فهرست مطالب

دانش آب و خاک - سال بیست و پنجم شماره 1 (بهار 1394)
  • سال بیست و پنجم شماره 1 (بهار 1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/03/17
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مقاله پژوهشی
  • نصرالدین پارسافر، صفر معروفی، قاسم رحیمی، حسین معروفی صفحات 1-12
    آلودگی محیط زیست با فلزات سنگین و انتقال آن به محصولات زراعی به عنوان یک مشکل جهانی در حال گسترش مطرح می باشد. در این پژوهش از فاضلاب خام و تصفیه شده به منظور کشت سیب زمینی در شرایط لایسیمتری استفاده شد. بدین منظور یک طرح کاملا تصادفی با چهار تیمار آبیاری و سه تکرار اجرا گردید. تیمارهای آبیاری شامل: فاضلاب خام (T1)، فاضلاب تصفیه شده (T2)، ترکیب فاضلاب خام و آب معمولی به نسبت 50 درصد (T3) و ترکیب فاضلاب تصفیه شده و آب معمولی به نسبت 50 درصد (T4) بود. خاک تحت هر تیمار به منظور ارزیابی آلودگی کادمیوم، روی، مس و سرب بر مبنای شاخص آلودگی (PI) و بررسی همبستگی بین این فلزات در دو عمق خاک، نمونه برداری گردید. نتایج نشان داد که اثر تیمارهای آبیاری بر شاخص آلودگی (PI) کادمیوم، سرب (p ≤0.05)، روی و مس (p ≤0.01) معنی دار می باشد. بیشترین مقدار این شاخص در تیمار T1 و کمترین در تیمار T4 مشاهده گردید. ترتیب بزرگی میزان PI، در تیمارهای آبیاری به صورت T1> T3> T2> T4 بود. همچنین به جز مس میزان PI در عمق 0-10 بیشتر از مقدار آن در عمق 10-20 سانتی متری می باشد. در این پژوهش بیشترین مقدار ضریب همبستگی پیرسون بین سرب و مس مشاهده گردید. همچنین میزان مقادیر این ضریب در عمق 0-10 سانتی متری بیشتر از مقدار آن در عمق 10-20 سانتی متری (به جز ضریب همبستگی بین روی و سرب و ضریب همبستگی بین مس و کادمیوم) می باشد. در این پژوهش مقادیر PI برای فلزات سرب، روی و مس کمتر از یک و در مورد کادمیوم بین دو و سه بودند.
    کلیدواژگان: خاک، شاخص آلودگی، فاضلاب، فلزات سنگین، لایسیمتر
  • ودود نادری، داود فرسادی زاده، علی حسین زاده دلیر، هادی ارونقی صفحات 13-24
    تشکیل گرداب در دهانه ورودی آبگیر سدها باعث کاهش ظرفیت آبگیری می شود. یکی از روش های مرسوم به منظور جلوگیری از ورود هوا و کاهش قدرت گرداب، استفاده از صفحات مشبک می باشد. در این تحقیق اثر ابعاد صفحات مشبک قائم بر عمق استغراق بحرانی در یک مدل آزمایشگاهی دهانه آبگیر زنگوله ای قائم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد، استفاده از صفحات مشبک قائم می تواند عمق استغراق بحرانی را تا 35 درصد کاهش دهد. در پایان رابطه ای بر حسب عدد فرود و ابعاد صفحات مشبک قائم پیشنهاد شد که قادر است با دقت مناسبی استغراق نسبی آبگیر را تخمین بزند.
    کلیدواژگان: استغراق آبگیر، صفحات مشبک قائم، گرداب
  • حمید زارع ابیانه، مریم بیات ورکشی صفحات 25-40
    کاربرد بی رویه کودهای شیمیایی موجب آلودگی خاک رخ و منابع آب سطحی و زیرزمینی می شود. تحقیق حاضر به منظور مطالعه تاثیر مصرف نانوکی لیت نیتروژن بر تغییرات غلظت نیترات در خاک، آب و غده سیب زمینی (Solanum tuberosum L.) رقم آگریا در مقایسه با کود اوره انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار شامل سطوح یکسانی از نیتروژن خالص در تیمار کود اوره و کود نانوکی لیت نیتروژن بود. در هر یک از تیمارهای کودی سه سطح 46، 92 و 138 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار مصرف گردید. نتایج نشان داد بیشترین غلظت نیترات خاک و آب آبشویی به ترتیب معادل 5/ 100 میلی گرم در کیلوگرم خاک و 2/ 629 میلی گرم در لیتر آب به سطح سوم کود اوره تعلق داشت. نتایج اندازه گیری های مربوط به عملکرد نشان داد که افزایش سطح کود اوره از 46 به 138 کیلوگرم در هکتار عملکرد را 6/ 2 درصد کاهش داد ولی افزایش نانوکی لیت نیتروژن در شرایط مشابه سبب افزایش 7/ 20 درصدی عملکرد شد. ضمن آن که تفاوت بین متوسط عملکرد غده با مصرف اوره (8/ 42 تن در هکتار) با نانوکی لیت نیتروژن (3/ 73 تن در هکتار) در سطح احتمال 1 درصد معنی دار بود. نتایج نشان داد که غلظت نیتروژن برگ در تیمار نانوکی لیت به طور معنی داری بیش تر از اوره بود. نتایج اندازه گیری غلظت نیترات غده به عنوان یکی از شاخص های کیفی نشان داد که غلظت نیترات غده در تیمار نانوکی لیت 2/ 121 میلی گرم بر کیلوگرم ماده تر و در تیمار اوره 2/ 154 میلی گرم بر کیلوگرم ماده تر بود. بنابراین، طبق نتایج به دست آمده در شرایط این آزمایش، استفاده از 138 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار نانوکی لیت نیتروژن برای دستیابی به بیشترین عملکرد با توجه به کمتر از حد مجاز بودن غلظت نیترات غده سیب زمینی آگریا در شرایط گلخانه ای قابل توصیه است.
    کلیدواژگان: سیب زمینی، عملکرد غده، نانوکود، نیترات، نیتروژن
  • میثم ودیعتی، محمد نخعی صفحات 41-52
    مدیریت کیفیت آب از مسائل مهم جهانی به شمار می رود. در این تحقیق، کاربرد تئوری مجموعه فازی جهت ارزیابی کیفیت آب کشاورزی نشان داده شده است. ارزیابی فازی با استفاده از حدود تعیین شده توسط سازمان های مرتبط، سطح اطمینانی جهت قابلیت پذیرش آب برای مصارف کشاورزی ارائه می دهد. در این تحقیق به منظور ارزیابی کیفیت آب کشاورزی استان تهران به روش فازی، از 7 پارامتر موثر بر کیفیت آب زیرزمینی شامل نسبت جذب سدیم، کل مواد جامد محلول، درصد سدیم انحلالی، کلرور، سولفات، سدیم، و بی کربنات استفاده شده است. بدین منظور از داده های کیفی 178 چاه آب زیرزمینی در سال آبی 89-1388 استفاده گردید. با استفاده از مدل کیفی فازی، کیفیت آب زیرزمینی به سه رده مطلوب، قابل قبول و غیر قابل قبول تقسیم شد. نتایج نشان می دهد 134 نمونه در رده مطلوب و با سطح اطمینان 5/ 36% تا 3/ 76% و 38 نمونه در رده قابل قبول و با سطح اطمینان 7/ 23% تا 5/ 54% قرار گرفتند. 6 نمونه باقیمانده نیز در رده غیر قابل قبول و با حداکثر سطح اطمینان 7/ 28% قرار گرفتند.
