فهرست مطالب

دانش آب و خاک - سال بیست و چهارم شماره 4 (زمستان 1393)
  • سال بیست و چهارم شماره 4 (زمستان 1393)
  • تاریخ انتشار: 1393/11/26
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مقاله پژوهشی
  • مهدی دریایی*، سیدمحمود کاشفی پور، مهدی قمشی صفحات 1-9
    در تحقیق حاضر کنترل جریان غلیظ با استفاده از زبری و مانع مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات در فلومی شیب پذیر به طول 780 سانتی متر با کارگذاری 3 طول متفاوت از زبری (0/5، 1 و 1/5 متر) در بالادست، پایین دست و دو طرف مانع و 3 ارتفاع متفاوت زبری (0/5، 1 و 1/5 سانتی متر) در هر حالت انجام شد. ارتفاع مانع برابر ارتفاع بدنه جریان غلیظ در نظر گرفته شد. در انجام آزمایشات از دو غلظت 10 گرم بر لیتر () و 20 گرم بر لیتر () از جریان غلیظ رسوبی و دو شیب بستر صفر و 2/5 درصد استفاده گردید. همچنین یک سری آزمایش با شرایط فوق بدون در نظر گرفتن زبری اطراف مانع صورت پذیرفت. نتایج حاصل نشان داد که به کار بردن زبری به همراه مانع تاثیر قابل توجهی بر روی کنترل دبی جریان غلیظ خواهد داشت. به نحوی که در حالت بدون زبری و با به کار بردن مانعی به اندازه ارتفاع بدنه جریان غلیظ در غلظت ها و شیب های مورد نظر به طور متوسط حدود 31 درصد از جریان غلیظ کنترل شد. حال آنکه با استفاده از زبری به همراه مانع در برخی از حالات کارگذاری تا حدود 100 درصد کنترل دبی جریان غلیظ مشاهده گردید. کارگذاری زبری در بالادست تاثیر نسبتا بیشتری (به طور متوسط حدود 11 درصد) بر روی کنترل جریان غلیظ نسبت به حالتی که زبری در پایین دست کارگذاری شده بود از خود نشان داد.
    کلیدواژگان: جریان کدر، رسوب گذاری در مخازن، کنترل جریان ثقلی
  • اصغر اصغری مقدم*، رحیم برزگر صفحات 11-27
    دشت وسیع تبریز بعلت تمرکز بیشترین جمعیت استان آذربایجان شرقی در این منطقه از فعالیت شدید صنعتی و کشاورزی بویژه صیفی کاری برخوردار است. ورود پساب های شهری و صنعتی فراوان به این آبهای زیرزمینی این دشت و آب برگشتی از آبیاری مزارع، دست به دست هم داده و منابع آب و خاک آن را با فاجعه زیست محیطی مواجه کرده است. در این تحقیق آلودگی منابع آب زیرزمینی این دشت با نیترات، توزیع آن در مناطق مختلف دشت و تاثیر منابع مختلف نیترات ازجمله پساب های شهری، صنعتی و آب برگشتی از آبیاری روی این منابع مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور از 30 حلقه چاه نیمه عمیق و عمیق با پراکندگی مناسب در دشت، در مهر ماه سال 1391 نمونه برداری و در آزمایشگاه آبشناسی دانشگاه تبریز مورد تجزیه هیدروشیمیایی قرار گرفت. بیشترین و کمترین غلظت نیترات در منطقه، مربوط به نمونه های آب از چاه های واقع در انتهای غربی شهر تبریز (منطقه قراملک) و انتهای غربی دشت (منطقه ساتلو) می باشند که به ترتیب معادل 243/7 و 0/4 میلی گرم بر لیتر می باشند. در نهایت، ارزیابی آسیب پذیری آب زیرزمینی دشت تبریز از طریق دو روش AVI و GOD جهت همخوانی نقاطی با آسیب پذیری بالا، با مناطقی از آبخوان که میزان یون نیترات بالایی دارد، صورت گرفت.
    کلیدواژگان: آسیب پذیری، دشت تبریز، منابع آب زیرزمینی، ناهنجاری غلظت نیترات، AVI و GOD
  • فرزانه قائمی زاده، حسین بانژاد*، امید بهمنی صفحات 29-44
    در این مطالعه سه نوع بافت خاک غالب استان همدان (لوم شنی، لومی و لوم رسی) در حالت کشت و عدم کشت گیاه ذرت با سه تکرار، تحت تیمار پساب حاوی کادمیم قرار گرفتند. غلظت کادمیم در زه آب خروجی از لایسی مترها تحت آزمایش فاکتوریل درغالب طرح کاملا تصادفی به صورت اندازه های تکرارشده مورد تجزیه قرارگرفت. سپس انتقال کادمیم در خاک های بدون کشت با استفاده از حل معکوس معادله جابه جائی - انتشاردر نرم افزار CXTFITتحت شرایط غیر تعادلی فیزیکی دوناحیه ای (TRM) مورد شبیه سازی قرار گرفت و غلظت کادمیم باقی مانده در خاک در پایان آزمایش پیش بینی گردید. نتایج حاصل نشان داد که درطول مدت آزمایش خاک های با بافت لوم شنی و لومی هر دو به همراه کشت گیاه به ترتیب کمترین و بیشترین میزان اثرگذاری را درتصفیه فاضلاب حاوی کادمیم داشته اند. نتایج حاصل از نرم افزار CXTFITنشان داد که بهترین برازش منحنی های رخنه حاصل از داده های شبیه سازی شده و داده های مشاهده ای، برای خاک لومی با میزان ضریب همبستگی r =0.84 حاصل شده است. همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که با اعمال تیمارهای انجام گرفته تحت شرایط این آزمایش، غلظت باقی مانده کادمیم در خاک در پایان فصل رشد، برای خاک لوم شنی کم و برای خاک های لوم رسی و لومی بیشتر بود.
    کلیدواژگان: بافت خاک، پساب، ذرت، غیرتعادلی فیزیکی، کادمیم، CXTFIT
  • محمدحسین نوری قیداری *، علی دانکو، مهدی شهرکی صفحات 45-59
    امروزه ثابت شده فراوانی وقوع بسیاری از پدیده های طبیعی (از جمله سیلاب، زلزله، آتش سوزی جنگل ها و زمین لغزش) از قانون توانی تبعیت می کنند. قانون توانی برگرفته از ماهیت فرکتالی پدیده های علوم زمین از جمله بارش و رواناب می باشد. در این مقاله این تابع در کنار دیگر توزیع های احتمالاتی متداول برای تحلیل فراوانی سیلاب در رودخانه سرباز واقع در استان سیستان و بلوچستان جنوبی استفاده شده و نتایج آنها مقایسه گردیده است. از آنجا که در منطقه مورد مطالعه در برخی از مواقع سال رودخانه خشک و یا کم آب بوده و در برخی از سال های پر آبی سیلاب های متعددی رخ می دهد، استفاده از سری حداکثر سالانه سیلاب ممکن است نتایج درستی ارائه ندهد. به همین علت در این مطالعه برای تحلیل فراوانی سیلاب از سری جزئی سیلاب استفاده شد و نتایج نشان داد سری های جزئی سیلاب ها بر خلاف سری های حداکثر سیلاب ها به خوبی از رابطه توانی تبعیت می کنند. از بین توزیع های احتمالاتی مورد استفاده برای تحلیل فراوانی قانون توانی بهترین عملکرد را داشته است به طوری که مقدار شاخص میانگین مربع خطای نسبی در قانون توانی نسبت به دیگر توزیع های احتمالاتی متداول در ایستگاه های پیردان و پیشین به ترتیب حداقل 35 و 40 درصد کاهش را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: تحلیل فراوانی سیلاب، قانون توانی، رودخانه سرباز، سری جزئی
  • حبیب رمضان زاده، شاهین اوستان*، محمدرضا نیشابوری، عادل ریحانی تبار صفحات 61-75
    واکنش جذب به عواملی مانند تعداد مکان های جذبی در دسترس برای پذیرش ماده جذب شونده، مقدار کل ماده جذب شونده در محلول و احتمال تماس بین مکان های جذبی و ماده جذب شونده وابسته است. معمولا مقدار جذب در واحد جرم جذب کننده با کاهش نسبت خاک به محلول افزایش می یابد. با این حال، تاثیر نسبت خاک به محلول بر همدماهای جذب و به ویژه واجذب کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق تاثیر نسبت های مختلف خاک به محلول (1/5:2، 1:5، 1:20،1:10و1:50) بر همدماهای جذب روی (Zn) در غلظت های اولیه10 تا 100 میلی گرم Zn در لیتر و در محلول زمینه 0/01 مولار نیترات کلسیم (تنظیم شده در 7/3 = pH) در یک نمونه خاک شنی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، تاثیر این نسبت ها بر واجذب Zn در سه غلظت اولیه بررسی گردید. نتایج نشان داد که در غلظت اولیه کم (Zn (mg/L10 و در زمان های کوتاه (h 18>) تفاوت غلظت تعادلی Zn در نسبت های مختلف خاک به محلول زیاد بود. این تفاوت با گذشت زمان کمتر شد. در غلظت زیاد(Zn (mg/L100 تفاوت غلظت تعادلی Zn برای نسبت های مختلف خاک به محلول در زمان های کوتاه و بلند تقریبا یکسان بود. با کاهش نسبت خاک به محلول شکل همدماهای جذب از نوعL به نوع H تغییر یافت. برازش معادله لنگمویر به داده های جذبی نشان داد که با کاهش نسبت خاک به محلول ثابت حداکثر جذب(b) این معادله افزایش و ثابت انرژی جذب(K) آن کاهش یافت. همچنین، با کاهش این نسبت پسماند در همدماهای جذب-واجذب افزایش پیدا کرد.
