب یکنواختی آماری (UC)، ضریب کاهش راندمان (ERF)، راندمان پتانسیل کاربرد (PELQ) و راندمان واقعی کاربرد (AELQ) در چارک پایین، در سامانه های مورد ارزیابی به ترتیب 79، 85، 90، 65 و 73 درصد محاسبه شدند، که نشان از وضعیت متوسط سامانه های آبیاری در این استان دارند. بطور کل مشکلات اصلی سامانه های آبیاری قطره ای در این استان را می توان به چهار دسته اصلی، مسائل و مشکلات، طراحی، اجرایی، مدیریتی و بهره برداری، اجتماعی و طبیعی تقسیم بندی نمود که مهم ترین آن-ها در هر بخش عبارتند از: طراحی و اجرای نادرست، عدم شستشوی فیلترها، گرفتگی و نامناسب بودن تعداد قطره چکان ها، عدم تنظیم شیرفلکه ابتدای مانیفلدها، نامناسب بودن فشار و توزیع غیریکنواخت آن، کم بودن سطح خیس شدگی و در مجموع ضعف شدید در مدیریت بهره برداری از سوی کاربران این سامانه ها می باشد.
    کلیدواژگان: راندمان های آبیاری، طراحی، اجرا و بهره برداری
  • محمدرضا خالدیان *، محمدکریم معتمد، مجتبی رضایی، محسن قره شیخ بیات، برهان ملک نیا صفحات 275-285
    در آبیاری علاوه بر کمیت، کیفیت آب نیز باید مدنظر قرار گیرد. به دلیل عدم وجود تصفیه خانه فاضلاب در شهر رشت، رودخانه زرجوب دریافت کننده انواع فاضلاب های شهری، صنعتی و زه آب های کشاورزی است. در این تحقیق تاثیر آبیاری برنج با آب این رودخانه و آب چاه روی تجمع عناصر سنگین در خاک پرداخته شده است. یک آزمایش گلدانی در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار با پنج سطح آبیاری شامل 1) غرقاب دائم، 2) اشباع، 3) ظرفیت زراعی، 4) 80 درصد ظرفیت زراعی و 5) 60 درصد ظرفیت زراعی انجام شد. آبیاری با آب برداشتی از پنج مقطع رودخانه و آب چاه صورت گرفت. پس از رسیدگی فیزیولوژیکی و برداشت محصول میزان تجمع فلزات سنگین در خاک با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. نتایج نشان داد که در سطح احتمال پنج درصد خاک تحت آبیاری در تمام تیمارها به کادمیوم و مس (به ترتیب با میانگین بیش از 0/3 و 50 میلی گرم در کیلوگرم به عنوان حدود مجاز) آلوده شده ولی به سرب و روی (به ترتیب با میانگین کمتر از 250 و 200 میلی گرم در کیلوگرم به عنوان حدود مجاز) آلوده نشده است.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک شالیزاری، آبیاری، فاضلاب، عناصر سنگین
  • حمیدرضا اولیایی*، علی شریفی صفحات 287-296
    فاضلاب یک منبع بالقوه برای تامین آب می باشد. حضور ماده ی آلی در خاک می تواند بر کیفیت شیمیایی پساب عبوری از خاک موثر باشد. این آزمایش به منظور بررسی اثر سطوح مختلف ورمی کمپوست بر تغییر خصوصیات شیمیایی پساب غنی شده با کادمیم مربوط به تصفیه خانه شهر یاسوج در نتیجه عبور متوالی از ستون های خاک انجام گرفت. این آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی انجام گرفت. ستون های پلی اتیلنی با طول 80 و قطر 8 سانتی متر از خاک لوم رسی پر و افزودن پساب در 8 دوره-ی 10 روزه انجام شد. سطوح ورمی کمپوست شامل (شاهد 1V)، 2) درصد وزنی (2V) و 4 درصد وزنی (3V) بودند. در پایان هر دوره، ویژگی هایی مانند pH، هدایت الکتریکی، فسفر، نیترات، کربن آلی کل و کادمیم در زه آب خروجی اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که دو عامل زمان و ورمی کمپوست بر مقدار تمام عوامل در سطح احتمال 1% تاثیر معنی داری داشت. میانگین تمام عوامل به جز pH در زه آب، روند کاهشی را در طول آزمایش نشان دادند. حداکثر مقدار هدایت الکتریکی، فسفر، نیترات و کربن آلی کل زهاب در تیمار V3 اندازه گیری گردید. اثر ورمی کمپوست بر غلظت کادمیم در زهاب خروجی نیز معنی دار بوده است. در مجموع به نظر می رسد که حضور ماده آلی بر افزایش تحرک کادمیم و سایر ویژگی های مطالعه شده اثر مهمی داشته که این امر در مدیریت کاربری استفاده از پساب در خاک اهمیت زیادی دارد.