    کلیدواژگان: استان تهران، استنتاج فازی، قوانین فازی، کیفیت آب زیرزمینی، مجموعه فازی، مصارف کشاورزی
  • محمدرضا بهشتی، امیر خسروجردی، حسین صدقی صفحات 53-65
    مشخصه عمده جریان عبوری از سرریزهای پلکانی، وجود تلاطم شدید و هوادهی سطحی زیاد می باشد که در اغلب مطالعات صورت پذیرفته، خصوصیات تلاطم جریان بطور کامل مورد بررسی و ارزیابی قرار نگرفته است. در این تحقیق، جریان متلاطم آب و هوا بر روی مدل فیزیکی نسبتا بزرگ مقیاس از سرریز پلکانی بصورت سیستماتیک مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. مطالعه آزمایشگاهی حاضر شامل اندازه گیری های مربوط به ویژگی های جریان آب- هوا در رژیم های مختلف جریان بر روی مدل تنداب پلکانی(θ = 21.8o، h=0.04m، l=0.10m)، تعیین نقطه شروع هواگیری و عمق جریان در این نقطه، پروفیل های سرعت و نیز شدت آشفتگی جریان می باشد. اندازه گیری های مربوط به تعیین پروفیل سرعت و پارامتر شدت آشفتگی در امتداد جریان دوفازی عبوری از سرریز، توسط دستگاه کاوشگر الکتریکی دو سوزنه که در این تحقیق، طراحی، توسعه و واسنجی شده است، انجام گردید. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که مشخصه های تلاطم در نواحی مختلف از عمق جریان بر روی پله ها متفاوت می باشند. به طور کلی، نتایج نشان داد که 1- پارامتر شدت تلاطم در مجاورت کف پله و در زیرلایه لزج به سرعت افزایش یافته و در محدوده ناحیه میانی (.4≤ y/dc ≤ 0.5) به حداکثر مقدار خود می رسد و سپس در ناحیه فوقانی از عمق جریان به تدریج کاهش می یابد 2-توزیع قائم سرعت در جهت جریان از قانون توانی پیروی می کند و در مجاورت سطح آزاد جریان به بیشینه مقدار خود خواهد رسید 3- تشدید تلاطم در ناحیه میانی از عمق جریان، ناشی از تغییرات پیوسته در سطح مشترک جریان آب- هوا می باشد.
    کلیدواژگان: جریان آب، هوا، سرریز پلکانی، شدت آشفتگی جریان، کاوشگر الکتریکی، نوسانات سرعت
  • احسان محمدی، معصومه دلبری صفحات 67-78
    در این تحقیق از نرم افزار HYDRUS-1D برای شبیه سازی انتقال آب و نمک در پروفیل خاک استفاده شده است. آزمایش های مزرعه ای در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 4 تیمار و در 5 تکرار در مزرعه پردیس دانشگاه زابل انجام گرفت. تیمارها شامل 10 نوبت آبشویی با مقدار 100 میلی متر آب آبیاری در هر نوبت و با فواصل زمانی 3 روزه T1)، 7) نوبت آبشویی با مقدار 150 میلی متر آب و با فواصل زمانی 4 روزه T2)، 5) نوبت آبشویی با مقدار 200 میلی متر آب و با فواصل زمانی 6 روزه (T3) و 4 نوبت آبشویی با مقدار 250 میلی متر آب و با فواصل زمانی 7 روزه (T4) بودند. اندازه گیری رطوبت و نمک خاک شامل ECe، pH، TDS، Na، K، Ca و Mg از عمق های 20-0، 40-20، 60-40، 80-60 و 100-80 سانتی متری خاک هر هفت روز یک بار در هر تیمار انجام شد. مقایسه میانگین اختلاف ویژگی های مورد مطالعه در کل پروفیل خاک قبل و بعد از آبشویی نشان داد که تیمار T1 بیشترین مقدار آبشویی TDS، ECe، Na، K، Ca و Mg را داشته است. با اینحال اختلاف بین تیمارها برای Ca از نظر آماری (p≤0.05) معنی دار نبود. تیمار T1 با T4 در مقادیر ECe، TDS، Na و Mg و با تیمار T3 در مقادیر K و Mg اختلاف معنی دار (p≤0.05) داشت. نتایج ترسیمی نشان داد که نرم افزار HYDRUS-1D بیشترین دقت در شبیه سازی ECe، TDS و Ca را در عمق 40 سانتی متری داشته است. شبیه سازی Na در عمق 20 سانتی متری و Mg و K در عمق 80 سانتی متری، بیشترین دقت را دارا بود. از طرفی دقت شبیه سازی رطوبت خاک در عمق 40 سانتی متری بیشتر از سایر عمق ها بود. در همه تیمارها و صفات اندازه گیری شده، مقدار R2 بین 72/ 0 تا 88/ 0، مقدار RMSE تقریبا برابر با انحراف معیار داده ها و مقدار EF بین 52/ 0 تا 97/ 0 به دست آمد که نشان می دهد نرم افزار HYDRUS-1D از توانایی خوبی برای شبیه سازی حرکت آب و نمک در خاک و تخمین پروفیل رطوبت و شوری برخوردار است. بنابراین می توان در آینده از این نرم افزار برای مدیریت بهتر آبیاری و آبشویی نمک خاک های شور در سطح منطقه بهره جست.
    کلیدواژگان: آبشویی، رطوبت خاک، غلظت نمک، HYDRUS، 1D
  • سمانه احمدی قشلاقی، ناصر علی اصغرزاد، علیرضا توسلی صفحات 79-89
    قارچ های میکوریزی به عنوان یکی از همزیست های مهم در ریشه ی اکثر گیاهان بوده و نقش کلیدی در چرخه عناصر غذایی و افزایش مقاومت گیاهان به تنش های محیطی دارند. بدین منظور آزمایشی به صورت فاکتوریل با طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار، با گیاه ذرت رقم سینگل کراس 704 در شرایط گلخانه ای اجرا شد. فاکتورهای مورد آزمایش شامل سه سطح شوری سدیم کلراید 34/ 1 (شاهد)، 4 و dS/m 8 و چهار سطح قارچ شامل سه گونه G. intraradices (Gi)، G. versiforme (Gv)، Glomus etunicatum (Ge) و شاهد بدون قارچ بود. در این پژوهش وزن خشک گیاه، درصد کلونیزاسیون ریشه، مقدار فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، سدیم و کلراید گیاه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثر متقابل شوری و قارچ میکوریز بر وزن خشک گیاه، درصد کلونیزاسیون ریشه، مقدار فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و غلظت سدیم بخش هوایی و ریشه در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود اما در مورد غلظت کلراید غیرمعنی دار بود. بیشترین وزن بخش هوایی و ریشه مربوط به تیمارهای قارچی در سطح شوری dS/m 1/34 بود. در حضور قارچ میکوریز وزن خشک گیاه، مقدار فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم ریشه و بخش هوایی افزایش یافت. همچنین قارچ میکوریز غلظت سدیم و کلراید بخش هوایی را کاهش داد. این در حالی بود که غلظت سدیم و کلراید در ریشه نسبت به تیمار شاهد قارچی افزایش یافت. درصد کلونیزاسیون ریشه نیز در سطح شوری dS/m 8 به صورت معنی داری نسبت به شاهد بدون شوری، کاهش یافت.