    کلیدواژگان: پسماند، جذب، واجذب روی، نسبت خاک به محلول، همدما
  • فاطمه نادری*، محسن مسعودیان، کلاوس راتچر صفحات 77-87
    در اغلب موارد سازه های کنترل و اندازه گیری جریان در کانال های باز به دلیل سازگاری با مقطع کانال و یا هزینه های بالا با طولی کمتر از عرض کانال ساخته می شوند. هیدرولیک جریان در چنین سازه ای متفاوت از سازه هم عرض کانال می باشد. در تحقیق آزمایشگاهی حاضر تاثیر فشرده نمودن جوانب سازه ترکیبی سرریز- دریچه استوانه ای بر ضریب دبی ترکیبی آن مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها روی فلومی به طول 7/5 متر، عرض 30 سانتی متر و ارتفاع 46 سانتی متر، با استفاده از مدل های سرریز- دریچه استوانه ای با چهار قطر 75، 110، 125 و 160 میلی متر، بازشدگی ثابت 3 سانتی متر، درصدهای فشردگی برابر سرریز و دریچه (0.2≤b/B≤1) و ترکیب های مختلف دبی و عمق جریان برای جریان آزاد انجام شد. نتایج نشان داد ضریب دبی ترکیبی به پارامترهای عمق آب بالادست به قطر استوانه، هد روی سرریز به عمق آب بالادست و نسبت طول تاج سازه به عرض کانال وابستگی مستقیم دارد. از طرفی با کاهش نرخ تغییرات ضریب دبی با تغییر پارامتر کاهش می یابد. در نهایت بر اساس رگرسیون غیرخطی چندگانه رابطه ضریب دبی سازه فوق بر حسب پارامترهای هیدرولیکی و هندسی موثر بر آن ارائه شده است.
    کلیدواژگان: استوانه ای، سرریز، دریچه، ضریب دبی، فشردگی جانبی
  • ابتسام جاسمی زرگانی*، سیدمحمود کاشفی پور صفحات 89-99
    آبشکن یکی از رایج ترین سازه های محافظت از سواحل می باشد. آبشکن ها می توانند مستغرق و یا غیر مستغرق باشند، آبشکن های مستغرق بیشتر در مسائل کشتیرانی و آبشکن غیر مستغرق در مسائل دیگر کاربرد دارند. این سازه خود در معرض فرسایش در کناره ها و دماغه قرار می گیرد. جهت مقابله با آبشستگی ایجاد شده در اطراف آبشکن ها یکی از ساده ترین و در عین حال اقتصادی ترین روش ها، استفاده از سنگ چین است. در این تحقیق به بررسی پایداری سنگ چین و تشخیص حالت های مختلف شکست سنگ چین ها جهت محافظت از آبشکن در قوس 90 درجه پرداخته شده است. آزمایش ها در یک فلوم 90 درجه ملایم صورت گرفت. پس از تشخیص آبشکن بحرانی در طول قوس، آبشکن بحرانی و آبشکن قبل و بعد از آن نیز با سنگ چین ها محافظت شدند. 200 آزمایش با اندازه های مختلف سنگ چین، تغییر پارامترهای آبشکن شامل طول، فاصله و ارتفاع آن در اعدد فرود مختلف جریان صورت پذیرفت. در پایان سه نوع شکست غلتشی، لغزشی و زیرسطحی همانند شکست های دیده شده در کانال مستقیم واطراف سایرسازه ها، تایید شد و رابطه ای برای تعیین نوع شکست در طراحی سنگ چین جهت استفاده در مهندسی رودخانه ارائه شده است.
    کلیدواژگان: آبشکن، پایداری سنگ چین، حفاظت، دیواره رودخانه، قوس 90 درجه
  • علی طالبی*، سمانه پورمحمدی، محمدحسن رحیمیان صفحات 101-114
    حرکت آب در خاک یکی از پیچیده ترین فرایندهای طبیعی می باشد که مدیریت حوضه های آبخیز و وضعیت هیدرولوژی حوضه را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، مطالعات نفوذ آب در خاک یکی از مهمترین موارد تحقیقاتی در عرصه های منابع طبیعی می باشد. هدف از تحقیق حاضر بررسی معادلات نفوذپذیری در گروه های هیدرولوژکی مختلف خاک در حوضه های مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. در این مطالعه از استوانه مضاعف برای اندازه گیری نفوذپذیری خاک در 10 نقطه در گروه های هیدرولوژیکی A و B در حوضه خشک و کوهستانی منشاد استفاده شد. سپس معادلات نفوذ کوستیاکوف، لویس کوستیاکوف، SCS و فیلیپ با مقادیر نفوذپذیری تجمعی برای هر نقطه برازش داده شد و به کمک آماره های خطای میانگین مطلق و خطای استاندارد، مناسب ترین معادله نفوذ در هر گروه هیدرولوژیکی تعیین گردید. نتایج تحقیق حاضر معادله نفوذ لویس کوستیاکوف را بعنوان مناسب ترین روش برای اندازه گیری نفوذ در هر دو گروه هیدرولوژیکی A و B معرفی می کند؛ به طوری که آماره های خطای میانگین مطلق و خطای استاندارد در این روش از سایر روش ها کمتر بوده و به ترتیب مقادیر 0/49 و 0/63 سانتی متر را نشان داده است.
    کلیدواژگان: حوضه آبخیز منشاد، گروه های هیدرولوژیکی خاک، نفوذپذیری
  • احمد رادمهر*، شهاب عراقی نژاد صفحات 115-128
    اولویت بندی زیرحوضه های واقع در یک حوضه آبخیز به منظور انجام مطالعات کنترل سیلاب می تواند در قالب یک مسئله چند معیاره مطرح شود. در این تحقیق از یک سیستم پشتیبان برنامه ریزی فازی با تکیه بر تحلیل های مکانی با به کارگیری دو روش تصمیم گیری چند معیاره شامل فرایند تحلیل سلسله مراتبی و روش تاپسیس در محیط فازی به منظور در نظر گرفتن ابهام در فرایند تصمیم گیری استفاده شده است. از روش تحلیل سلسله مراتبی برای تعیین ساختار فرایند تصمیم گیری و برآورد وزن نقشه های معیار و از مدل تاپسیس فازی برای رتبه بندی نهایی زیرحوضه های واقع در حوضه آبخیز شهری تهران استفاده شده است. همچنین به منظور انجام تحلیل های مکانی جهت انجام فرایند تصمیم گیری از یک جعبه ابزار توسعه داده شده در محیط نرم افزاری با برنامه نویسی در محیط Visual Basic استفاده شده است. در این تحقیق مدلی ارائه می شود که در آن مفاهیم مبهمی نظیر وزن معیارهای تصمیم گیری به صورت متغیرهای زبانی قابل تبدیل به اعداد فازی مثلثی بیان می شوند. در نهایت با استفاده از جابجایی وزن معیارهای تصمیم گیری و تولید سناریوهای وزن دهی، به تحلیل حساسیت مدل پرداخته شده است. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که زیرحوضه سه درون شهری در 19 سناریو اولویت اول را از نظر مطالعات کنترل سیلاب کسب کرده است.