    کلیدواژگان: پساب شهری، ستون خاک، زه آب، کادمیم
  • مهدی مفتاح هلقی*، سمیه فقیه مهربانی، هدی مسکار، امیر احمد دهقانی صفحات 297-304
    یکی از مهم ترین مسائل در تعیین طول عمر مفید سدها نحوه و مدت پر شدن مخزن سدها از آورد رسوب رودخانه های بالادست می باشد. امروزه مدل های ریاضی یکی از ابزارهای مهم برای پیش بینی مقدار رسوبگذاری در مخازن سدهای ذخیره ای و برآورد عمر مفید آن ها است. این مدل ها مبتنی بر تحلیل معادلات حاکم بر پدیده موثر در انتقال، توزیع، انباشت و آبشستگی رسوب می باشند. در این مقاله، فرآیند رسوب گذاری سد ستارخان با استفاده از مدل ریاضی Gstars3.0 شبیه سازی شده است. این مدل با استفاده از مفهوم تیوب ها یا لوله های جریان، قابلیت شبیه سازی توزیع رسوبگذاری را به صورت شبه دو بعدی (طولی و عرضی) در رودخانه ها و مخازن را دارد. برای واسنجی هیدرولیکی و رسوبی این مدل از آمار و اطلاعات مربوط به سد ستارخان و تغییرات هندسی مقاطع عرضی سد به مدت ده سال (از سال 1377 تا سال 1388) استفاده شده است. نتایج این واسنجی نشان می دهد که رابطه یانگ 1973 مطابقت بهتری با شرایط موجود سد دارد.
    کلیدواژگان: مدل ریاضی، رسوبگذاری، سد ستارخان، _ Gstars3، 0
|
  • E. Silakhori*, M. Ownegh, A. Sadoddin, E. Filekesh Pages 1-28
    There have been several models presented for evaluation and provision of the prevailing conditions of desertification. Two Iranian desertification models, namely MICD and IMDPA, were used to assess desertification hazard and select the best model for Sabzevar region. Firstly, work unit map (geomorphologic facies) was created using slope, geology, vegetation cover, land use, Landsat 5 satellite imagery and google earth data. Once scoring was at hand indicators, the relative hazard maps were produced. According to field observatories and incorporating advices from experienced connoisseurs of this field, ground truth map was prepared. In the next step, efficiency of the models was evaluated. In order to ascertain the level of compatibility between the hazard assessment maps produced by means of the MICD and IMDPA models and what was learned in the field, the Kappa index came to help. Differences between the frequencies of classes defined in the maps were investigated by applying the Chi-square test and along this, the most efficient model was chosen based on Kappa index as well as Spearman and Kendall’s correlations indices. Results from statistical comparison made between hazard assessment classes defined in the models and the ground truth showed significant differences (Pvalue<0.01). The matchup between the out results of models and the ground truth was evaluated as average to low extents. On the other hand, drawing an analogy between the Spearman and Kendall’s Correlation indices outcomes in each model and the ground truth showed comparable results in which the Kappa index and Chi square index was included, and this led to this conclusion that the MICD performs well above the IMDPA. Finally, the MICD was chosen as the efficient model.