    کلیدواژگان: ذرت، شوری، عناصر غذایی، قارچ میکوریز آربوسکولار
  • یوسف رمضانی، حسین خزیمه نژاد، مهدی قمشی صفحات 91-100
    رسوبگذاری در مخازن سدها امری اجتناب ناپذیر است که جریان های غلیظ یکی از مهم ترین عوامل موثر توزیع رسوب در آن ها می باشند. شناختن خصوصیات جریان های غلیظ در یک سد می تواند کمک شایانی جهت مدیریت و خروج این جریان ها از مخزن سد باشد. سد سفیدرود در استان گیلان به عنوان یکی از سدهای مخزنی مهم کشور است که دارای مشکلات زیادی در زمینه رسوبگذاری و از دست رفتن حجم مخزن می باشد. در تحقیق حاضر، وقوع جریان های غلیظ در سد سفیدرود و خصوصیات آن شامل سرعت پیشانی، عمق نقطه غوطه وری و فاصله آن از بدنه سد در دبی ها و ترازهای مختلف سطح آب مخزن، با استفاده از مدل TCM مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند، بسته به دبی جریان و تراز بهره برداری مخزن، عمق نقطه غوطه وری تغییراتی بین 2/2 تا 3/ 8 متر، محل تشکیل آن بین 6 تا 11 کیلومتری از سد و سرعت پیشانی جریان غلیظ تغییراتی تا 48/ 0 متر در ثانیه را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: جریان های غلیظ، سرعت پیشانی جریان، سد سفیدرود، مدل TCM، نقطه غوطه وری
  • بختیار کریمی، تیمور سهرابی، فرهاد میرزایی، بهنام آبابایی صفحات 101-112
    یکی از پارامترهای مهم در طراحی و برنامه ریزی سیستم های آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی که تاثیر قابل توجهی در عملکرد بهینه سیستم و افزایش کارایی مصرف آب دارد، تخمین سرعت پیشروی جبهه حرکت آب در خاک می باشد. در این مطالعه، به کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از آنالیز ابعادی، روابطی به منظور تخمین سرعت پیشروی جبهه حرکت آب در سه جهت افقی، عمودی(رو به پائین) و عمودی (رو به بالا) ارائه گردید.آزمایش ها در یک مدل پلکسی گلاس شفاف با ابعاد m 5/ 0×m 1/22×m3 و برروی سه نوع بافت (متوسط، سنگین و سبک) به انجام رسید. قطره چکان ها در چهار عمق صفر (سطحی)، (cm15 (H1)، cm30 (H2 و (cm45 (H3 مورد ارزیابی قرار گرفتند. در این تحقیق تیمارهای دبی قطره چکان ها با مقادیر 4 /2 (Q1)، 4 (Q2) و 6 (Q3) لیتر در ساعت اعمال گردید و زمان آبیاری 6 ساعت در نظر گرفته شدند. نتایج مقایسه بین مقادیر شبیه سازی شده و اندازه گیری شده نشان دادند که این مدل ها با دقت بالایی سرعت پیشروی جبهه حرکت آب در خاک را در جهات مختلف پیش بینی می کنند. متوسط مقادیر شاخص خطای استاندارد (SE) در تمامی عمق ها و تمامی جهات (افقی و عمودی) برای بافت های رسی، لومی و شنی به ترتیب برابر با 18/ 0، 21/ 0 و 23/ 0 برآورد گردید که نشان از برتری نسبی معادلات در شبیه سازی سرعت حرکت جبهه رطوبتی در خاک های رسی می باشد. همچنین، متوسط مقادیر این شاخص در عمق های مختلف (به ترتیب، 28/ 0، 20/ 0، 23/ 0 و 15/ 0) نشان از افزایش نسبی دقت معادلات همزمان با افزایش عمق می باشد. استفاده از این معادلات در طراحی سیستم های آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی می تواند به بهبود عملکرد سیستم ها منجر گردد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، الگوی توزیع رطوبت، جبهه رطوبتی، سرعت پیشروی، مدیریت آبیاری
  • مجید رضایی بنفشه، علی رضایی، مجتبی فریدپور صفحات 113-123
    خشکسالی یکی از بلایای طبیعی است که به دلیل تاثیر قابل ملاحظه ای که بر روی بخش کشاورزی و اقتصاد دارد، زندگی انسان ها را تحت تاثیر قرار می دهد. با استفاده از دانش سنجش از دور می توان خشکسالی را از طریق اثراتی که بر روی گیاهان دارد، مطالعه و به نتایج دقیق تر و موثر تری برای مدل سازی خشکسالی دست یافت. در این پژوهش کارایی شاخص وضعیت پوشش گیاهی در تحلیل خشکسالی کشاورزی از طریق سنجش از دور مورد ارزیابی قرار گرفت. محدوده مورد مطالعه استان آذربایجان شرقی است. داده های به کار رفته، تصاویر سنجنده MODIS ماهواره Terra بین سال های 2000 تا 2011 و داده های بارش از ایستگاه های سینوپتیک و کلیماتولوژی استان می باشند. برای بدست آوردن مقدار VCI از مقادیر نرمالیزه شده NDVI استفاده گردید. شاخص NDVI از اطلاعات باندهای 13 و 16 بدست آمد. بر اساس مقادیر شاخص VCI سال های 2001، 2008، 2000 و 2009 به ترتیب بیش ترین و سال های 2010 و 2003 کم ترین وسعت خشکسالی را دارا بوده اند. جهت ارزیابی موفقیت، شاخص SPI برای سال های 2001، 2008، 2010 و 2003، در 9 ایستگاه محاسبه و با مقادیر برداشت شده از روی نقشه های حاصل از VCI در ایستگاه ها مقایسه گردید. بر اساس شاخص SPI نیز، سال های 2001 و 2008 با بیش ترین و سال های 2003 و 2010 با کم ترین خشکسالی مواجه شده اند. نتایج این پژوهش نشان دهنده این است که جهت برآورد خشکسالی کشاورزی از طریق سنجش از دور، شاخص VCI روش بسیار مناسبی بوده و در مناطقی که ایستگاه های هواشناسی بصورت پراکنده بوده (و یا اصلا وجود ندارد) می توان از این مدل برای برآورد خشکسالی استفاده کرد. زیرا تعداد نقاط نمونه برداری در تصاویر ماهواره ای بسیار بیشتر از تعداد ایستگاه های هواشناسی می باشد.
    کلیدواژگان: آذربایجان شرقی، خشکسالی کشاورزی، MODIS، NDVI، SPI، VCI
  • علیرضا نسیمی، محمد زارع صفحات 125-141
    تغذیه مصنوعی روشی شناخته شده برای مقابله با کاهش کمیت و کیفیت آب های زیرزمینی است. انتخاب مکان مناسب برای اجرای این روش، نقش اصلی را در موفقیت پروژه دارد. در این تحقیق از میزان بارش، شیب، نفوذپذیری سطحی، زمین شناسی، هدایت الکتریکی آبخوان، عمق سطح ایستابی، قابلیت انتقال آبخوان و کاربری زمین به عنوان عوامل موثر در مکان یابی تغذیه مصنوعی استفاده شد که وزن هر کدام بر حسب اهمیت و تاثیر آن در تغذیه آب به آبخوان، مشخص شده است. از فرایند تحلیل سلسله مراتبی به عنوان کاربردی ترین روش جهت تعیین بهینه ترین وزن برای هر معیار در مطالعات منابع آب و از سامانه اطلاعات جغرافیایی جهت اعمال وزن هر معیار و تهیه نقشه نهایی استفاده شده است. فرایند تحلیل سلسله مراتبی و سامانه اطلاعات جغرافیایی کمک موثری در شناخت عرصه های مناسب برای تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی، با دقت بالا و در حداقل زمان ممکن دارد. نتایج نشان داد که در حوضه آبخیز بوشکان، 14/ 1 درصد منطقه برای تغذیه مصنوعی بسیار مناسب، 39/ 10 درصد مناسب، 33/ 13 درصد نسبتا مناسب و 14 /75 درصد نامناسب است. از هشت منطقه بسیار مناسب، چهار منطقه آبرفتی با توجه به وضعیت سیستم زهکشی منطقه کاربرد عملی دارند. با توجه به انطباق این چهار منطقه با نقشه نتایج حاصل از مدل آب های زیرزمینی دشت بوشکان، تهیه شده در محیط نرم افزار GMS، سه منطقه آبرفتی برای تغذیه مصنوعی با اهداف کوتاه مدت و یک منطقه آبرفتی برای تغذیه مصنوعی با اهداف بلند مدت انتخاب گردید. در این حوضه آبخیز، تغذیه مصنوعی در آبرفت مناسب تر از تغذیه مصنوعی در کارست است.
    کلیدواژگان: تغذیه مصنوعی، حوضه آبخیز، سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP)
  • ناهید پورعبد الله ، تورج هنر، روح الله فتاحی صفحات 143-152
    مطالعه بر روی کاهش انرژی جریان به منظور کاهش خسارت بر ابنیه پایین دست همواره از موضوعات مورد توجه محققین بوده است. یکی از عمده ترین مباحث در این زمینه بررسی پرش هیدرولیکی و نحوه کنترل آن می باشد. همانند هر سازه دیگر در ساخت سازه های کاهنده انرژی جریان نیز، منظور نمودن عوامل اقتصادی و سهولت اجرا، موضوعی اساسی است. لذا در این تحقیق اثر زبری و شیب منفی بستر بر پروفیل سرعت و سطح آب پرش هیدرولیکی در اعداد فرود اولیه 9/ 4 تا 8/ 7، در سه زبری متفاوت بستر و شیب های صفر، % 6/ 0-، %3/ 1 - و %2- بررسی شد. نتایج حاکی از تشابه پروفیل های سرعت اندازه گیری شده و تفاوت آن ها با پروفیل جت آب بر روی بستر صاف بود. همچنین ضخامت لایه مرزی بی بعد برابر 66 /0 محاسبه شد که در مقایسه با بستر صاف (16/ 0) قابل ملاحظه بود. ضمن آن که تنش برشی در بستر زبر همراه با شیب منفی کف حداقل 10 برابر تنش برشی بر روی بستر صاف بدست آمده و نیز ضرایب تصحیح انرژی و ممنتوم نسبت به حالت کلاسیک بیشتر بودند.