    کلیدواژگان: اولویت بندی، تاپسیس فازی، تحلیل حساسیت، تحلیل سلسله مراتبی، تصمیم گیری چند معیاره، مدیریت سیلاب
  • سعدالله علیزاده اجیرلو*، اسماعیل فرخپور صفحات 129-138
    قارچ های میکوریز می توانند با افزایش کارایی آب مورد استفاده و جذب مواد معدنی، کاهش تنش های خشکی و شوری موجب بهبود رشد و نمو گیاهان شوند. به منظور بررسی تاثیر سه گونه قارچ میکوریز آربوسکولار (Glomus intraradices، Glomus mosseaeو Glomus versiforme) بر پارامترهای رشد و نمو گیاه جعفری آفریقایی، آزمایشی گلخانه ای با چهار تیمار (گیاه غیرمیکوریزی یا شاهد و گیاهان تلقیح شده با هر کدام از سه قارچ مذکور) و پنچ تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی انجام گرفت. مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام شد. نتایج نشان داد که گیاهان تلقیح شده با قارچ میکوریزا به طور معنی داری از رشد و نمو بهتری نسبت به گیاهان غیرمیکوریز برخوردار بوده و همزیستی بین قارچ میکوریز و گیاه میزبان (جعفری آفریقایی) باعث افزایش معنی دار (p <0.05) ارتفاع گیاه (تا سه برابر)، اندازه گل(1/5 تا 2/5 برابر)، وزن تر(تا 3 برابر)، وزن خشک (بیش از سه برابر)، درصد کلونیزاسیون، غلظت فسفر ریشه و گلدهی زودرس تر (14-15 روز) نسبت به شاهد در این گیاه شد. قارچ Glomus versiformeاز لحاظ صفات ذکر شده، کارایی بالاتری نسبت به دو قارچ دیگر داشت. به نظر می رسد درصد بالای کلونیزاسیون در این قارچ دلیل احتمالی کارایی بهتر این قارچ بوده است.
    کلیدواژگان: فسفر، کلونیزاسیون ریشه، گل جعفری آفریقایی، گلدهی، میکوریز آربوسکولار
  • جعفر نیکبخت *، مرضیه عبدالهی سیاهکلرودی صفحات 139-152
    در این پژوهش اثر مغناطیسی کردن آب آبیاری بر خصوصیات پیاز رطوبتی در آبیاری قطره ای سطحی بررسی شد. آزمایش به صورت طرح کامل تصادفی در سه تکرار بر روی خاک با بافت لوم رسی و قطره چکان میکروفلاپر با دبی 4 لیتر در ساعت در گلخانه مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان در سال 1391 اجرا شد. آزمایش در یک جعبه فلزی به ابعاد 80×80×80 سانتی متر که یک دیواره آن از شیشه شفاف ساخته شده بود انجام شد. جهت ایجاد میدان مغناطیسی از دو عدد مغناطیس ثابت با شدت 0/1 تسلا که دور لوله پلی اتیلن 16 میلی متر نصب شده بود استفاده گردید. خصوصیات پیاز رطوبتی شامل عرض خیس شده سطح خاک، قطر دایره عظیمه پیاز رطوبتی و عمق رخداد آن و طول گسترش پیاز رطوبتی در خاک در زمان های 1، 3، 5، 10، 15، 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80، 90 و 120 دقیقه که در قسمت شفاف جعبه مشاهده می شد اندازه گیری گردید. مقادیر اندازه گیری شده با استفاده از نرم افزار SAS مورد آنالیز آماری قرار گرفت. با توجه به نتایج تیمار، آب مغناطیسی باعث افزایش عرض خیس شده سطح خاک و قطر دایره عظیمه پیاز رطوبتی گردید. بیش ترین اختلاف مشاهده شده بین عرض خیس شده سطح خاک در تیمارهای آب مغناطیسی و آب معمولی 7/9 سانتی متر و برای قطر دایره عظیمه پیاز رطوبتی6/32 سانتی متر بود که در زمان 120 دقیقه پس از شروع آزمایش رخ داد. اختلاف های بیان شده از نظر آماری معنی دار (p<5%) بود. گسترش بیش تر عرض پیاز رطوبتی آب مغناطیسی نسبت به تیمار آب معمولی در خاک در سیستم آبیاری قطره ای سطحی باعث کاهش عمق پیاز رطوبتی در تیمار اول در خاک شد. با توجه به نتایج، حداکثر عمق پیاز رطوبتی در تیمار آب معمولی 22/52 سانتی متر و آب مغناطیسی 22/25 سانتی متر بود که از نظر آماری تفاوت معنی دار (p<5%) نداشتند. با توجه به نتایج این پژوهش، در صورت استفاده از آب مغناطیسی در سیستم آبیاری قطره ای می توان فاصله قطره چکان ها را از یکدیگر بیش تر گرفت.
    کلیدواژگان: آب مغناطیسی، آبیاری قطره ای، ویژگی های پیاز رطوبتی
  • حمید زارع ابیانه* صفحات 153-167
    بررسی عوامل موثر بر جریان های رودخانه ای در مطالعات منابع آب از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این راستا تاثیر پدیده های بزرگ مقیاس آب و هوایی بر جریان های رودخانه ای و مطالعه تغییرات درون سالی آن با پدیده انسو در سال های اخیر مورد توجه پژوهشگران بوده است. در این مطالعه تاثیر پدیده انسو بر مقدار جریان های رودخانه ای 14 ایستگاه آب سنجی منطقه همدان با استفاده از دو شاخص TNI و MEI بررسی گردید. نتایج نشان داد که مقادیر جریان های رودخانه ای کلیه ایستگاه های آب سنجی مورد مطالعه نسبت به پدیده انسو عکس العمل متفاوتی از هم نشان می دهند. نتایج حاکی از تاثیرپذیری تغییرات جریان 11 ماه از سال های مورد مطالعه با شاخص TNI و به طور متناظر 10 ماه از سال های مورد مطالعه با شاخص MEI، از پدیده انسو بود. بررسی درصد تراکم یا درصد وقوع فاز لانینای شاخص های انسو در سطح کل منطقه نشان داد که به ترتیب در 64/12درصد از موارد، فاز لانینای شاخص های TNI و MEI غالب بوده اند. هم چنین برازش مدل رگرسیونی بر داده های مقدار جریان ایستگاه های آب سنجی و شاخص های انسو نشان داد که شاخص TNI حدود 75 درصد از تغییرات جریان منطقه مورد مطالعه را توصیف می کند. درحالی که شاخص MEI، فقط قادر به توجیه حدود 51 درصد از تغییرات جریان بود. در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که استفاده از شاخص TNI برای توجیه تغییرات جریان ماهانه رودخانه های استان همدان مناسب تر از شاخص MEI می باشد.
    کلیدواژگان: انسو، جریان رودخانه، شاخص MEI، شاخص TNI
  • سولماز فتح العلومی، شکرالله اصغری* صفحات 169-183
    خاک های درشت بافت عموما دارای ماده آلی ناچیز و ساختمان ناپایدار هستند. استفاده از مواد زائد ارزان قیمت مثل لجن فاضلاب یکی از روش های رفع یا کاهش مشکلات خاک های مذکور می باشد. هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر لجن فاضلاب شهری اردبیل بر برخی خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی یک خاک لوم شنی منتخب از دشت اردبیل زیر کشت گندم بود. آزمایش گلخانه ای به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی در 5 تیمار و 4 تکرار اجرا گردید. تیمارها شامل مقادیر 0 (شاهد)، 11/5، 23، 46 و 69 گرم لجن هوا خشک در کیلوگرم خاک هوا خشک که به ترتیب معادل صفر، 30، 60، 120 و 180 تن لجن در هکتار بودند. پس از اختلاط لجن با خاک، بذر گندم بهاره در گلدان ها کشت گردید. اندازه گیری پارامترها 4 ماه بعد از اختلاط لجن با خاک و پس از برداشت گندم انجام گرفت. نتایج نشان داد که کلیه مقادیر مصرفی لجن از 30 تا 180 تن در هکتار به ترتیب و به طور معنی دار باعث کاهش جرم مخصوص ظاهری به میزان 3/34 تا 9/88 درصد، جرم مخصوص حقیقی به میزان 1/32 تا 4/43 درصد، منافذ ماکرو (μm 75 <) به میزان 9/12 تا 145/8 درصد و هدایت هیدرولیکی اشباع به میزان 129/3 تا 440/5 درصد نسبت به شاهد گردید. کاربرد لجن در مقادیر 30 تا 180 تن در هکتار، کربن آلی را به میزان 21/94 تا 176 درصد، میانگین وزنی قطر خاکدانه(MWD) را به میزان 64/78 تا 233 درصد، تخلخل کل را به میزان 1/24 تا 6 درصد، رطوبت ظرفیت مزرعه را به میزان 1/91 تا 15/14 درصد، رطوبت نقطه پژمردگی دائم را به میزان 1/3 تا 15/85 درصد، رطوبت قابل استفاده گیاه را به میزان 2/22 تا 14/98 درصد، منافذ میکرو (μm 30 >) را به میزان 1/56 تا 24/19 درصد و منافذ مزو (μm 75 تا30) را به میزان 10/7تا 29 درصد به ترتیب و به طور معنی دار نسبت به شاهد افزایش داد. با توجه به نتایج تحقیق حاضر، امکان استفاده از لجن فاضلاب شهری اردبیل به منظور ارتقای کیفیت فیزیکی خاک های درشت بافت به ویژه در شرایط زیر کشت گیاه وجود دارد.