    Keywords: Desertification hazard intensity, MICD model, IMDPA model, Sabzevar region
  • H. Montaseri, H. Asiaei* Pages 29-53
    The purpose of this study is evaluation of SSIIM 3D mathematical for simulation of complex flow patterns. For this purpose, we simulate flow field in a U shape channel bend with intake. Application of numerical model is necessary to reduce costs and to better understand the phenomena. In this paper, flow field in a U shape channel bend that Lateral intake is located in outer bank at position 115° of channel bend 45 degree diversion angle is simulated by SSIIM 3D model. Numerical model has good ability to predict the streamline, velocity profile and flow pattern with an average error of approximately 3.84% but there are differences near bed, inner wall and outer wall and the average error is 9.63%. This defect is due to using k-ε model. Further, prediction of secondary flow vectors is not good agreement with observed data in main channel but the flow pattern at different cross-section has good accuracy in branch channel.
    Keywords: numerical simulation, diversion angle, secondary flow, k, ε model
  • H. Ramezanpour*, F. Sotohian, M. Norouzi Pages 55-75
    In order to identify the minerals in bedrocks of shale, tuff, basalt and soils derived from these rocks, three soil profiles were dug in footslope position in three forest lands of Guilan province. Based on results, pyroxene, biotite, feldspar and smectitic clay minerals were dominant in shale. Higher amount of smectite has resulted in decrease in soil drainage and illuvial clays as well as increase in stress cutan. In tuff, Na-plagioclase exists in higher amount. However there was lower smectite in soils derived from tuff due to acidic pH, so higher illuvial clay were observed in substratum. In basalt, weathering process was prominent, because there were higher amount of Ca-plagioclase and mafic minerals such as pyroxene and olivine, hence higher amount of clay mineral production especially smectite was provided. Well-permeability in surface soils of basalt was an important factor for remarkable illuvial clay accumulation in sub-surface soils.
    Keywords: Pyroclastic tuff, Smectitic clay, Zeolite, Parent rock
  • N. Kaviani*, F. Khormali, A. Jalalian, F. Moshiri, N. Honarjoo Pages 77-97
    The objective of this research was to demonstrate the ability of canola to take up structural potassium from muscovite and biotite. The experiment was carried out in a completely randomized design with factorial combinations and three replicates. Culture medium was a mixture of sandy quartz and K-bearing minerals including muscovite or biotite with two sizes: <4 μm and 4-60μm (as silt) and the plants fed during a period of three-months by two different nutrient solutions (K+ and K–). At the end of the experiment, shoots were separated and their K content was determined with flame photometer. In- K treatment, total K uptake of plant was significantly influenced by the type of culture medium. The maximum K absorption was related to plants grown in culture medium containing biotite. However, the minimum value was observed in the muscovite and quartz bearing medium with K-free nutrient solution. Mineralogical results after treatment showed clay size biotite which was fed with K-free nutrient solution weathered more than silt sized biotite and partially transformed to vermiculite because in smaller size, the confinement layers of potassium are more weathered and will release their K more quickly and release it to the plant. On the contrary, there was no significant difference in the degree of muscovite weathering when fed with K+ and K– free nutrient solutions in both media. Muscovite was resistant in this situation.
    Keywords: Muscovite, Biotite, Rhizosphere, Mineralogy, Potassium, Canola
  • F. Sabouri*, A. Fotovat, A.R. Astaraei, R. Khorasani Pages 99-118
    There are few reports about application of iron nano particles in remediation of contaminated soil. Thus, this study was conducted and focused on evaluation of iron nano particles efficiency for fixation of Pb2+ in soil. This experiment was carried out in the factorial experiment with completely randomized design with two types of iron nano particles including zero-valent iron and iron oxide (Fe2O3) with two times (3, 21 day) in three replications. Results from a sequential extraction showed that zero-valent iron nano particles (nZVI) significantly decreased water soluble/exchangeable Pb2+ and carbonate form from 3.6% and 40.0% in the untreated soil to 2.8% and 34.3% and concomitantly increased Pb2+ residual and organic matter form from 8.3% and 1.6% to 13.6% and 2.2%, respectively. In the presence of iron oxide nanoparticles, Pb2+ residual form significantly increased, whereas Pb2+ bounded with Mn/Fe oxide decreased from 48.7% to 44.5%. The extraction with EDTA was used to quantify the Pb availability in soil. Results showed that EDTA extractable Pb2+ significantly decreased in soil treated with nZVI, whereas, there is no significant difference between the nano iron oxide and untreated soil treatments. Moreover, in untreated soil Pb2+-EDTA increased significantly with time, while in case of other treatments it was not significant. Generally, it seems that the application of iron nanoparticle had not effective role in stabilization of lead in studied soil.