    کلیدواژگان: پرش هیدرولیکی، پروفیل سرعت، پروفیل سطح آب، زبری، شیب معکوس
  • بوالفضل مجنونی هریس، امیر حسین ناظمی، علی اشرف صدرالدینی، محمدرضا نیشابوری، محمدرضا شکیبا صفحات 153-163
    به دلیل اهمیت کلزا به عنوان یک گیاه روغنی مهم و سازگاری آن با شرایط آب و هوایی مختلف، آزمایشی در سال 1389 برای تعیین تبخیر- تعرق لایسیمتری کلزا در اراضی ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز انجام گرفت. مقدارتبخیر- تعرق لایسیمتری در منطقه مورد مطالعه برابر 6/ 583 میلی متر تعیین گردید. نتایج نشان داد که بین تبخیر - تعرق لایسیمتری و تبخیر- تعرق حاصل از روش فائو پنمن مانتیث 36/ 23 درصد اختلاف وجود داشت. رابطه ضریب گیاهی بر اساس روزهای پس از کاشت، تابش جذب شده توسط گیاه، اصلاح شده با دما و شاخص سطح برگ ارائه شد. طول مراحل رشد کلزای بهاره شامل مرحله اولیه، توسعه، میانی و پایانی بر اساس درصد پوشش سطح زمین و شاخص سطح برگ به ترتیب برابر 25، 35، 20 و 20 روز به دست آمد. همچنین متوسط ضریب گیاهی برای مراحل اولیه، میانی و پایانی رشد به ترتیب برابر 72/ 0، 45/ 1 و 66/ 0 تعیین شد. بین ضرایب گیاهی حاصل شده از این تحقیق با مقادیر توصیه شده در نشریه فائو 56 اختلاف معنی داری وجود داشت. ضمن آن که تغییرات درصد پوشش سطح زمین، شاخص سطح برگ، ارتفاع گیاه و شدت تبخیر- تعرق در روزهای مختلف پس از کاشت مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: تبریز، درصد پوشش، شاخص سطح برگ، ضریب گیاهی، کلزا
  • بهنام دولتی صفحات 165-179
    اطلاع از شکل های شیمیایی فلزات سنگین در کنترل آلودگی خاک، گیاه و آبهای زیرزمینی اهمیت بسزایی دارد. این تحقیق به منظور بررسی تاثیر لئوناردیت برشکل های شیمیای فلزات سنگین در خاک های حاصله از مواد مادری متفاوت (سینیت، شیست، گابرو و کلسیت) انجام شد. آنالیز برخی از ویژگی های فیزیکو شیمیایی و کانی شناسی رس در خاک های مورد مطالعه انجام شد. شکل های شیمیایی سرب (Pb) و کادمیم (Cd) تحت تاثیر لئوناردیت (سه سطح 0، 2 و 5 درصد) با استفاده از روش عصاره گیری دنباله ای در خاک های مورد مطالعه تعیین شد. نتایج نشان داد که کانی های رس خاک ها به لحاظ کمی و کیفی متفاوت بوده و کانی اسمکتیت با نسبت های مختلف غالب بود. کانی ورمیکولیت در خاک حاصل از شیست و کانی ورمیکولایت با هیدروکسی بین لایه ای (HIV) در خاک حاصل از کلیست مشاهده شد. کاربرد لئوناردیت باعث کاهش pH خاک حاصل از سینیت شد. نتایج نشان داد که شکل های شیمیایی فلزات سنگین در خاک های مختلف به طور معنی داری (P<0/001) تحت تاثیر سطوح لئوناردیت قرار گرفت. البته تغییر شکل های شیمیایی Pb وCd در خاک های مختلف متفاوت بود. بیشترین مقدار Pb تبادلی در خاک های حاصل از سینیت و گابرو و بیشترین مقدار Cd در خاک حاصل از سینیت مشاهده شد. لئوناردیت به ترتیب باعث کاهش و افزایش یکنواخت فلزات در شکل های وابسته به اکسیدهای Fe وMn و کربن آلی شد. هم چنین لئوناردیت مقادیر بخش باقی مانده فلزات سنگین را کاهش داد. بر این اساس عملکرد لئوناردیت در خاک های مختلف متفاوت بوده و کاربرد آن باید بر اساس ویژگی های فیزیکو شیمیایی خاک صورت گیرد.
    کلیدواژگان: شکلهای شیمیایی فلزات سنگین، عصاره گیری دنبالهای، کانی شناسی رس، لئوناردیت، مواد مادری
  • بهنام آبابایی، فرهاد میرزایی، تیمور سهرابی صفحات 181-192
    با توجه به اهمیت حفظ همبستگی مکانی بین ایستگاه های مجاور در بسیاری از مطالعات حوزه منابع آب و کشاورزی در مقیاس زمانی روزانه، در این مطالعه، یک مدل مولد اقلیم با هدف شبیه سازی متغیرهای هواشناسی در ایستگاه های مجاور با حفظ همبستگی مکانی بین ایستگاه ها توسعه یافت. این مدل، برای بازتولید سری وقوع بارش، از یک مدل مارکوف توسعه یافته استفاده می کند که می تواند با دقت قابل قبول، همبستگی مکانی بین ایستگاه های مجاور را بازسازی نماید. برای شبیه سازی مقدار بارش در روزهای مرطوب و همچنین شبیه سازی سایر متغیرهای هواشناسی، یک الگوریتم ناپارامتری پیشنهاد داده شد. عملکرد این الگوریتم در بازتولید میانگین و انحراف استاندارد متغیرهای هواشناسی، همبستگی و خودهمبستگی مرتبه یک روزانه و همبستگی مکانی بین ایستگاه های مجاور با استفاده از شاخص های آماری ضریب تعیین (R2)، مقادیر استانداردشده ریشه میانگین مربع خطاها (SAME) و میانگین خطای مطلق (SMAE) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این مدل، قادر است با دقت قابل قبول، ویژگی های آماری متغیرهای هواشناسی تاریخی ایستگاه های مورد مطالعه را شبیه سازی نماید. با این حال، برآورد مدل از مقادیر خودهمبستگی مرتبه یک متغیرها در اکثر موارد، نسبت به مقادیر مشاهداتی، کمتر است. ضمنا، با تغییر پارامترهای این مدل، امکان شبیه سازی سناریوهای تغییراقلیم همزمان با حفظ همبستگی بین ایستگاه های مجاور فراهم خواهد بود
    کلیدواژگان: الگوریتم ناپارامتری، مدل مولد اقلیم، همبستگی مکانی، مدل مارکوف توسعه یافته
  • بهاره شیخی نژاد، مهدی قمشی صفحات 193-204
    در مخازن سدها با عمق زیاد جریان غلیظ معمولا عامل انتقال و ته نشینی رسوبات است اگر جریان غلیظ به طور کامل در مناطق میانی مخزن سد متوقف شود مقدار رسوبگذاری در پای دیواره سد کاهش یافته و در نتیجه وظایف اصلی سد مختل نخواهد شد. یکی از روش های تغییر هیدرولیک جریان غلیظ و کند کردن آن، زبر کردن بستر است. بنابراین در تحقیق حاضر سعی شده است سرعت راس جریان غلیظ بر روی بستر با زبری های استوانه ای مورد بررسی قرار گیرد و رابطه ای برای سرعت راس جریان غلیظ ارائه شود. آزمایش ها در فلومی به عرض 35 سانتی متر، ارتفاع 70 سانتی متر و طول 9 متر با تزریق جریان غلیظ نمکی در غلظت های 10، 15 و 20 گرم بر لیتر و سه شیب 5/ 0، 25/ 1، 2 درصد و زبری های استوانه ای با ارتفاع 5/ 2، 4 و 5/5 سانتی متر انجام شد. نتایج نشان می دهد سرعت راس جریان غلیظ در حین عبور از بستر صاف تقریبا ثابت بوده، در حالیکه در بستر زبر در طی مسیر سرعت راس کاهش می یابد. شیب بستر و غلظت جریان ورودی رابطه مستقیم با سرعت راس جریان غلیظ دارد. زبر کردن بستر سرعت راس جریان غلیظ را کاهش داده است. افزایش ارتفاع زبری تا حد مشخصی باعث کاهش سرعت راس جریان می شود. در نهایت رابطه ای برای تخمین سرعت راس جریان غلیظ بدست آمد.
