فهرست مطالب

نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)
سال بیست و یکم شماره 3 (پیاپی 81، پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/08/06
  • تعداد عناوین: 20
|
  • علی مرشدی، مهدی نادری، سید حسن طباطبایی، جهانگرد محمدی صفحات 1-13
    این تحقیق به منظور بررسی امکان استفاده از دو مدل سبال (SEBAL) و متریک ((METRIC در دو تاریخ گذر 9 تیر 1378 (برابر با 30 ژوئن 1999) و 30 مرداد 1378 (برابر با اول اوت 1999) برای برآورد و مقایسه تبخیر و تعرق گیاه مرجع (یونجه) در مقیاس منطقه ای با استفاده از اطلاعات سنجنده ETM+ در مقایسه با برآوردهای ET از برخی روش های ریاضی (تجربی و ترکیبی) شامل پنج مدل پنمن- مانتیث استاندارد شده به روش انجمن مهندسین عمران آمریکا (ASCE-stPM)، پنمن- مانتیث به روش فائو 56 (F56PM)، بلانی- کریدل (F24BC)، هارگریو- سامانی(HS) و تشتک تبخیر (Pan) انجام شد. مقدار تبخیر و تعرق در تاریخ های 9 تیر و 30 مرداد (1378) برای پیکسل های معیار سرد در مدل سبال برابر با 97/6 و 77/6 میلی متر بر روز و در مدل متریک برابر با 27/10 و 31/9 میلی متر بر روز به دست آمد. برای مدل ریاضی مناسب منطقه (هارگریوز- سامانی) مقادیری به ترتیب برابر با 0/8 و 5/7 میلی متر بر روز در تاریخ های گذر به دست آمد. به طور کلی نتایج نشان داد برآوردهای مدل سبال در مقایسه با برآوردهای مدل HS و داده های لایسیمتری موجود از صحت بیشتری نسبت به مدل متریک برخوردار و در شرایط مشابه قابل توصیه می باشد.
    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق، توازن انرژی، فرمول های تجربی، لندست 7
  • آتنا خلیلی نفت چالی، علی شهیدی، عباس خاشعی سیوکی صفحات 15-26
    در سال های اخیر در بسیاری از کشورها برداشت آب منابع زیرزمینی از میزان تغذیه سالیانه آنها بیشتر بوده است. این امر باعث پایین افتادن سطح آب زیرزمینی و به دنبال آن خشک شدن چاه ها، قنات ها و چشمه شده است. در این تحقیق با توجه به اهمیت دشت نیشابور در تامین آب کشاورزی، شرب و صنعت منطقه، از الگوریتم های تنبل KNN، KSTARو LWL و مدل درختی 5M تحت هفت سناریوی مختلف، برای برآورد تراز سطح ایستابی این آبخوان استفاده شده است. برای مقایسه نتایج، آماره های ریشه متوسط خطای مربعات، ضریب همبستگی و متوسط قدر مطلق خطا مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که سناریو fکه شامل پارامترهای حجم آب تخلیه شده و مجموع بارندگی می باشد، به دلیل در نظر نگرفتن پارامتر تراز سطح زمین، کارایی کمتری دارد. در سناریوی a، b و g با در نظر گرفتن پارامترهای مجموع بارندگی در ماه قبل، مجموع بارندگی در دو ماه قبل و تراز سطح زمین، برآورد مطلوب تری از تراز سطح ایستابی حاصل می شود. در بین مدل های الگوریتم تنبل و مدل درخت تصمیم 5M توانایی مدل KNN تحت سناریوی a در ماه آذر با داشتن 0/96=RZ د ، 56/6RMSE= و 53/3 MAE= از سایر مدل ها بیشتر می باشد. همچنین بررسی معیارهای ارزیابی نشان داد که مدل LWL ، مدل مناسبی برای پیش بینی تراز سطح ایستابی نمی باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم تنبل، درخت تصمیم 5M، تراز سطح ایستابی، دشت نیشابور
  • علیرضا واعظی، مروارید احمدی صفحات 27-38
    معادله جهانی فرسایش خاک تصحیح شده (MUSLE) از جمله مدل های برآورد هدر رفت خاک براساس خصوصیات رواناب در ابعاد رگبار می باشد. این مدل نیازمند ارزیابی در کرت های کوچک برای باران های نواحی نیمه خشک می باشد. جهت ارزیابی کارایی مدل MUSLE، آزمایش صحرایی با استفاده از 21 کرت فرسایشی طراحی شد. کرت ها تحت هفت شدت بارندگی 10، 20، 30، 40، 50، 60 و 70 میلی متر بر ساعت به مدت 60 دقیقه قرار گرفتند و رواناب و رسوب در بازه های زمانی 5 دقیقه ای اندازه گیری شدند. هدر رفت خاک با استفاده از شاخص فرسایندگی مدل MUSLE براساس حجم رواناب (Q) و دبی اوج رواناب (qp) به دست آمد و با مقادیر مشاهده ای مقایسه شد. هدر رفت خاک برآورد شده به اندازه 87/3 برابر بیشتر از مقدار مشاهده ای بود. برای بهبود برآورد مدل، توان شاخص فرسایندگی رواناب از 56/0 به 62/0 اصلاح شد (0/62(Qqp)). اصلاح این توان موجب بهبود کارایی مدل از 5/5- به 47/0 و کاهش ریشه میانگین مربعات خطا از 000137/0 به 000031/0 شد. به طور کلی این پژوهش نشان داد که به کارگیری مدل MUSLE در کرت های کوچک در منطقه نیمه خشک منجر به بیش برآورد هدر رفت خاک می گردد. از اینرو ضروری است شاخص فرسایندگی رواناب براساس داده های مشاهده ای مورد واسنجی قرار گیرد. مدل بازنگری شده MUSLE می تواند برای برآورد هدر رفت خاک در کرت های کوچک در منطقه نیمه خشک مورد استفاده قرار بگیرد.