    کلیدواژگان: پایداری خاکدانه، توزیع اندازه منافذ، خاک لوم شنی، رطوبت قابل استفاده، لجن فاضلاب شهری، هدایت هیدرولیکی
  • امین سالم نیا*، منوچهر فتحی مقدم، صادق حقیقی پور صفحات 185-195
    حوضچه های استغراق یکی از انواع سازه های مستهلک کننده انرژی اضافی جریان های ریزش در پایین دست سدها می باشند. سرعت جریان در اثر برخورد جت آب به دیواره و بستر حوضچه به فشار دینامیکی تبدیل می شود. در انجام آزمایش ها از سیستم ترانسدیوسر فشار برای اندازه گیری فشارهای دینامیکی ناشی از جت دایره ای غیر مستغرق بر روی یک صفحه صاف استفاده گردید. نتایج آزمایشات نشان می دهد که ضریب فشار دینامیکی با کاهش متوسط 18 درصدی قطر نازل به طور میانگین 14 درصد افزایش و با کاهش میانگین 34 درصدی ارتفاع ریزش در حدود 13 درصد افزایش می یابد. اما روند تغییرات ضریب فشار دینامیکی در برابر افزایش دبی(عدد فرود) ثابت نبوده و بعد از رسیدن به یک نقطه بیشینه روندی کاهشی پیدا می کند.
    کلیدواژگان: ارتفاع ریزش، جت قائم، حوضچه استغراق، فشار دینامیکی
  • علی اکبر صفری سنجانی*، سمیه طاهری قهریزجانی صفحات 197-213
    هدف از این پژوهش بررسی پیامد کاربرد زئولیت و کود جانوری بر فراوانی و کارکرد ریزجانداران در کشت گلخانه ای ذرت بود. دو آزمایش جداگانه در دو خاک شن لومی و رسی با طرح کامل تصادفی به گونه فاکتوریل با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای این پژوهش زئولیت در سه سطح (بدون زئولیت، 10% و 20% زئولیت) و کود در سه سطح (بدون کود، کود مرغی و کود گاوی) به اندازه 20 گرم وزن خشک بر کیلوگرم خاک و جایگاه نمونه برداری از خاک در دو سطح (ریزوسفر و ناریزوسفر) بودند. برای نمونه برداری خاک ریزوسفری از روش برش لایه نازک بهسازی شده، بهره گیری شد. هنگامی که گیاهان به گام گلدهی از رشد خود رسیدند، از دو جایگاه ریزوسفر و ناریزوسفر خاک نمونه برداری شد و برخی از ویژگی های بیولوژیک در هر دو خاک اندازه گیری شد. یافته های این پژوهش نشان داد که کاربرد زئولیت و کودهای جانوری ویژگی های بیولوژیک هر دو خاک سبک و سنگین را در برابر شاهد دگرگون کرد به گونه ای که در همه تیمارها فراوانی باکتری ها، اکتینومیست ها و تنفس برانگیخته به اندازه چشم گیری افزایش یافت. در برابر آنها فراوانی قارچ ها با افزودن زئولیت به خاک ها دگرگونی چشم گیری نداشت. کاربرد زئولیت در خاک شن لومی مایه افزایش چشم گیر تنفس پایه، کربن و فسفر زیتوده و فراوانی اسپورگلومرال ها شد ولی از دیدگاه آماری در خاک رسی پیامد چشم گیری بر آنها نداشت. بنابراین کاربرد زئولیت و کودهای جانوری در خاک شن لومی در برابر خاک رسی پیامدهای نمایان تری بر ویژگی های زیستی خاک داشت.
    کلیدواژگان: بافت خاک، ریزجانداران، زئولیت، کود جانوری، ریزوسفر
  • صفر معروفی*، صبا سقایی، فرناز ارشادفتح، بهناز ختار ختار صفحات 215-226
    با توجه به تاثیر دما در شرایط اقلیمی هر منطقه و اهمیت پیش بینی آن در برنامه ریزی های محیطی، استفاده از روش های آماری به منظور مطالعه تغییرات و پیش بینی دما، کاربرد وسیعی پیدا کرده است. روش های آماری ابزارهایی کارآ و مفید برای درک و ارزیابی رفتار اقلیم به شمارمی روند. از الگوهای آماری پرکاربرد در این زمینه، می توان به الگوهای خانواده آریما اشاره نمود. در این الگوی آماری مقادیر براساس رفتارهای گذشته مدل سازی شده و سپس پیش بینی می شوند. در پژوهش حاضر، با استفاده از مدل های خانواده آریما، ابتدا با بررسی وجود یا عدم وجود روند و ارزیابی توابع خودهمبستگی(ACF)و خودهمبستگی جزئی(PACF)در دوره آماری (2005-1977)، مدل های سری زمانی مختلف به داده های میانگین دمای ماهانه در ایستگاه های سینوپتیک ایران برازش داده شد. سپس با استفاده از معیار آکائیک و بیزی شوارز بهترین مدل از میان مدل های به کار گرفته شده برای هر ایستگاه انتخاب گردید. نتایج این مطالعه بیانگر قابلیت مدل های غیر فصلی آریما برای تعیین روند پارامتر دما در گستره ایران می باشد. به کمک الگوهای آماری بدست آمده برای هر ایستگاه می توان پارامتر دما را در مقیاس ماهانه در دوره های آتی پیش بینی نمود.
    کلیدواژگان: آریما، ایران، دما، سری زمانی
  • قربان وهاب زاده*، یونس نویدی فر، محمود حبیب نژاد روشن، هیراد عبقری صفحات 227-236
    برآورد دقیق دبی جریان، یک گام کلیدی در برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب به شمار می آید. یکی از عوامل تاثیرگذار در تغییر روند رژیم جریان رودخانه ها، تغییر کاربری اراضی در سطح حوضه می باشد. در این مطالعه با استفاده از مدل هیدرولوژیکیHEC-HMS، اثرات تغییر کاربری اراضی بر رژیم جریان رودخانه آجرلو در استان آذربایجان غربی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی تغییرات کاربری اراضی حوضه، از تصاویر سنجنده هایMSS لندست و LISS III ماهوارهIRS-1Cمربوط به سال های 1975 و 2008 استفاده گردید. پس از اعمال تصحیحات و تحلیل های مختلف بارزسازی تصاویرو نمونه برداری تصادفی از واحدهای کاربری اراضی، طبقه بندی برای هر دو سری تصویر با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال انجام شد. برای هر دو سری تصویر (با توجه به ضریب کاپای 0/76 و 0/78 بترتیب برای تصاویر MSS و LISSIII)، باندهای سبز، شاخص NDVI و قرمز به عنوان بهترین ترکیب باندی انتخاب گردید. سپس صحت نقشه های تولید شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در این دوره 33 سال اراضی مرتعی 37/65 درصد کاهش و اراضی کشاورزی و اراضی فاقد پوشش بترتیب 57/27درصد و 39/98 درصد افزایش داشته اند. به این منظور پس از تهیه نقشه کاربری اراضی مربوط به سال های 1354 و 1387 و تلفیق با نقشه گروه های هیدرولوژیک خاک در محیط GIS، مدل هیدرولوژیک HEC-HMS با استفاده از روش نفوذ شماره منحنی و هیدروگراف واحد SCS حوضه بر مبنای داده های بارش- رواناب مشاهده ای، واسنجی و اعتباریابی گردید. نتایج حاصل از واسنجی مدل پس از بهینه سازی پارامترهای شماره منحنی و زمان تاخیر حوضه نشان داد که تغییر کاربری اراضی در این فاصله زمانی باعث افزایش 29/7 مترمکعب بر ثانیه (معادل 86/8 درصد) دبی اوج و 18/8 میلیون مترمکعب (معادل 12/7درصد) حجم رواناب شده است.