    کلیدواژگان: جریان غلیظ، سرعت راس، زبری استوانه ای
  • معرفت مصطفوی راد، زین العابدین طهماسبی سروستانی، سید علی محمد مدرس ثانوی، امیر قلاوند صفحات 205-217
    برای بررسی اثر منابع آلی و شیمیایی نیتروژن بر عملکرد ارقام کلزای زمستانه، برخی ویژگی های فیزیکی شیمیایی و میزان عناصر غذایی قابل جذب گیاه در خاک مانند نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهن، منگنز، روی، مس و گوگرد، دو آزمایش مزرعه ای درطی سال های زراعی 1388- 1387 و 1389- 1388 در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی (اراک) اجرا شد. آزمایش ها به صورت فاکتوریل با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با دو فاکتور شامل منبع نیتروژن در سه سطح آزوکمپوست،50% آزوکمپوست + 50 % اوره و اوره و ارقام کلزا شامل اوکاپی، مودنا و لیکورد در سه تکرار اجرا شد. منابع نیتروژن به مقداری مصرف شدند که 150 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار به خاک اضافه شود. نتایج نشان داد که بین منابع مختلف نیتروژن از نظر عملکرد دانه و ویژگی های خاک شامل درصد رطوبت جرمی، چگالی ظاهری، قابلیت هدایت الکتریکی، pH خاک، ماده آلی خاک، درصد اشباع، درصد تخلخل و سرعت نفوذ آب تفاوت معنی دار در سطح احتمال یک درصد وجود داشت. ارقام کلزا از نظر عملکرد دانه، ویژگی های خاک مانند چگالی ظاهری، قابلیت هدایت الکتریکی، ماده آلی خاک، درصد تخلخل و فراهمی عناصر غذایی نیتروژن، پتاسیم، آهن، روی، منگنز و گوگرد تفاوت های معنی دار داشتند. در این آزمایش ها، رقم لیکورد در تیمار تغذیه تلفیقی عملکرد دانه (3847 کیلوگرم در هکتار) بیشتری در مقایسه با دیگر تیمارها داشت. به علاوه، در تیمار تغذیه تلفیقی، فراهمی آهن، منگنز، روی و گوگرد در خاک افزایش ولی قابلیت فراهمی پتاسیم کاهش یافت. در این پژوهش، کاربرد تلفیقی کودهای آزوکمپوست و اوره، عملکرد دانه رقم لیکورد را افزایش داد و بسیاری از ویژگی های خاک را بهبود بخشید. به همین جهت تغذیه تلفیقی (50% آزوکمپوست + 50 % اوره) و توسعه سطح کشت رقم لیکورد برای افزایش تولید کلزا می تواند توصیه شود.
    کلیدواژگان: عملکرد، عناصر غذایی، کلزا، کیفیت خاک، منابع نیتروژن
  • هادی ثانی خانی، یعقوب دین پژوه، محمد علی قربانی صفحات 219-233
    پیش بینی دقیق جریان رودخانه در طراحی، بهره برداری و برنامه ریزی منابع آب از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مطالعه، عملکرد روش های ناپارامتری نزدیکترین همسایه، فازی- عصبی تطبیقی و روش رگرسیون بردار پشتیبان در پیش بینی جریان رودخانه ارزیابی شده است. برای مدل سازی از داده های جریان 36 ساله ایستگاه هیدرومتری دیزج واقع بر رودخانه باراندوزچای (در مقیاس زمانی ماهانه) استفاده گردید. ترکیبات مختلفی از داده های ثبت شده به عنوان الگوی ورودی جهت پیش بینی دبی جریان استفاده شد. نتایج به دست آمده حاکی از عملکرد قابل قبول روش های مورد استفاده در پیش بینی مقدار جریان ماهانه بودند. با اضافه نمودن ضریب فصلی جریان به الگوی ورودی مدل، عملکرد مدل های هوشمند در پیش بینی به صورت قابل ملاحظه ای افزایش یافت. به طور کلی، مدل رگرسیون بردار پشتیبان با بکارگیری مناسب ترین الگوی ورودی به عنوان بهترین روش انتخاب شد. مقادیر سه شاخص ارزیابی شامل ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و متوسط قدر مطلق خطای نسبی به ترتیب برابر 88/ 0، 63/ 3 مترمکعب بر ثانیه و 45/ 78 بود. همچنین ارزیابی عملکرد مدل ها در پیش بینی مقادیر دبی جریان نشان داد که در موارد با جریان زیاد، همه مدل های مورد استفاده، دبی جریان را کمتر از مقدار مشاهداتی تخمین می زنند.
    کلیدواژگان: پیش بینی جریان، رگرسیون بردار پشتیبان، رودخانه باراندوزچای، فازی، عصبی، نزدیکترین همسایه
  • سید حسین حسینی، داود فرسادی زاده، علی حسین زاده دلیر، فرزین سلماسی صفحات 235-246
    پیش بینی توزیع جریان در محل تقاطع کانال ها در شبکه های آبیاری و انتقال آب به منظور ارائه راهکار مناسب برای طراحی و حفاظت آن ها در مواقع اضطراری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه با استفاده از قوانین بقای جرم، انرژی و مومنتم مدل تحلیلی یک بعدی توزیع جریان زیربحرانی در تقاطع چهارشاخه کانال های روباز ارائه و نتایج آن با مدل آزمایشگاهی مقایسه شد. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت دبی ورودی و تراز کف کانال های فرعی دبی خروجی از کانال اصلی افزایش یافت. کاهش عدد فرود کانال ورودی اصلی سبب افزایش دبی خروجی از کانال اصلی شد. تغییر ارتفاع سرریزهای خروجی تاثیر قابل توجهی بر روی توزیع دبی نداشت. بیشترین انحراف مقدار جریان به کانال خروجی فرعی برای زاویه 60 درجه و کمترین انحراف جریان در زاویه 90 درجه اتفاق افتاد. مقایسه نتایج مدل تحلیلی و آزمایشگاهی مطابقت خوبی را نشان داد به طوری که حداکثر خطای محاسباتی کمتر از 10% بود.
    کلیدواژگان: تقاطع چهار شاخه، توزیع جریان، کانال های روباز، قانون بقای جرم، انرژی و مومنتم، مدل تحلیلی
  • رضا حسن پور، محمدرضا نیشابوری، داود زارع حقی صفحات 247-260
    شوری و تراکم خاک از مهم ترین محدودیت های رشد و تولید گیاهان زراعی به حساب می آیند. تحقیق حاضر برای بررسی اثر توام شوری و تراکم خاک بر برخی شاخص های رشد گیاه ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس 704 انجام شد. برای این منظور آزمایشی گلدانی و به صورت فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی و با سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل شوری خاک در سه سطح (قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع 5/ 1، 5/ 2 و 5/ 4 دسی زیمنس بر متر) و تراکم خاک در سه سطح (چگالی ظاهری، 3/ 1، 55/ 1 و 75/ 1 گرم بر سانتی متر مکعب) بود. برای ایجاد سطوح شوری در خاک گلدان ها، مقادیر مختلف NaCl در حجم آب مقطر لازم برای رساندن رطوبت جرمی به 16 درصد، حل و سپس به خاک افزوده شد. برای ایجاد تراکم در خاک گلدا ن ها وزنه 5 /4 کیلوگرمی از ارتفاع 45 سانتی متری بر سطح خاک درون گلدان ها رها می شد. افزایش شوری خاک از 5/ 1 به 5/ 4 دسی زیمنس بر متر باعث کاهش معنی دار ارتفاع گیاه، وزن خشک بخش هوایی، وزن خشک ریشه، سطح برگ و شاخص کلروفیل برگ (از 10 تا 24 درصد) شد. افزایش تراکم خاک از 3/ 1 به 75/ 1 گرم بر سانتی متر مکعب نیز شاخص های مذکور را به طور معنی داری (از 11 تا 63 درصد) کاهش داد. در سطوح شوری و تراکم به کار رفته، به طور میانگین، تراکم خاک بیش از شوری خاک باعث کاهش رشد ذرت شد. اثر شوری و تراکم خاک به صورت توام بیشتر از اثر جداگانه هر یک از آنها بر شاخص های مذکور بود و منجر به کاهش شدید (از 22 تا 73 درصد) شاخص های رشد، به ویژه شاخص کلروفیل برگ شد. به عبارت دیگر، تراکم خاک اثرهای منفی شوری بر رشد ذرت را تشدید کرد.
    کلیدواژگان: تراکم خاک، ذرت، شاخص های رشد، شوری خاک
|
  • N. Parsafar, S. Marofi, Gh Rahimi, H. Marofi Pages 1-12
    Environmental pollution with heavy metals and their transfer to plants is an increasing universal problem. In this study، raw and treated wastewaters were reused for potato cultivation under lysimetric condition. Consequently، a completely randomized test was designed، with four irrigation treatments and three replications. The irrigation treatments were categorized as follows: irrigation with raw wastewater (T1)، treated wastewater (T2)، a combination of 50% raw wastewater and 50% fresh water (T3)، and a combination of 50% treated wastewater and 50% fresh water (T4). The soil of each treatment was sampled in order to assess the Cd، Zn، Cu and Pb pollutions on the basis of the Pollution Index (PI) and to analyze the correlation between the mentioned metals in two soil depths. The results showed that the effects of irrigation treatments on PI of Cd، Pb (p ≤0. 05)، Zn and Cu (p ≤0. 01) amounts were significant. The maximum and minimum values of this index were observed in the T1 and T4 treatments، respectively. The ranking of PI magnitude in all treatments was T1> T3> T2> T4. Also، the results showed that the PI values of the mentioned metals except Cu in the soil depth of 0-10 cm was lower than those in the soil depth of 10-20 cm. The maximum Pearson’s correlation coefficient value was observed between Pb and Cu. Also، the values of this coefficient in soil depth of 0-10 cm were more than those in the depth of 10-20 cm (except the values between Pb and Zn and between Cu and Cd). In this study، the PI values of Pb، Zn and Cu، were lower than 1 and the PI values of Cd were between 2 and 3.