    Keywords: Nanoparticles, Stabilization, Zero, valent iron, Lead, Hematite
  • H. Bartina, Gh.A. Sayyad, H.R. Matinfar* S. Hojati Pages 119-137
    Unsuitable distribution, installation and maintenance costs for ground monitoring stations are issues in air pollution monitoring. Installed MODIS satellite on Aqua and Terra are able to identify aerosol optical depth (AOD) retrievals in troposphere and can be used for aerosol pollution monitoring in areas such as western Iran. In this study, MODIS level 3 data in Aqua and Terra were used to study the spatio-temporal distribution of aerosols over western Iran in 2000-2011. The results indicated that aerosols variations in Khuzestan Province is different and is much higher than other western Provinces of country. The AOD variation in western part of the country had decreasing trend over Ardabil, East Azerbaijan, West Azerbaijan, Qazvin, Gilan and Markazi Province whereas, AOD variation had increasing trend over Ilam, Khuzestan, Bushehr, Shahrekord, Zanjan, Kurdistan, Kermanshah, Kohkeluye and Boyerahmad, Lorestan and Hamedan Province. However, this trend in Khuzestan Province is significant (0.78±0.22). Khuzestan province has experienced high average of AOD in the period 2000-2011. According to the results obtained, AOD has decreasing trend from west to east and from south to north. Very high average was observed in summer season, particularly in southwestern Provinces such as Khuzestan, Bushehr and Ilam, but lower average was observed in autumn season. Based on the results of this study it seems that using MODIS Level 3 products is appropriate in order to evaluate the AOD spatio-temporal variation.
    Keywords: Aqua, Terra, Variation, Aerosol, MODIS
  • E. Torabian Moghadam*, M. Naderi, J. Mohammadi, R. Fatahi Pages 139-157
    Rainfall erosivity index is the most important factor which impacts soil erosion. The objective of this research was mapping spatial and temporal variations of rainfall erosivity in the southwest of Iran. Properties of 10,000 rain storms belonging to 27 climatological stations were analyzed and their synthetic energy (E) and maximum 30 minute rainfall intensity (I30) were calculated. The mean annual and monthly rainfall erosivities were calculated for all station's data. Mapping spatial variations was carried out using Spline algorithm. The results showed that the monthly erosivity index values decrease from the north to the south and from the west to the east of the region. Maximum and minimum values of annual erosivity were equal to 26.39 and 6.11 MJ.mm.ha-1.h-1.yr-1 belonging to Ivan (Ilam province) and Brojen stations (Chaharmal Va Bakhtiari province), respectively. Temporal studies of rainfall erosivity index indicated that maximum rainfall erosivity was equal to 183.7 MJ.mm.ha-1.h-1.yr-1 and occured in winter. Existence of significant correlation coefficients between the means of monthly and annual rainfall values and their corresponding rainfall erosivities were 0.94 and 0.93, respectively and such significant correlation coefficients facilitate indirect estimations of monthly and annual rainfall erosivities through rainfall values and simple or multiple regression models. The results revealed higher reliability of multiple regression models consist of both means of annual rainfall and rain storm intensities than simple regression models for estimation of annual rainfall erosivity.