    کلیدواژگان: آجرلو، دبی جریان، کاربری اراضی، واسنجی مدل، HEC، HMS
  • مهدی تمجید، محمدحسن بیگلویی*، محمدرضا خالدیان، علیرضا مریدنژاد، عادل محمدی صفحات 237-246
    به منظور مقایسه رگرسیون خطی و شبکه های عصبی مصنوعی در برآورد ابعاد پیاز رطوبتی در سامانه آبیاری قطره ای در اراضی شیب دار، آزمایشاتی با قطره چکان دارای دبی ثابت 4 لیتر در ساعت در مدت زمان های آبیاری 4، 6، 8، 10 و 12 ساعت در اراضی با شیب های صفر، 5، 15 و 25 درصد با بافت خاک لوم سیلتی در منطقه فتحعلی دشت مغان در چهار تکرار انجام گرفت. نتایج مقایسه ای تخمین عمق پیاز رطوبتی با آماره هایR2 و EF و RMSE در روش شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه به ترتیب برابر 0/98 و 0/98 و 1/07 سانتی متر و در روش رگرسیون خطی چندگانه به ترتیب 0/93 و 0/93 و 2/1 سانتی متر به دست آمد. هم چنین نتایج مقایسه این دو روش از نظر تخمین نیمرخ خاک خیس شده بر اساس آماره هایR2 و EF و RMSE که به ترتیب برابر 0/99، 0/99 و 22/16 سانتی متر مربع، و هم چنین 0/93، 0/93 و 74/77 سانتی متر مربع به دست آمد، نشان داد روش شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه نسبت به روش رگرسیون خطی چندگانه مناسب تر بود. اما نتایج مقایسه روش شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه و روش رگرسیون خطی چندگانه از نظر تخمین مساحت خیس شده سطح خاک بر اساس آماره هایR2، EF و RMSE که بترتیب برابر 0/90، 0/90 و 126/44 سانتی متر مربع، هم چنین 0/99، 0/99 و 18/22 سانتی متر مربع به دست آمد نشان داد که از این نظر روش رگرسیون خطی چندگانه نسبت به روش شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه مناسب تر بود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، ابعاد خیس شدگی خاک، پیاز رطوبتی، رگرسیون خطی، شبکه های عصبی مصنوعی
  • کیومرث عباسی *، محمدرضا نیشابوری، شاهین اوستان، عباس احمدی صفحات 247-259
    فرسایش خاک نه تنها به عنوان تهدیدی برای رفاه بشر بلکه تهدید جدی برای حیات او شناخته شده است. جوامع بشری با درک اهمیت این موضوع اقدامات متعددی برای کنترل فرسایش اتخاذ کرده اند. پژوهش حاضر روی اثرات شیب، شدت بارندگی و نوع پوشش خاک بر روان آب و رسوب حاصله از فرسایش انجام یافته است. 24 آزمایش با استفاده از شبیه ساز باران روی نمونه خاک حساس به فرسایش جمع آوری شده از منطقه بناب واقع در شمال غرب ایران انجام گرفت. برای هر آزمایش تقریبا 110 کیلوگرم خاک پس از گذراندن از الک 4/76 میلی متری در داخل سینی فلوم به ابعاد 0/1×1×1 متر قرار داده شد و مسطح گردید. تیمارهای آزمایش عبارت از دو شیب 5% و 25%، دو شدت بارش 40 و 80 میلی متر در ساعت و دو نوع پوشش / اصلاح کننده خاک از جمله هیدرومالچ، پلی آکریل آمید و خاک بدون پوشش بود. طرح آزمایش به صورت فاکتوریل و بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا شد. در هر آزمایش در طول 30 دقیقه بارش ایجاد شده افزایش حجم رواناب، رسوب و اتلاف عناصر N، P، K خاک در رواناب و رسوب اندازه گیری گردید. هیدرومالچ و پلی آکریل آمید هر دو در کاهش رواناب و رسوب موثر بودند. هیدرومالچ مقادیر رسوب را عملا حذف و حجم رواناب را حدود 45 درصد کاهش داده است. مصرف پلی اکریل آمید به مقدار 25 کیلوگرم در هکتار در مقایسه با هیدرومالچ تاثیر کمتری در کاهش فرسایش خاک داشت، اما نسبت به شاهد مقادیر رسوب را 30 تا 62 درصد، رواناب را 5 تا 8 درصد پایین آورده است. در مورد اتلاف عناصر N، P،K هیدرومالچ و پلی آکریل آمید با تاثیر مثبتی که در کاهش میزان رسوب و رواناب داشتند بطور معنی دار موجب کاهش اتلاف عناصر مذکور شدند.
    کلیدواژگان: اتلاف عناصر غذایی، پلی آکریل آمید، رسوب، رواناب، شبیه ساز باران، هیدرومالچ
  • جواد حمزه ئی *، محسن سیدی صفحات 261-271
    به منظور بررسی اثرات الگوهای مختلف کشت بر برخی ویژگی های فیزیکی- شیمیایی خاک و کارایی استفاده از زمین آزمایشی در سال زراعی 90-1389 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینای همدان اجرا شد. طرح آزمایشی مورد استفاده بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و ده تیمار بود. کشت خالص نخود (P1)، کشت خالص جو (P2) و الگوهای کشت مخلوط با تراکم 100% جو + تراکم 100% نخود P3)، 75%) جو + 100% نخودP4)، 50%) جو+ 100% نخودP5)، 25%) جو + 100% نخودP6)، 75%) جو + 25% نخودP7)، 50%) جو + 50% نخود P8)، 25%) جو + 75% نخود (P9) به همراه تیمار شاهد بدون کشت (P10) تیمارهای آزمایشی بودند. ویژگی های خاک مثل pH، EC، چگالی ظاهری، ماده آلی، نیتروژن کل و درصد خاکدانه پایدار و کارایی استفاده از زمین (LUE) و عملکرد کل نظام ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که تمامی ویژگی ها به طور معنی داری تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی قرار گرفتند. بیشترین خاکدانه پایدار (3/45%) در تیمار P5 حاصل شد که در مقایسه با تیمار شاهد (P10(70% بیشتر بود. بیشترین ماده آلی (2/50%) و نیتروژن خاک (0/44%) نیز به ترتیب در تیمارهای P5 و P1 به دست آمد. تیمار P3 دارای بالاترین عملکرد کل بود و با تیمارهای P1 (کشت خالص نخود) و P2 (کشت خالص جو) اختلاف معنی دار داشت. افزون بر این، در کلیه تیمارهای کشت مخلوط شاخص LUE بالاتر از یک بود و تیمارP3 بیشترین میزان LUE را به خود اختصاص داد. در کل، کشت مخلوط افزایشی 50% جو + 100% نخود ویژگی های فیزیکی- شیمیایی خاک را بهبود بخشید و کارایی استفاده از زمین را افزایش داد.
    کلیدواژگان: کارایی استفاده از زمین، کشت مخلوط، نیتروژن خاک، ماده آلی، هدایت الکتریکی
|
  • M. Daryaee*, Sm Kashefipour, M. Ghomshi Pages 1-9
    In this study the controlling of density current by obstacle and roughness has been investigated. Experiments were carried out in a flume with length of 780 cm with 3 variable lengths of insertion roughness (0. 5، 1 and 1. 5 m) in upstream، downstream، and two sides of obstacle، and 3 heights of roughness (0. 5، 1 and 1. 5 cm) for each setting. The height of obstacle was considered equal to the height of density current body. Also two concentrations of density current، 10 g/L () and 20 g/L () and two bed slopes، 0% and 2. 5% were considered. A series of experiments was performed without using roughness. The results indicated that using roughness with obstacle had significant impact on the controlling of density current. So that without using roughness and just by using an obstacle with the height equal to density current body in the same concentrations and bed slopes، about 31% of density current was blocked. Whereas by using roughness with obstacle in some conditions 100% blocking of density current was obtained. Insertion of roughness in upstream of obstacle had relatively more impact (about 11%) on the controlling of density current as compared with the condition of roughness insertion in downstream of obstacle.