    Keywords: Heavy metals, Lysimeter, Pollution Index, Soil, Wastewater
  • V. Naderi, D. Farsadizadeh, A. Hosseinzadeh Dalir, H. Arvanaghi Pages 13-24
    Formation of the vortex at the entrance of a dam intake reduces its capacity. One of the common methods for preventing the air entry and reducing the power of the vortex is the use of meshed plates. In this research the effect of dimensions of the meshed plates on the critical submergence in an experimental model of bell-mouth vertical intake has been studied. The results showed that, using the vertical meshed plates could reduce the critical submergence up to 35%. At the end, an equation using Froude number and dimensions of the meshed plates was proposed that could predict the relative submergence, accurately.
    Keywords: Submergence of intake, Vertical meshed plates, Vortex
  • H. Zare Abyaneh, M. Bayat Varkeshi Pages 25-40
    Excessive use of chemical fertilizers causes soil, surface water and groundwater pollution. The purpose of the present investigation was to study nano-chelate nitrogen effect on nitrate concentration variations in soil, water and potato tuber (Solanum tuberosum L.) in comparison to the urea fertilizer. A factorial experiment in CRD with 3 replications and factors of urea fertilizer and nano-chelate nitrogen was conducted. In each factor three levels of 46, 92 and 138 kg N/ ha were used. The results showed that the highest soil nitrate (100.5 mg/kg soil) and the highest nitrate leaching concentration (629.2 mg/L) belonged to the third level of the urea treatment. The results of the yield measurements showed that with increase of the urea fertilizer from the first level (46 kg N/ha) to the third level (46 kg N/ha), the yield decreased 2.6%, while similar increasing in the amount of nano-chelate nitrogen fertilizer, increased the yield by 20.7%. Furthermore, the difference between the average tuber yields in the urea treatment (42.8 t/ha) and nano- chelate nitrogen treatment (73.3 t/ha) was significant at 5% probability level. The results showed that the leaf nitrogen in the nano- chelate nitrogen treatment was significantly more than that in the urea treatment. The results of the accumulated nitrogen measurement in the tubers as one of the quality indicators showed that the tuber nitrate concentration in the nano-chelate nitrogen treatment was 121.2 mg/kg and in the urea treatment was 154.2 mg/kg. Therefore, according to the results of this experiment, the use of 138 kg N/ha nano-chelate nitrogen in order to achieve the highest yield, noting the lower nitrate accumulation in potato tubers (Agria cv.) in greenhouse conditions, can be recommended.
    Keywords: Nano fertilizer, Nitrate, Nitrogen, Potato, Tuber yield
  • M. Vadiati, M. Nakhaei Pages 41-52
    Water quality management is a global important issue. In this study, the application of the Fuzzy Set Theory to evaluate groundwater quality for agricultural purposes is shown. The Fuzzy Synthetic Evaluation Model gives the certainty levels for the acceptability of the agricultural water based on the prescribed limit of various regulatory bodies’ quality classes. In this research, seven groundwater parameters including Sodium Absorption Ratio, Total Dissolved Solids, Sodium Solution Percent, Chloride, Sulphate, Sodium, and Bicarbonate, which are important for evaluation of groundwater quality for agricultural purposes, were used. Therefore, the qualitative data of groundwater from 178 wells in the period 2009-2010 in Tehran province, Iran, were used. Based on the Fuzzy Water Quality Model, the groundwater quality was classified in three categories; desirable, acceptable and unacceptable. Results showed only 134 out of 178 Samples were in the desirable class with certainty level of 36.5 to 76.3 percent. About 38 samples were classified in the acceptable category whose certainty level ranged from 23.7 to 54.5 percent and the remaining 6 samples were in the unacceptable category with the maximum certainty level of 28.7 percent.
    Keywords: Agricultural usages, Fuzzy inference, Fuzzy rules, Fuzzy sets, Groundwater quality, Tehran Province
  • Mr Beheshti, A. Khosrojerdi, H. Sedghi Pages 53-65
    Stepped chute flows are characterized by intense turbulence and strong aeration, but in most studies the turbulence characteristics are not investigated thoroughly. In this study, a highly turbulent air-water flow skimming down a large-size stepped chute has been investigated systematically. An experimental study of detailed air-water flow characteristic measurements was established for different types of flow regimes on a stepped chute (θ = 21.8º, h=0.04m, l=0.10m) model to investigate the location and the flow depth at inception point of air entrainment and velocity profiles distributions. Detailed velocity and turbulence intensity measurements in flow direction were performed by use of a phase detection conductivity probe which had been designed, developed and calibrated before. The results showed that the turbulence characteristics varied in different regions. The study showed further that 1- the turbulence intensity increased rapidly close to the step bottom at the viscous sub layer and maximized at intermediate region (0.4≤ y/dc ≤ 0.5) then decreased gradually in the upper region. 2- The vertical distribution of the velocity in flow direction followed-up a power law and the velocity reached to its maximum value, near the flow’s free surface. 3- The high turbulence levels in the intermediate region of the flow depth were caused by the continuous deformations and modification of the air-water interfacial structure.
    Keywords: Air, water flow, Electrical probe, Stepped spillway, Turbulence intensity, Velocity fluctuations
  • E. Mohammadi, M. Delbari Pages 67-78
    In this study the HYDRUS-1D software has been applied to simulate water and salt transport through the soil profiles. Field experiments were performed as a randomized complete blocks design in Zabol University campus. Four leaching treatments with five replications were conducted within the blocks. The treatments included 10 irrigations with 100 mm water every 3 days (T1), 7 irrigations with 150 mm water every 7 days (T2), 5 irrigations with 200 mm water every 6 days (T3) and 4 irrigations with 250 mm water every 4 days (T4). For each treatment, soil samples were taken from five depth intervals 0-20, 20-40, 40-60, 60-80 and 80-100 cm and their water contents and soil chemical properties (ECe, pH, TDS, and Na, K, Ca and Mg) were measured every 7 days. Comparing the mean values of the differences between the studied soil properties amounts before and after leaching over the whole soil profile for different treatments showed that T1 had the highest leaching of TDS, ECe, Na, K, Ca and Mg. However, the differences between the treatments were not statistically significant (p≤0.05) for Ca. T1 was statistically (p≤0.05) different from T4 for TDS, ECe, Na, and Mg values and from T3 for K and Mg values. The graphical results showed that the HYDRUS-1D had the highest accuracy in simulating TDS, ECe and Ca in depth of 40 cm. The highest simulation accuracy resulted for Na in soil depth of 20 cm and for Mg, and K in the depth of 80 cm. The highest simulation accuracy of SWC was seen for the depth of 40 cm. For all treatments and properties, the values of R2 ranged from 0.72 to 0.88, the RMES values were almost equal to the data standard deviations and the EF values ranged from 0.52 to 0.97, which indicated that the HYDRUS-1D software had a good ability to appropriately simulate water and salt transport in soil and predict water content and ECe profiles, satisfactorily. Therefore, it should be used for better management of irrigation and leaching of saline soils over the region in the future.
    Keywords: HYDRUS, 1D, Moisture, Salt concentration, Simulation
  • S. Ahmadi Geshlagi, N. Aliasgharzad, A. Tavassoli Pages 79-89
    Mycorrhizal fungi are important symbionts in plants and play key roles in nutrients acquisition and enhancing plant tolerance against environmental stresses. A factorial experiment was conducted with maize plant in a completely-randomized design with four replications in greenhouse conditions. The factors were NaCl salinity with three levels (1.34, 4 and 8 dS/m) and mycorrhizal fungi with four levels (non mycorrhizal, Glomus versiforme, G. intraradices, and G. etunicatum). Shoot and root dry weights, root colonization percentage, and concentrations of P, K, Ca, Mg, Na and Cl were measured. The results showed that the interaction of salinity and mycorrhizal fungi on shoot and root dry weights, root colonization percentage, contents of P, K, Ca, Mg and concentration of Na was significant at p≤0.01. The highest shoot and root dry weights were obtained at the salinity level of 1.34 dS/m in the presence of mycorrhizal fungi. Statistical analysis showed that shoot and root dry weights, and contents of P, K, Ca, and Mg in mycorrhizal plants were significantly higher than those in non-mycorrhizal plants. Also Na and Cl concentrations decreased in shoot of mycorrhizal plants but not in their roots. At the 8 dS/m salinity level, root colonization percentage decreased significantly compared to the non-saline control.