    Keywords: Mapping rainfall erosivity, Southwest Iran, Temporal, spatial variations
  • R. Norouzi Mahyari*, F. Kiani, H. Habashi Pages 159-177
    Deforestation has detrimental effects on the watershed environment which resulted in increasing flooding and sediment yield. The aim of this study was to evaluate the effects of land use change on some selected factors of soil quality in the three land uses i.e. natural forest, planting and disturbed forest in Shastkalate watershed. 30 Samples were taken of 0-30 cm depth in a completely randomized design from three Land uses in hill physiographic unit. Chemical, physical and biological parameters of soil quality factors were analyzed. Analysis of data showed that with conversion of natural forest to disturbed forest, the amount of clay increased 13.5%, sand 46%, bulk density 18%, plasticity index 26%, Soil pH 6.64%, calcium carbonate 48.4% and available phosphorus 19.8%. The amount of silt decreased 22.7%, mean weighted diameter 24%, specific surface 29.6%, electrical conductivity 25.9%, organic carbon 64%, nitrogen 59%, cation exchange capacity 19.7% and microbial respiration 35% and planting could not compensate this statistically significant changes. The results showed conservation of forest lands can be the most important operation in soil conservation plan in the area. Although planting plan is used but this operation because of short time of settlement had no significant effect on soil properties and major effects need more time and long time studies.
    Keywords: Soil chemical properties, Soil physical properties, Shastkalate, Land use
  • A.R. Emadi*, S. Kakouei Pages 179-195
    Dam construction on the rivers causes sediment accumulation behind them. Determination of quantity and quality of sediment deposition in reservoirs is important for their stability and operation. Area- reduction method is one of the empirical methods for reservoir sediment distribution. In this method, reservoir is divided to four types, based on its shape. Parameters are presented for each types of reservoir which is carried out based on sediment distribution. Determination of suitable parameters in operating reservoirs which have at least one period of hydrographic data, leads to increment of accuracy. The objective of this research is to determine the optimal parameters of empirical area reduction method in Karaj dam using Shuffled Complex Evolution algorithm. In this research, a computer model was developed based on area reduction method theory. Then optimization model was prepared using Shuffled Complex Evolution algorithm and these two models were combined and Simulation-Optimization model was developed. Simulation- Optimization model determined area reduction method parameters for Karaj dam so that the most compatibility occurs between computational and measured volumes. To determine optimal parameters values, objective function was defined as Root Mean Square Error (RMSE) calculation of actual values. Using prepared model, optimal parameters were obtained based on information in 1961 and hydrography in 1991. To verify simulation-optimization model, sediment distribution in 2007 was calculated using obtained optimal parameters by model and was compared to hydrographic values. Results showed that values of objective function were reduced up to 62% and 48% in calibration and verification periods, respectively. Then, sediment distributions of Karaj dam were predicted based on optimal parameters.
    Keywords: Sediment distribution, Sedimentation, Area, reduction method, Shuffled complex evolution algorithm
  • Kh. Ghorbani*, E. Valizadeh Pages 197-214
    Studying the phenomenon of frost and chilling is one of the fundamental researches in the field of Agroclimatelogy and knowing how and when they occur, could be useful significantly in the agricultural sector. Climate change which causes changes in temperature parameters influences the frost. To this end, a research was done so that the beginning of the first frost and chilling in autumn, the last frost and chilling in spring and also period of the frost and freezing at three weather stations in Tabriz, Qazvin and Mashhad would be checked during 1961-2005 as the basis period and during 2005-2050 as the future period. The data of the future period was produced based on output of Hadcm3, under the scenario A1B, using the software of data generator LASR-WG. Then time series of the dates of the first and last frost and chilling in autumn and spring was formed for each year during the periods of the study and the best statistic distribution was fitted for each of them and the possibilities of their happening were calculated. The results showed that at all stations affected by the climate change, the first frost and chilling in autumn will occur earlier and the last frost and chilling in spring will occur earlier and length of frost and chilling period will decrease.