    Keywords: Gravity current controlling, Reservoirs sedimentation, Turbidity current
  • A. Asghari Moghaddam*, R. Barzegar Pages 11-27
    The great plain of Tabriz is an active practical farming, olericultural and industrial area due to the centralization of East Azerbaijan population in this area. Entrance of industrial and urban sewages as well as recycled water from the agricultural activities into the groundwater of the plain contaminates the water and soil resources of the area and makes an environmental disaster. In this study the contamination of groundwater resources of the plain with nitrate and its distribution in different parts of the plain and the effects of different sources of nitrate such as industrial and urban sewages as well as recycled water from the agricultural activities on these resources were investigated. For this purpose, 30 samples were collected from evenly distributed deep and shallow wells in October 2013 and chemically were analyzed in hydrologic lab of the University of Tabriz. Maximum and minimum nitrate concentrations in the study area were 243.7 mg/L and 0.4 mg/L which belonged to the samples collected from the west end of Tabriz city (Gharamalek region) and west end of the plain (Satloo region), respectively. Finally, groundwater vulnerability of the plain was evaluated using the AVI and GOD methods for coincidence of vulnerable places of the aquifer with high nitrate concentrations.
    Keywords: AIV, GOD methods, Groundwater vulnerability, Nitrate concentration anomaly, Tabriz Plain
  • F. Ghaemizadeh, H. Banejad*, O. Bahmani Pages 29-44
    In this study three dominant soil textures of Hamedan province (Sandy-Loam, Clay-Loam and Loam) in two conditions, with and without maize cultivation, were contaminated with the wastewater containing cadmium. Cd concentration in drainage water was analyzed by completely randomized factorial design in the repeated measures, with three replications of each treatment. Also the Two-Region Non-equilibrium models (TRM) in CXTFIT software were used to simulate the transport of Cadmium in non-cultivated soils and to estimate the residual cadmium concentration at the end of experiments. The results showed that the Sandy-Loam and Loamy soil textures both under cultivation conditions had the minimum and maximum effects on Cd contaminated water filtration, respectively. The CXTFIT software showed that the best fitting for breakthrough curve derived from simulated and observed data was for the loam soil with a correlation coefficient value of r =0.84. Also the simulation results showed that under the conditions of this experiment, residual cadmium concentrations in the soil at the end of the growing season were low in the sandy-loam soil and high in the Clay-Loam and Loam soils.
    Keywords: Cadmium, Maize, CXTFIT, Physical non, equilibrium, Soil texture, Wastewater
  • Mh Nouri Gheidari, A. Danko*, M. Shahraki Pages 45-59
    Nowadays it has been proved that the frequencies of many natural phenomena (such as floods earthquakes, landslides, and forest fires) fit with the power law distribution. The power law distribution is extracted from the fractal concepts of earth science events such as rainfall and runoff. In the present study, this distribution and also other conventional probability distributions were used to analyze flood frequency in the Sarbaz River of Sistan and Balochestan Province. Since in the studied area at some cases the river flow amount was almost low or even zero and also in the wet years several floods occurred so use of the maximum annual floods series could not provide accurate results. Therefore, in this study partial duration series were used for flood frequency analysis. Results showed that the partial duration series on the contrary to the annual maximum series fitted with the power law distribution properly. Among all the probability distributions which were used for flood frequency analysis the power law distribution had the best performance so that the Relative Root Mean Square Errorindices for power law distribution compared to conventional probability distributions in Pirdan and Pishin sites reduced at least 35 and 40 percent, respectively.
    Keywords: Flood frequency analysis, Partial duration series, Power law, Sarbaz River
  • H. Ramezanzadeh_S. Oustan*_M. R Neyshabouri_A. Reyhanitabar Pages 61-75
    Sorption reaction depends on various factors, including number of available sorption sites, total amount of sorptive material in solution and probability of effective contact between sorption sites and sorptive material. The amount of sorption per unit mass of sorbent usually increases with decreasing soil-to-solution ratio. However, there is little information on the effects of soil-to-solution ratio on sorption and particularly desorption isotherms. This research aimed to investigate the effects of different soil-to-solution ratios (1:2.5,1:5,1:10,1:20 and 1:50) on sorption isotherms of zinc at initial concentration range of 10-100 mg Zn/kg soil and 0.01 M Ca(NO3)2 background solution (adjusted to pH 7.3) in a sandy soil. Moreover, the effects of these soil-to-solution ratios on desorption of zinc at three initial concentrations were evaluated. The results indicated large differences in equilibrium concentrations of zinc among the soil-to-solution ratios at low initial concentration of zinc (10 mg/L) and short contact times (< 18 h). The difference decreased with increasing contact time. At high initial concentration of zinc (100 mg/L), the equilibrium concentrations of zinc were almost the same for both short and long contact times. With decreasing the soil-to-solution ratio, the type of sorption isotherms changed from L- to H-type. Fitting the Langmuir equation to the sorption data revealed a direct relation of maximum sorption constant (b) as well as an adverse relation of sorption energy constant (K) to the soil-to-solution ratios. Furthermore, hysteresis values of the sorption-desorption isotherms were increased with decreasing soil-to-solution ratios.
    Keywords: Hysteresis, Isotherm, Soil, to, solution ratio, Zinc sorption, desorption
  • F. Nadery*, M. Masoudian, K. Roettcher Pages 77-87
    In most cases flow control and measuring structures on open channels, are built in a length smaller than the channel width due to the high expenses or for corresponding to the channel cross section. Hydraulics of flow in such structures is different from full width structures. In the current experimental research the effect of contracting 2 sides of a cylindrical weir-gate on the combined discharge coefficient has been investigated. The experiments were done in a laboratory flume with 7.5 m length, 30 cm width and 46 cm height, using cylindrical weir-gate models with diameters of 75, 110, 125 and 160 mm, constant gate opening of 3 cm, similar contraction ratio for the gate and weir in the range of (0.2≤b/B≤1), and different discharges and flow depths for the free flow. The results showed that the combined discharge coefficient was directly related to the ratio of upstream water depth to the weir-gate height (H/P), the ratio of water head over the weir to upstream water depth (Hw/H), and the ratio of structure length to the channel width (b/B). On the other hand, when the ratio of (b/B) decreased, the rate of Cd changes vs. (H/P) decreased, too. At the end, the multiple nonlinear regression analysis was used to correlate the discharge coefficient of such structures to both hydraulic and geometrical effective parameters.
    Keywords: Cylindrical, Discharge coefficient, Side contraction, Weir, Gate
  • E. Jasemi, Zargani*, Sm Kashefipour Pages 89-99
    Spur dikes are the most common structures for river bank protection. Spur dikes are used in the submerged and non-submerged forms. The submerged type is used when navigation is dominant in a river and in other cases the non-submerged ones are usual. Since construction of this structure causes higher flow velocities around it, this structure is exposed to erosion. Riprap around the dike structure nose is one of the most common and economic ways to protect spur dike. In this study the riprap stability and different modes of riprap failure in a mild 90-degree bend have been investigated. Experiments were conducted in a laboratory flume with a 90-degree bend. After specifying the critical spur dike along the bend, this one and the other two spurs setted before and after the critical one were protected by riprap. The variables were the length of the structure, spur spacing and height, riprap size and different Froude numbers, with a total of 200 experiments being carried out in this flume. Three modes of riprap failure including rolling, sliding and undermining as had been detected for straight channels and other hydraulic structures in the literature, were verified and finally an equation was developed to determine the mode of failure, which would be probably useful for designing riprap in real river engineering projects.
    Keywords: Protection, Riprap stability, River bank, Spur dikes, 90⁰ bend
  • A. Talebi*, S. Poormohammadi, Mh Rahimian Pages 101-114
    Water movement in the soil is one of the natural complex processes that affects the management and hydrologic conditions of watersheds. Therefore, studying the infiltration process is very important in the natural resources, fields. The purpose of this research is to investigate the infiltration equations in different hydrological groups of soils in arid and semi-arid watersheds. To measure the infiltration amounts, the double ring method was used at 10 points for two soil hydrological groups of A and B, in Manshad watershed. Then, the cumulative infiltration at each point was determined using equation of Philip, Luis-Kostiakove, Kostiakove and SCS. To determine the most appropriate infiltration equations for the soil hydrological groups, the mean absolute error (MAE) and standard error (SE) were calculated. Based on the obtained results, Luis-Kostiakove equation was the most appropriate method of measuring infiltration for both A and B soil hydrological groups as the values of MAE and SE in this model were less than those in the other models, equal to 0.49 and 0.63, respectively.