    Keywords: Arbuscular mycorrhizal fungi, Corn, Nutrients, Salinity
  • Y. Ramezani, H. Khozeyme, Nejad, M. Ghomeshi Pages 91-100
    Sediment deposition in reservoirs is inevitable and the turbidity current is one of the most important factors that affects sediment distribution in reservoirs. Knowledge about the turbidity currents properties can help to manage and release these currents from dam reservoirs. The Sefidroud dam reservoir has many problems on water storage due to sediment deposition. In this study, the properties of these currents including head velocity, plunge point depth and its distance from the dam are simulated by TCM model, in different discharges and water elevations of the Sefidroud reservoir. The results show, depending on the discharge and water elevation, plunge point depth changes from 2.2 to 8.3 m, its distance is between 6-11 km from the dam structure and the head velocity variation is up to 0.48 m/sec.
    Keywords: Head velocity, Plunge point, Sefidroud dam, TCM model, Turbidity current
  • B. Karimi, T. Sohrabi, F. Mirzaei, B. Ababaei Pages 101-112
    One of the most important parameters in designing surface and subsurface drip irrigation systems is the advance velocity of the wetting (moisture) front in soil, which enormously affects the performance of these systems. In this study, experiments were carried out in a transparent plexy-glass tank (0.5m*1.22m*3m) using three different soil textures (fine, heavy and medium). The drippers were installed at 4 different soil depths (surface, 15cm, 30cm and 45cm). The emitter outflows were considered 2.4, 4 and 6 lit/hr with irrigation duration of 6 hr. Then, using the-π theorem of Buckingham and Dimensional Analysis, equations were developed to estimate the advance velocity of the wetting front (horizontal, downward and upward). The results of the comparisons between the simulated and measured values showed that these equations were very capable of predicting the advance velocity of the wetting front in different directions. The average Standard Error (SE) values at all depths and in all directions (horizontal and vertical) for clay, loam and sandy soil textures were estimated as 0.18, 0.21 and 0.23, respectively which were the evidence for the relative superiority of the developed equations in clay soil texture. Also, the average SE values at all depths and in all soil textures (0.28, 0.20, 0.23 and 0.15, respectively) showed the increase of equation accuracy with the increase of soil depth. Using these equations in designing surface and subsurface drip irrigation systems could improve system performance.
    Keywords: Advance velocity, Drip irrigation, Irrigation management, Moisture distribution pattern, Moisture front
  • M. Rezaei Banafsheh, A. Rezaei, M. Faridpour Pages 113-123
    Drought is a natural disaster that affects the human life due to its significant effects on agricultural and economic sectors. Using the remote sensing technique, drought can be studied through its effects on plants, and it is possible to gain a more accurate and effective modeling of drought. In this study, the efficiency of vegetation condition index in analyzing the agricultural drought was evaluated using the remote sensing facilities for East Azarbaijan province. The data included the MODIS sensor images from Terra satellite between 2000-2011 and the rainfalls from synoptic and climatic stations of the province. To gain the vegetation condition index (VCI) values, the normalized vegetation index (NDVI) values were used. The NDVI derived from the information of the bands 13 &16. According to the VCI values the drought covered more areas in the years 2001, 2008, 2000 & 2009 while it covered less areas in the years 2010 & 2003. To assess the efficiency of the study, the Standardized Precipitation Index (SPI) were calculated from the data of the years 2001, 2008, 2010, 2003, in 9 weather stations and compared with the data collected from VCI maps. According to the SPI index, the years of 2008 & 2001 encountered the highest drought and also the years of 2010 & 2003 had the lowest drought. The results indicate that using the VCI index is an excellent method for evaluating the agricultural droughts through the Remote Sensing. Furthermore, in areas with or without sporadic weather stations this index can be used for estimating drought since the number of sampling points on satellite images exceeds the number of the weather stations.
    Keywords: Agricultural drought, East Azarbaijan, MODIS, NDVI, SPI, VCI
  • A. Nassimi, M. Zare Pages 125-141
    Artificial recharge is the well known method for controlling the degradation of groundwater quality and quantity. The artificial recharge is substantially dependent on the identification of a suitable recharge location which plays the main role in the success of the project. In this research, quantity of precipitation, land slope, surface infiltration, geology, hydraulic conductivity of the aquifer, depth of water table, transmissivity and land use information were used to find the most appropriate location for artificial recharge and the weight of each layer was determined based on the importance of its role in surface water infiltration into aquifer. The AHP technique was used to identify the most appropriate weight for various parameters in site selection for artificial recharge. Results showed that 1.4% of the studied area was very suitable for artificial recharge, while 10.39% and 13.33% were suitable and to some extent suitable, respectively, and 75.14% was unsuitable for artificial recharge. In eight different locations which were classified in suitable group, four locations had suitable situation regarding to the drainage system and roads. Regarding the accordance of these four alluvium sites with the resulted maps by Ground Water Model in GMS environment, three suitable sites were selected for the long-term and one site was proposed for the short- term recharge programs in the Boushkan region. In this watershed, the artificial recharge in alluvial deposits was much more suitable than that in karst environment.
    Keywords: Analytical Hierarchy Process (AHP), Artificial Recharge, Catchment, Geographical Information System (GIS)
  • N. Pourabdollah, T. Honar, R. Fatahi Pages 143-152
    Study on the reduction of flow energy intensity in order to reduce damage of the downstream hydraulic structures, always has been one of the potential interesting issues. One of the most important topics in this field is the study on hydraulic jump and its control method. Like other structures, in energy dissipaters considering economic and ease of construction is an essential issue. Therefore, in this study, the effects of the roughness and negative bed slope on water level and velocity profiles of hydraulic jumps for upstream flow in Froude numbers ranges of 4.9-7.8, with three different bed roughnesses and slopes of 0%, 3.1%, 60%, and % 2 were studied. The results indicated some similarities between the measured velocity profiles and some differences between the profiles of water jets as compared with those on smooth beds. Also, the thickness of the dimensionless boundary layer was calculated to be 0.66, which was significantly different in comparison with its value for the flat bed (0.16). Moreover, the bed shear stress on the rough negative sloping bed was at least 10 times greater than the shear stress on the smooth flat bed. Also, the energy and momentum correction coefficients were higher relative to the classic mode.
    Keywords: Adverse slope, Hydraulic jump, Roughness, Velocity profile, Water surface profile
  • A. Majnooni, Heris, Ah Nazemi, Aa Sadraddini, Mr Neyshabouri, Mr Shakiba Pages 153-163
    Because of the importance of canola as a major oil plant and its compatibility with different climatic conditions, an experiment was conducted in the Agricultural Research Station of Tabriz University to determine its lysimetric evapotranspiration. Lysimetric evapotranspiration was measured 583.6 mm in the study region. Results showed that there was 23.36 percent difference between lysimetric evapotranspiration and potential evapotranspiration resulting from FAO Penman-Monteith method. A relationship for crop coefficient was obtained based on the days after planting and radiation absorbed by plants and was corrected with temperature and leaf area index. The durations of growing stages of spring Canola including initial, development, middle and end stages based on percentage of land cover and LAI were obtained equal to 25, 35, 20 and 20 days, respectively. Also the mean values of crop coefficients were determined for the initial, middle and the end stages of growth equal to 0.72, 1.45 and 0.66, respectively. There was significant difference between crop coefficients resulting from this study with the recommended values in the FAO 56. In this study, changes in the ground cover percentage, LAI, plant height and evapotranspiration were investigated on different days after planting.
    Keywords: Canola, Crop Coefficient, Ground cover, Leaf area index, Tabriz
  • B. Dovlati Pages 165-179
    Knowledge of the chemical forms of heavy metal pollution in soil, plants and groundwater is important. This study was done to investigate the effect of leonardite in changing the chemical forms of heavy metals in soils derived from different parent materials including Syenite, Schist, Gabbro and Calcite. Analyses of the physico-chemical properties and clay mineralogy of soils were carried out. Chemical forms of the lead (Pb) and cadmium (Cd) in presence of the leonardite (0, 2, and 5%) were evaluated using sequential extraction method. The results showed that the quality and quantity of the clay minerals were different and the smectite mineral was dominant at different ratios of the leonardite. However, the vermiculite (42%) and hydroxy interlayer vermiculite (HIV) (82%) minerals were observed in the schist and calcite-derived soils, respectively. Leonardite application decreased the pH value in the derived soils from Syenite. The result showed that the chemical form of heavy metals in different soils was significantly affected by the leonardite levels. Pb and Cd chemical species were different in each soil type. The maximum amounts of the exchangeable Pb and Cd were observed in the syenite and gabbro, and the syenite soil, respectively. Leonardite decreased the elements related to the oxides Fe- and Mn, whereas the organic carbon based section was significantly increased by the leonardite application. Also leonardite reduced the amounts of the residual fraction of heavy metal in soil. Accordingly, leonardite behavior varied in different soils and its application should be based on the physico-chemical properties of soil.