    Keywords: Frost, Climate change, LARS, WG, Chilling
  • S. Rahmati*, M.R. Javadi Tabalvandani, A.S. Rangavar, M. Faramarz Pages 215-229
    Numerous soil erosion models are developed and are applied in soil erosion studies as an acceptable feature in order overcome problem of lack of the adequate data on soil erosion and sediment yield. The Universal Soil Loss Equation (USLE) is one of the primitive empirical models in estimation of erosion that is used continuously. In this study, the accuracy of USLE model and some of its versions including MUSLE-E, MUSLE-S and AOF are evaluated in event-based in North Khorasan semi-arid regions. For this goal, the sediment due to 20 rainfall event is measured in experimental plots in Sanganeh soil conservation research Institute of Mashhad as a definitive of semi-arid rangelands of Khorasan. Then the erosion amount due to each rainfall event is estimated using selected various versions of USLE. Results obtained from application of each model compared with measured sediment values of selected plots and finally the accuracy and efficiency of mentioned models are evaluated. The obtained results of evaluation from 20 meters plots show a statistical relation and significant correlation between estimated amounts of MUSLE-E and MUSLE-S models and observed sediment. According to non-significant difference between models results and observation amounts of sediment (tMUSLE-E=1.53 and tMUSLE-S=1.63) and also lower statistics of RRMSE, efficiency of these two models in estimating erosion amount is also greater than the others. The USLE and AOF models cannot appropriately estimate observed sediment because they are not in good agreement.
    Keywords: Estimate erosion, sediment, Empirical models, Experimental plots, Semi, arid areas, Khorasan Razavi
  • A.A. Abbasi*, M. Malek Nejad Yazdi Pages 231-246
    Protecting the river bank by using groynes is very common in river engineering projects. Spur dikes makes flow path to be modified. Because of the concentration of flow in middle part of the river side is washed out. Settling spur dikes in the flowʼs direction lead to a local scour in the spur dike side and the change in the bed topography. In this investigation a laboratory movable bed flume with 18 m length, 1.5 m width and 0.8 m depth was used. To study local scour near the head of unsubmerged gabion groynes, the groynes were constructed perpendicular to the flumeʼs wall. Two shapes of groynes (L shape and T shape), two constriction ratios(20% and 30%) and four ratios of space to length (S/L), were used with one constant bed material and one constant bed slope with three different discharges. Since the reduction of flow velocity between two consequent groynes, causes sedimentation and bank protection, all of the experiment were repeated withconstant bed. In this experiment the flow velocity and the pattern of streamlines between consequent groynes were investigated with more details. Based on the experiments result for L shape groyne S/L=3 and for T shape groyne S/L=4 is recommended as the most suitable S/L ratios. Regarding the type and shape of groyne, T shape groyne indicated the least scouring depth.
    Keywords: Gabion groyne, T shape, L shape, Scouring, River bank protection
  • M. Moatamednia, S.H.R. Sadeghi*, H.R. Moradi Pages 247-260
    The flood hydrographs preparation is essential in order to provide the necessary information to control flood projects. However, getting access to accurate flood information is too difficult and expensive due to practical problems and the lack of suitable hydrometric stations. In addition, providing and analyzing unit hydrograph is considered as a usual and useful method for flood studies in watershed scale. Since the theories of making and applying the unit hydrograph cannot be provided, the investigation on the effects of mentioned theories and especially linearity and time stability on the precision of derived unit hydrograph is important. In spite the importance of variability of unit hydrograph, there are a few studies in this field. Towards this attempt, this study has been formulated in Kasilain watershed with the aim of investigating the unit hydrograph variability in different effective time bases using the hydrograph and hyetograph analysis of floods reports recorded during last 33 years. So that the range of differences between peak discharge, base time and time to peak of representative 2h unit hydrograph and those obtained from 0.25 to 6h unit hydrographs were found about 0.75 to 281, 6 to 36 and 0 to 50%, respectively.
    Keywords: Unit hydrograph, Hyetograph, Kasilain watershed, Temporal variation
  • M. Shaker*, M. Hesam, A.R. Kiani, M. Zakeri Nia Pages 261-274
    Today, due to the decrease in water resources, the authorities intend to increase application of modern irrigation systems in farms and gardens. Therefore, evaluation and monitoring of drip irrigation systems are performed with the goal of improving systems performance. For this study, 20 samples of implemented drip irrigation systems in different cities of Golestan province have been studied in 2011-2012. The evaluation has been performed based on the guideline of Soil Conservation Service (SCS). Measurements in any field were included pressure and discharge of emitters, check the status of the central control, applied water, wetted area, water quality and talk to farmers about the state of the system strategy. The results showed that average amounts of emission uniformity (EU), statistical uniformity coefficient (UC), efficiency reduction factor (ERF), potential application efficiency of low quarter (PELQ) and application efficiency of low quarter (AELQ) were 79. 85, 90, 65 and 73%, respectively showing that the performance of drip irrigation systems is average. In general, the main problems of drip irrigation systems in the province can be classified in four main categories based on, design, implementation, management and operation of social and natural division, in each of which the most important are design and improper implementation, lack of cleaning filters, clogging and improper number of emitters, not-adjustment of inlet valve on manifold, inappropriate pressure and its nonuniform distribution, low wetted area and extreme weakness in operation management by the users.