    Keywords: Infiltration, Manshad watershed, Soil hydrologic groups
  • Radmehr*, S. Araghinejad Pages 115-128
    Prioritization of the existent sub-basins in a basin in order to study flood control can be discussed in the framework of a spatial multiple criteria problem. In this research a Fuzzy planning support system based on spatial analysis using the multi criteria decision making methods of Analytic Hierarchy Process (AHP) and TOPSIS in Fuzzy environment to consider some uncertainty in decision making process is used. The AHP method is used to determine the structure of decision making process and to estimate the weights of criteria maps and the TOPSIS model is used to rank the sub-basins of Tehran urban basin. Also in order to perform spatial analysis for decision-making process, a developed toolbox in software environment with programming in visual basic is used. In this research a model is represented in which some vague concepts such as weights of decision making criteria are expressed in the form of linguistic variables to be converted to triangular fuzzy numbers. Finally, the sensitivity of the model was analyzed by changing the weights of decision making criteria and providing ranking scenarios. The results of sensitivity analysis showed that the sub-basin 3 acquired the first priority among the 19 scenarios for urban flood control study.
    Keywords: Analytic Hierarchical Process, Flood control, Fuzzy TOPSIS, Multi criteria decision making, Prioritizing, Sensitivity analysis
  • S. Alizadeh Ajirlo *, S. Farrokhpor Pages 129-138
    Mycorrhizal fungi may enhance plants growth and development by increasing the water use efficiency and nutrients uptake and alleviating of the salinity and drought stresses. This study was conducted to investigate the effects of three arbuscular mycorrhizal fungi species (Glomus intraradices, G. mosseae and G. versiforme) on growth and development parameters of marigold with four treatments (non inoculated or control plants and inoculated plants with three mentioned fungal species) and five replications in complete randomized design. Comparison of the mean values was done using Duncan’s Multiple Range Test at 5% probability level. Inoculated plants with all the three mycorrhizal fungi had better growth and development than control plants and symbiosis of hosted plants with mycorrhizal fungi resulted in significantly (p <0.05) increase of the plant height (upto 3 times), flower size (1.5-2.5 times), fresh and dry weights (more than 3 times), colonization rate, phosphorus concentration of root and earlier flowering (14-15 days) compared with non-inoculated plants. G. versiforme was more efficient than the other two mycorrhizal fungi regarding the mentioned traits. It seemed that the higher percentage of colonization with this species was the probable cause of its good efficiency.
    Keywords: Arbuscular mycorrhiza, Flowering, Marigold, Phosphorus, Root colonization
  • J. Nikbakht*, M. Abdollahi Siahkalroudi Pages 139-152
    In this research, the effect of magnetization of irrigation water on the properties of soil wetting zone in surface drip irrigation was studied. The study was carried out as a complete randomized design with 3 replications on a clay loam soil in a greenhouse at the University of Zanjan in 2012. A microflopper dripper with 4 lit/hr discharge was used in the test. The experiments were done in a metal box with dimensions of 80 × 80 × 80 cm with a glass wall at one side. To create a magnetic field, two fixed magnetized poles with 0.1 tesla intensity were installed on a 16 mm polyethylene pipe. The Wetted soil dimentions including wetted width on the soil surface, maximum wetted width in the soil and its depth and the maximum length of wetted zone in the soil were measured at 1, 3, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 and 120 minutes after starting the experiment. The measured values were statically analyzed by SAS software. The magnetic water treatment increased the wetted width on the soil surface and maximum width of the wetted zone. The maximum difference between the produced wetted widths by the magnetic water and nonmagnetic water treatments was 7.9 cm on the soil surface and was 6.32 cm in the soil for the maximum length of wetted zone that occured at 120 minutes after starting the experiment. The mentioned differences were statistically significant (). More expansion of the wetted zone width in the soil by magnetic water treatment relative to nonmagnetic water treatment caused a decrease in the maximum depth of wetted zone in the soil of the former treatment. As a result, the maximum depths of wetted zone in the soil at the end of the test (time of 120 minutes) were 22.52 and 22.25 cm for nonmagnetic water and magnetic water treatments, respectively. These values had not statistically significant difference (p<5%). According to the results of this study, the distance between drippers can be increased by applying magnetic water in drip irrigation system.
    Keywords: Drip irrigation, Magnetic water, Properties of soil wetting zone
  • H. Zare Abianeh* Pages 153-167
    Investigation of the factors affecting streamflow is of great importance in water resources studies. In recent years, the impacts of large-scale climatic phenomena on river discharges and study of their variations via ENSO phenomenon have been noticed by many researchers. In this study, the influence of ENSO events on stream flow rates of 14 hydrometric stations were studied in Hamadan region using the indices of TNI and MEI. The results showed that the amounts of streamflows in the all hydrometric stations had different reactions to the ENSO phenomenon. The obtained results on the bases of the TNI and MEI indices, confirmed the variability of the streamflows from the Enso phenomenon in 11 and 10 months of the studied years, respectively. Investigation of density or percentage of the occurrence of the La Nina phases of the ENSO’s indices in the studied area showed that in 64.12 and 43.89 percents of the cases, the La Nina phase of TNI and MEI indices were dominant, respectively. Also fitting a regression model to streamflow discharges in the hydrometric stations and ENSO indices showed that about 75 percent of the dicharge variations could be expressed by the TNI index in the study region, while the MEI index could express about 51 percent of these variations. In general, it can be concluded that using the TNI index to express the monthly streamflow variations in Hamedan province is more suitable than the MEI index.
    Keywords: ENSO, MEI index, River flow, TNI index
  • S. Fathololomi, Sh Asghari* Pages 169-183
    Coarse-textured soils have generally low organic matter and unstable structure. Using cheap waste materials such as sewage sludge is one of the solutions for their associated problems. The purpose of this study was to investigate the effects of Ardabil municipal sewage sludge on some physical and hydraulic properties of a sandy loam soil selected from Ardabil plain under cultivation of spring wheat. A greenhouse experiment was done as randomized complete block design with 5 treatments and 4 replications. The treatments were zero (control), 11.5, 23, 46, 69 g of air dried sludge per kg of air dried soil equivalent to zero, 30, 60, 120 and 180 tons of sludge/ha, respectively. After mixing the sludge with the soil, the spring wheat seeds were sown in pots. Parameters were measured after wheat harvest, 4 months after mixing the sludge with the soil. The results showed that the all rates of sludge from 30 to 180 ton/ha significantly decreased soil bulk density, particle density macropores (> 75 µm) and saturated hydraulic conductivity, relative to the control, in the ranges of 3.34 to 9.88, 1.32 to 4.43, 9.12 to 145.8 and 12.93 to 44.05 percents, respectively. Also application of the sludge at rates 30 to 180 ton/ha, increased organic carbon, mean weight diameter of aggregates, total porosity, field capacity, permanent wilting point, available water capacity, micropores (< 30 µm), and mesopores (30-75 µm), as compared with the control, within the ranges of 1.24 to 6, 1.91 to 15.14, 1.3 to 15.85, 2.22 to 14.98, 1.56 to 24.19, 10.7 to 29 percents, respectively. According to the findings of the present research, Ardabil municipal sewage sludge can be used to improve the physical quality of coarse-textured soils especially under plant cultivation.
    Keywords: Aggregate stability, Available water, Hydraulic conductivity, Municipal sewage sludge, Pore size distribution, Sandy loam soil
  • A. Salemnia*, M. Fathi Moghodam, S. Haghighipour Pages 185-195
    Stilling basins are constructed at the downstream of dam spillways to dissipate the excess energy of the spilled flows. The turbulent flow velocity converts to the dynamic pressure due to impact of flow pockets with the basin’s walls and bed. Experiments were conducted using a pressure transmitter system to measure the resulted dynamic pressures from the impact of a series of rounded non-submerged jet on a flat plate. The analysis of data showed that a 18% moderate decrement in nozzle diameter caused a 14% moderate increment in the dynamic pressure coefficient and a 34% moderate decrement in jet drop length caused an approximately 13% increment in the dynamic pressure coefficient. Nevertheless, variations of the dynamic pressure coefficient with the increment of nozzle discharge had no regular trend and it began to decrease after reaching a maximum point.