    Keywords: Chemical Forms of Heavy Metals, Clay Mineralogy, Leonardite, Parent Materials Sequential Extraction
  • B. Ababaei, F. Mirzaei, T. Sohrabi Pages 181-192
    Considering the importance of preserving spatial correlation between neighboring stations in many of the studies in the fields of agriculture and water resources on a daily time basis, in this research, a weather generator model (WG) was developed to simulate climatic variables in neighboring stations while preserving spatial correlations between these stations. This model uses an extended Markov model to generate precipitation occurrence series which is capable of simulating spatial correlations between neighboring stations with an acceptable performance. In order to simulate precipitation amounts on wet days and other climatic variables, a nonparametric algorithm was proposed. The performance of this algorithm was assessed in relation with the generation of daily mean and standard deviation, daily correlation and lag-1 autocorrelation of climatic variables and also spatial correlation between neighboring stations using Coefficient of Determination (R2), Standardized Root Mean Square Error (SRMSE) and Standardized Mean Absolute Error (SMAE) statistics. The results showed that this model was capable of reproducing statistical properties of historical time series with an acceptable accuracy, while the model underestimated the values of lag-1 autocorrelation coefficients. Moreover, climate change scenarios can be simulated by modifying model parameters while preserving spatial correlations between neighboring stations.
    Keywords: Extended Markov model, Nonparametric algorithm, Weather generator, Spatial correlation
  • B. Sheikhinejad, M. Ghomeshi Pages 193-204
    In deep reservoirs the turbidity currents are usually the reason of transport and deposition of sediment. If the turbidity current is completely stopped in the middle regions of the reservoir; sediment deposition reduces near the dam wall and as a result the main tasks of the dam are not disrupted. Roughening up the bed is a technique for changing the density current hydraulics or slowing of its velocity. Therefore in the present research the head velocity of the density current on the bed with cylindrical roughness is studied and a relationship for head velocity is presented. A series of gravity currents experiments are performed in a flume with 35 cm width, 70 cm height and 9 m length. The experiments are developed as salinity fluid flow with three salt concentrations of 10, 15 and 20 g/L in bed slopes renge of 0.5, 1.25 and 2% and three roughness height of 2.5, 4 and 5.5 cm. The result indicates that head velocity is almost constant during passage from smooth bed while it reduces significantly in rough bed. The bed slope and fluid concentration have direct relation with the head velocity. Roughening up the bed has reduced the gravity current head velocity. Also, increasing roughness height reduces the velocity of the current head to a certain extent. Finally, a relationship is developed to estimate the head velocity.
    Keywords: Cylindrical roughness, Density current, Head velocity
  • M. Mostafavi Rad, Z. Tahmasebi Sarvestani, Sam Modares Sanavy, A. Ghalavand Pages 205-217
    In order to assess the effects of organic and inorganic nitrogen sources on yield of some winter rapeseed (Brassica napus L.) varieties, soil physicochemical properties and available nutrient elements such as nitrogen, potassium, phosphorus, iron, manganese, zinc, copper and sulphur, two field experiments were carried out during 2008 - 2010 cropping seasons as factorial arrangement in randomized complete blocks design in three replications at the Agricultural and Natural Resources Research Center of Markazi Province, Arak, by using two factors of nitrogen sources at three levels of Azocompost, 50% Azocompost plus 50% urea, 100% urea and three rapeseed varieties including Okapi, Modena and Licord. Nitrogen sources were utilized such that a net quantity of 150 kg N/ha was added to the soil. The results showed that there were significant differences between the nitrogen sources for seed yield and soil properties including moisture weight, bulk density, soil electrical conductivity, pH, organic matter, saturation percentage, porosity percentage and infiltration velocity at 1% probability level. The rapeseed varieties had significant differences for seed yield and soil properties such as bulk density, electrical conductivity, organic matter, porosity percentage and also for the availability of nitrogen, potassium, iron, zinc, manganese and sulphur elements in the soil. In these experiments, the Licord variety showed a greater yield (3847 kg/ha) at integrated nutrition system compared to the other treatments. In addition, the availability of Fe, Mn, Zn and S in soil solution were increased, but the availability of K was decreased. In this research, the integrated application of Azocompost and Urea fertilizers, increased seed yield of Licord cultivar and improved the most of soil properties. Therefore, the integrated nutrition (50% Azocompost plus 50% urea) and extension of Licord variety cultivation area could be recommended for the rapeseed yield enhancement.
    Keywords: Nitrogen sources, Nutrient elements, Rapeseed, Soil quality, Yield
  • H. Sanikhani, Y. Dinpashoh, Ma Ghorbani Pages 219-233
    River flow accurate forecasting is so important in design, operation and planning of water resources systems. In this study, the performances of the non-parametric nearest neighbor method, adaptive neuro- fuzzy (ANFIS) and support vector regression (SVR) approaches were evaluated for streamflow forecasting. In order to derive the model, monthly streamflow observations of 36 years time period at Dizaj hydrometric station located in the Baranduz-Chay River (in monthly time scale) were used. Different combinations of the recorded data were used as the input pattern of streamflow forecasting. The results indicated that all of the applied models had reasonable performances in prediction of the monthly river flow. By adding the seasonality coefficient of streamflow to input pattern, performances of the intelligent models increased considerably. In general, the SVR model using the suitable input pattern was selected as the best method. The values of the three different evaluation criteria, namely correlation coefficient (R), root mean square error (RMSE), mean absolute relative error (MARE) were equal to 0.88, 3.63 (m3/s) and 78.45, respectively. Furthermore, evaluation of the performances of the models for streamflow forecasting revealed that in the cases of high discharges all of the models underestimated the streamflow comparing with the observed values.
    Keywords: Baranduz, Chay river, Nearest neighbor, Neuro, fuzzy, Streamflow prediction, Support vector regression
  • Sh Hosseini, D. Farsadizadeh, A. Hosseinzadeh Dalir, F. Salmasi Pages 235-246
    Prediction of flow distribution is necessary in open channels junctions at irrigation and conveyance water systems in order to design suitable plans and protect them in emergency situations. In this study, a one dimensional analytical model of subcritical flow distribution using mass - energy and momentum conservation laws was presented for a four-branch junction of open channels and compared with experimental results. The results showed that as the inlet discharge ratio and bed elevation of the lateral channels increased, the outlet discharge of the main channel increased. Furthermore, as the Froud number at the inlet of the main channel decreased, the outlet discharge of it increased. Changes in the height of the weirs at the end of the outlet channels had no considerable effect on the flow distribution. The maximum and minimum deviations of the flow amounts to the outlet lateral channel occurred at the angles of 60 and 90 degrees, respectively. Comparison of the analytical and experimental results showed a good agreement between them so that the maximum error was less than 10%.
    Keywords: Analytical model, Flow distribution, Four, branch junction, Mass, energy, momentum conservation laws, Open channels
  • R. Hassanpour, Mr Neyshabouri, D. Zarehaggi Pages 247-260
    Soil salinity and compaction are probably the most prevailed limitations for crop growth and yield. This research was performed to investigate the combined effect of soil salinity and soil compaction on several aspects of corn (Zea mays cv. single cross 704) growth. For this purpose a factorial pot experiment on the basis of completely randomized design with three replications was performed. The experimental factors were soil salinity at three levels (saturated extract electrical conductivity of 1.5, 2.5 and 4.5 dS/m) and soil compaction at three levels (bulk density of 1.30, 1.55 and 1.75 g/cm3). For creating salinity in the soil different amounts of NaCl dissolved in required volumes of distilled water to raise the mass water content to 16% were added to the pots, soil. For soil compaction a mass of 4.5 kg was allowed to fall from a 45 cm height over the soil surface in the pots. Increasing the soil salinity from 1.5 to 4.5 dS/m resulted in significant decline (from 10 to 24%) in plant height, shoot and root dry weight, leaf area and chlorophyll index. Increasing the soil compaction from 1.3 to 1.75 g/cm3 significantly decreased (from 11 to 63%) the mentioned growth indices. In the applied range of soil salinity and compaction, soil compaction caused more decline and suppression than soil salinity in the corn growth. Combined effect of the salinity and compaction became more significant than their individual effects and reduced drastically (22 to 73%) the growth indices specially chlorophyll index. In other words, soil compaction intensified the negative effects of salinity on corn growth.
    Keywords: Corn, Growth indices, Soil compaction, Soil salinity