    کلیدواژگان: حجم رواناب، دبی اوج رواناب، شدت باران، کارایی مدل، منطقه نیمه خشک
  • فرزاد حیدری مورچه خورتی، کورش شیرانی، راضیه صبوحی صفحات 39-54
    حوضه آب باریک بم از زیر حوضه های آبریز کویر لوت مانند تمام مناطق بیابانی دیگر دارای معضل فرسایش بادی و طوفان های ماسه ای و شنی است. حاصل این طوفان های ماسه ای و شنی به صورت رخساره های تپه ماسه ای منفرد و پیوسته جلوه گر می شود. در این تحقیق با استفاده از روش های رسوب شناسی منشاء (جهت و مکان) نقاط برداشت شناسایی گردید و به روش گام به گام و مرحله بندی انجام گرفت . در مرحله اول جهت اصلی مناطق برداشت نسبت به تپه های ماسه ای به کمک بررسی هایی از قبیل جمع آوری اطلاعات مردمی ، مطالعه مورفولوژی عمومی و واحد تپه های ماسه ای ، مقایسه عکس های هوایی در دوره های مختلف و تجزیه و تحلیل بادهای منطقه تعیین گردید. در مرحله دوم با انجام بررسی هایی مانند مطالعه رخساره های ژئومرفولوژی اراضی مناطق برداشت با تاکید بر مرفودمینامیک باد، دانه بندی عناصر تپه های ماسه ای و خاک سطحی رخساره های فرسایشی اراضی قطاع برداشت ، بررسی مرفوسکوپی ذرات تشکیل دهنده نمونه ها و تعیین اندیس هایی مانند قطر میانه ، گردشدگی ، جورشدگی و کانی شناسی نمونه ها، منشاء ماسه های حوضه شناسایی گردید. نتایج نشان داد که منشاء اصلی و عمده ماسه های این حوضه، اراضی رخساره جلگه رسی و زمین های کشاورزی و به خصوص اراضی کشاورزی رها شده می باشد. همچنین جهت اصلی حرکت مناطق برداشت از سمت جنوب و جنوب غربی به سمت شمال و شمال شرقی حوضه می باشد. کاربرد نتایج حاصل از این پژوهش می تواند منجر به اصلاح روش های مدیریتی مورد استفاده و کنترل و مقابله با گسترش معضل فرسایش بادی و طوفان های ماسه ای و شنی گردد.
    کلیدواژگان: منشایابی، رسوب شناسی، جهت یابی، مکان یابی، اندیس های مرفومتری، قطر میانه، جورشدگی، گردشدگی
  • محبوبه طیبی، مهدی نادری، جهانگرد محمدی صفحات 55-68
    این پژوهش با هدف مطالعه چگونگی توزیع غلظت برخی فلزات سنگین در کلاس های مختلف اندازه ای ذرات خاک و بررسی تغییرات مکانی آنها در منطقه کفه مور، استان کرمان صورت گرفت. در این منطقه، معدن سنگ آهن گل گهر واقع شده است. برای این منظور 120 نمونه خاک سطحی (0 تا 10 سانتی متر) به صورت مرکب و تصادفی برداشته شد و ذرات خاک در اندازه 2 – 5/0، 5/0-25/0، 25/0-125/0، 125/0-075/0، 075/0-05/0 و کوچک تر از 05/0 میلی متر جدا و غلظت کل فلزات سنگین شامل آهن، منگنز، مس، روی، سرب و نیکل در هر کلاس پس از تیمار نمونه های خاک با اسید نیتریک 4 نرمال توسط دستگاه جذب اتمی تعیین گردید و پهنه بندی غلظت فلزات سنگین به روش کریجینگ معمولی انجام شد. نتایج نشان دادند که با کاهش اندازه ذرات غلظت فلزات سنگین افزایش یافت. به طوری که میانگین غلظت در کلاس اندازه ای کوچک تر از 05/0 برای آهن، منگنز، مس، روی، سرب و نیکل به ترتیب 13/2، 70/1، 79/4، 43/2، 42/1، 47/3 برابر بیشتر از میانگین غلظت در کلاس اندازه ای 2– 5/0 میلی متر بود. پهنه بندی غلظت فلزات سنگین به روش کریجینگ نیز نشان داد که با فاصله گرفتن از معدن فلزات سنگین کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، تغییرپذیری مکانی، فلزات سنگین، کریجینگ، کلاس اندازه ذرات خاک