    Keywords: Dynamic pressure, Fall height, Stilling basin, Vertical jet
  • Aa Safari Sinegani *, S. Taheri Ghahrizjani Pages 197-213
    The objective of this study was to evaluate the effect of addition of natural zeolite and manures applications on some soil microbial population and activities in greenhouse maize culture. Two experiments were conducted, in two types of loamy sand and clay soils separately. Each experiment was conducted under a complete randomized factorial design in three replicates. The studied factors were zeolite (at three levels of 0%, 10% and 20% of zeolite), manures at a rate of 20 g/kg soil on dry weight basis (at three levels including no manure, poultry manure and cow manure) and soil sampling zone at two levels including rhizosphere and nonrhizosphere. The modified thin-slicing technique was used for soil sampling from rhizosphere zone. At the flowering stage of maize growth, soil was sampled from the rhizosphere and nonrhizosphere zone for some biological analyses. The result were revealed that the addition of zeolite and manures to both of the loamy sand and clay soils, changed the soil biological properties markedly, in which populations of the bacteria and actinomycetes and substrate induced respiration were significantly increased in the all treatments. However, the population of fungi was not significantly changed in the zeolite treated soils. The addition of zeolite increased the basal respiration, glumerales spore numbers, biomass carbon and biomass phosphorus in the loamy sand soil significantly but they were not increased in clay soil in the same treatments statistically. Therefore, the application of zeolite and manures in the loamy sand soil compared to clay soil caused marked changes in biological properties.
    Keywords: Manure, Microorganisms, Rhizosphere, Soil texture, Zeolite
  • S. Marofi *, S. Saghaei, F. Ershadfath, B. Khatar Pages 215-226
    Noting the temperature effect on climate of any region and its importance in environmental planning, using statistical methods to study and predict the changes of temperature has a wide application. Statistical methods are considered as useful and efficient tools to evaluate and understand the climate’s behaviors. The ARIMA family models can be mentioned as a group of the widely used statistical models, which are capable of modeling and forecasting the climatic data, based on their past behaviors. In the present study, initially different time series’ models were fitted to the monthly temperature data of Iran considering the existence and lack of trend and evaluating the autocorrelation and partial autocorrelation functions for the period 1977-2005. Then the optimum model was selected using the AIC and SBC criteria for each station. The results showed that annual time series’ models can be used for simulating and predicting the monthly temperature parameter.
    Keywords: ARIMA, Iran, Temperature, Time series
  • G. Vahabzadeh*, Y. Navidifar, M. Habibnejad Rowshan, H. Abghari Pages 227-236
    Precise estimation of discharge is a key step in planning and optimal management of water resources. One of the effective factors in changing the rivers flow regime is basin-wide land use changes. In this study, the effects of land use changes on Ajerloo river flow regime were investigated using the HEC-HMS hydrological model. To detect the changes of land use in this watershed, we used some satllite images of the MSS Landsat and LISS III (IRS-1C satellite) for the years 1975-2008. After applying various corrections and different analyses and random sampling of land use units, classification for each image was done using maximum likelihood algorithm. For the both series of images (according to Kappa coefficients 0.76 and 0.78 for the MSS and LISS III, respectively) the bands of green and red as well as NDVI index were selected as the best combination band. Then the accuracy of the produced maps was evaluated. The results showed that during 33 years, the area of rangelands had decreased by 37.65 % whereas the areas of agriculture and bare lands had increased by 57.27% and 37.65, respectively. For this purpose, after providing the land use map for the years 1975 and 2008 and combining them with the Hydrological soil groups map in GIS, the HEC-HMS hydrological model was calibrated and validated using the curve number and SCS unit hydrograph of the basin based on rainfall-runoff observations. The results of the model calibration (after optimization the curve number and the lag time basin parameters) showed that the land use changes in the mentioned time period had increased the peak discharge about 29.7 cubic meters per second (86.8%) as well as the runoff volume 18.8 million cubic meters (12.7%).
    Keywords: Ajerloo, Calibration model, Flow discharge, HEC, HMS, Land use
  • M. Tamjid*, Mh Biglouei, Mr Khaledian, Ar Moridnejad, A. Mohammadi Pages 237-246
    The aim of this study was to compare the linear regression and neural networks methods in estimation of the wetting dimensions in the drip irrigation systems on sloping lands. Experiments were performed with a constant flow rate of 4 L.hr-1 with five irrigation duration times of 4, 6, 8, 10 and 12 hours on the lands with sloping of 0, 5, 15 and 25 percent on a silty loam soil in Moghan Fathali plain region at four replications. The Results of the estimation of the wetting front depth by means of statistical indices of R2, EF and RMSE, using multi-layer perceptron neural networks were 0.98 and 0.98 and 1.07 cm, respectively and using multiple linear regression method were 0.93 and 0.93 and 2.1 cm, respectively. The comparison results of these mentioned methods for estimating area of wetted soil profile using statistical indices of R2, EF and RMSE, were 0.99, 0.99 and 22.16 cm2, also 0.93, 0.93 and 74.77 cm2, respectively. So, the multi-layer perceptron neural network was more suitable for the estimation depth of the wetting front and area of wetted soil profile than the multiple linear regression method. However, Results of comparison between multi-layer perceptron neural networks and multiple linear regression methods for the estimation of the wetted soil surface area using statistical indices of R2, EF and RMSE, were 0.99, 0.99 and 18.22 cm2, also 0.90, 0.90 and 126.44 cm2 respectively, showed that the multiple linear regression was more appropriate than the multi-layer perceptron neural networks.
    Keywords: Drip irrigation, Linear regression, Neural networks, Soil wetting dimensions, Wetting pattern
  • K. Abbasi*, Mr Neyshabouri, Sh Oustan, A. Ahmadi Pages 247-259
    Soil erosion not only is threatening human being welfare, but also is intimidating his life. Considering its importance, several approaches have been made to control the soil erosion. The present research investgates the effects of slope, rainfall intensity and kind of soil cover on the run off and sediment yield generated by the erosion.Totally 24 experiment runs were carried out by employing a field rainfall simulator on a susceptible soil to erosion collected from Bonab region, north west of Iran. For each experiment, approximately 110 kg of the soil sample was passed through 4.76 mm sieve and was leveled down nearly flat on the flum of the simulator tray with 0.1 × 1 × 1 m dimensions. The experimental treatments were: two slopes %5 and %25, two rainfall intensities of 40 and 80 mm/hr and two types of soil cover/amendment including a hydromulch, polyacrylamide and the uncovered soil. The whole experiment layout was factorial design based on randomized complete blocks. In each experiment during the generated 30-min period of rainfall, the increments of runoff volume, sediment load and losses of N, P, K contents associated with both runoff and sediments were measured. Hydromulch and PAM both effectively reduced the runoff and erosion. Hydromulch practically eliminated the sediment yield and reduced the runoff volume by 45% comparing to the control. PAM application at the rate of 25 kg/ha was less effective in controlling runoff and erosion comparing to hydromulch but significantly reduced the sediment yield (30 to 62%) and the runoff (5-8%) as compared to the control. Regarding N, P, K losses, hydromulch and PAM reduced their losses significantly mainly through supressing the sediment yield and runoff volume.
    Keywords: Hydromulch, NPK losses, Polyacrylamide, Rainfall simulator, Runoff, Sediment yield
  • J. Hamzei*, M. Seyedi Pages 261-271
    In order to evaluate the effects of different planting patterns on some soil physicochemical properties, an experiment was conducted at the Agricultural Research Station, Faculty of Agriculture, University of Bu-Ali Sina, during the 2010 growing season. The experiment was conducted as randomized complete blocks design with three replications. The experimental treatments were plantation of sole crop of chick-pea (P1), sole crop of barley (P2), and intercropping patterns of 100% chick-pea + 100% barley (P3), 100% chick-pea + 75% barley (P4), 100% chick-pea + 50% barley (P5), 100% chick-pea + 25% barley (P6), 25% chick-pea + 75% barley, (P7), 50% chick-pea + 50% barley (P8), 75% chick-pea + 25% barley (P9) and control treatment or non-planting (P10). Soil traits including pH, EC, bulk density, organic matter, total nitrogen, soil’s stable aggregate percentage along with the land use efficiency (LUE) and total yield of the system were evaluated. Results indicated that all of the traits were significantly affected by the experimental treatments. The maximum water stable aggregate (3.45%) belonged to P5 treatment which was about 70% more than the control treatment (non-planting treatment). The maximum organic matter (2.50%) and total nitrogen (0.44%) were achieved at P5 and P1 treatments, respectively. The P3 treatment had the highest total yield and significant differences with the P1 (sole cropping of chick-pea) and P2 (sole cropping of barley) treatments. In addition, at all intercropping treatments the LUE index was >1 and the P3 treatment had the highest value of LUE. In general, the additive intercropping of 50% barley + 100% chick-pea improved the soil physicochemical properties and increased the LUE value.
    Keywords: Electrical conductivity, Intercropping, Land use efficiency, Organic matter, Soil nitrogen