    Keywords: Irrigation efficiency, Design, Implementation, Operation
  • M.R. Khaledian*, M.K. Motamed, M. Rezaei, M. Ghareh, Sheikh, Bayat, B. Maleknia Pages 275-285
    The quality of water is as important as its quantity in irrigation. Lack of wastewater purification plant in Rasht, Zarjoub River receives all municipal, industrial and agricultural wastewaters. In this study the effects of irrigation water from five stations along the river and irrigation water from well water on heavy metals accumulation in soil were assessed. A pot experiment was carried out in a completely randomized design with three replications. Irrigation regimes were flooding, saturated condition, field capacity (FC), 0.8FC and 0.6FC. Irrigation was done with water from five stations along the river and water from a well. After physiological maturity, harvest was done and soil heavy metals concentrations were measured with atomic absorption apparatus. Results showed that pot soils in all treatment were polluted with Cd and Cu (being in average higher than 0.3 and 50 mg/kg as maximum allowable concentrations, respectively) however Pb and Zn pollutions were not detected (being in average higher than 250 and 200 mg/kg as maximum allowable concentrations, respectively).
    Keywords: Paddy soil contamination, Irrigation, Wastewater, Heavy metals
  • A. Sharifi, H.R. Owliaie* Pages 287-296
    Municipal wastewater is a potential source for water supplies. Soil organic matter can affect chemical quality of wastewater passing through the soil. This experiment was carried out to determine the effects of different levels of vermicompost on change of chemical properties of Cd enriched municipal wastewater of Yasouj station after continuous passing through the soil columns. A completely randomized design was used. Polyethylene columns (80 cm in length and 8 cm in diameter) filled with a clay loam soil during 8 periods of 10 days. Three levels of vermicompost comprising control (V1), 2% (V2) and 4 wt% (V3), were used respectively. At the end of each period, characteristics such as pH, electrical conductivity, phosphate, nitrate, total organic carbon and cadmium concentration were measured in drainage water. Results showed that the effect of both the time and vermicompost was significant on all measured factors. The average of all factors except for pH of the drainage water, showed a decreasing trend during the experiment. Maximum of EC, P, nitrate and total organic carbon were measured in V3 treatment. Vermicompost exhibited a significant effect on Cd concentration of drainage water. It seems that organic matter has a drastic effect on increasing mobility of Cd as well as on the other studied characteristics, hence soil organic matter content should be considered in the usage management of wastewater.
    Keywords: Municipal waste water, Soil column, Drainage water, Cadmium
  • S. Faghih Mehrabani, M. Meftah Helghi*, A.A. Dehghani, H. Meskar Pages 297-304
    One of the most important problems in determination of life expectancy of dams, are the rate and distribution of sediments in the reservoir. Mathematical models are recently used for simulation of the reservoir sedimentation rates and predicting life expectancy of the reservoir. These models are based on the analysis of governing equations of sediment transport, distribution, deposition and erosion. In this study, mathematical modeling of erosion and deposition of sediments in Satarkhan dam, has been studied using GSTARS 3.0 model. GSTARS mathematical model using stream tubes concept, has an ability to account for the longitudinal and lateral distribution of sediment deposition in the rivers and dams. For hydraulic and sediment calibration of this mathematical model, information of Satarkhan Dam and cross section between 1998 and 2009, have been used. Calibration results showed that Yang (1973) sediment transport equation had a good agreement with field data.
    Keywords: Mathematical model, Sedimentation, Satarkhan dam, Gstars3.0