  • عادل ریحانی تبار، کمال خلخال، ندا پاشاپور صفحات 69-83
    در این تحقیق آهن قابل جذب خاک در 21 نمونه خاک آهکی سطحی (0-30 سانتی متر) از استان آذربایجان شرقی با پنج روش مختلف شامل DTPA، AB-DTPA، AC-EDTA، هیدروکسیل آمین، اگزالات آمونیوم مرجع و اگزالات آمونیوم سریع اندازه گیری شد. شکل های شیمیایی آهن نیز با روش اصلاح شده سینگ و همکاران تعیین شد. بر طبق نتایج حاصله بیشترین مقدار آهن استخراج شده با روش اگزالات آمونیوم سریع (mg kg-1 03/856) و کمترین آن با روش AC-EDTA (mg kg-146/4) حاصل گردید. روش عصاره گیری با اگزالات آمونیوم سریع علاوه بر اکسیدهای آهن بی شکل (Fe-AFeox) دیگر شکل های آهن مانند شکل های تبادلی (Fe-Ex)، آلی (Fe-Om)، پیوسته به اکسیدهای بلورین (Fe-CFeox) و باقیمانده (Fe-Res) را نیز عصاره گیری کرد. عصاره گیر هیدروکسیل آمین در مقایسه با سایر عصاره گیرها آهن را بیشتر از منبع اکسیدهای بی شکل استخراج کرد. نتایج تحلیل رگرسیونی نشان داد که شکل های Fe-Ex، Fe-AFeox و Fe-Res بیشترین و شکل های کربناتی (Fe-Car) و پیوسته به اکسیدهای منگنز (Fe-Mnox) کمترین سهم را در آهن عصاره گیری شده با عصاره گیرهای AB-DTPA و DTPA در خاک های مورد مطالعه داشتند. با توجه به روابط آماری احتمالا شکل کربناتی آهن، منبع بالقوه ای برای آهن قابل جذب در خاک های آهکی نیست. ظاهرا محتوای کربن آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی موثرترین ویژگی های خاک هستند که فراهمی آهن قابل جذب گیاه در خاک های مطالعه شده را پیش بینی می کنند.
    کلیدواژگان: آهن قابل جذب، شکل های آهن، عصاره گیری دنباله ای، AB، DTPA، DTPA
  • چنور عبدی، پرویز فتحی صفحات 85-95
    آبیاری قطره ای از جمله روش های نوین آبیاری جهت استفاده بهینه از منابع آب و افزایش راندمان آبیاری به شمار می آید. مهم ترین مشکل این سیستم ها، گرفتگی قطره چکان هاست. در این میان گرفتگی فیزیکی، مهم ترین عامل در کاهش دبی و یکنواختی پخش قطره چکان ها محسوب می گردد. موقعیت قطره چکان ها روی لوله های فرعی و فاصله آنها از هم از جمله عوامل موثر بر شدت گرفتگی فیزیکی قطره چکان ها محسوب می شود. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر فاصله قطره چکان های نوارهای آبیاری قطره ای بر میزان گرفتگی فیزیکی آنها می باشد. برای این منظور یک مدل فیزیکی آبیاری قطره ای در آزمایشگاه طراحی و ساخته شد. در این تحقیق از نوارهای آبیاری پلاک دار و درزدار با فاصله قطره چکان های برابر با 10، 20 و 30 سانتی متر استفاده شد. نتایج تحلیل آماری نشان داد که فاصله قطره چکان ها اثر معنی داری بر گرفتگی قطره چکان ها در نوارهای آبیاری قطره ای پلاک دار و دزدار دارد. نتایج همچنین نشان داد که نوار آبیاری پلاک دار با فاصله قطره چکان های 30 سانتی متری با نرخ گرفتگی برابر 22 درصد، کمترین گرفتگی را دارا بود. مقایسه مقادیر نرخ گرفتگی و ضریب یکنواختی نوار آبیاری قطره ای، کارایی بالاتر نوار آبیاری پلاک دار در شرایط گرفتگی را نشان داد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، نوار آبیاری، گرفتگی فیزیکی، فاصله قطره چکان
  • احمد قاسمی، احمد قنبری، براتعلی فاخری، حمیدرضا فنایی صفحات 97-108
    در راستای توسعه کشاورزی پایدار، آزمایشی شامل خاک ورزی به عنوان عامل اصلی در دو سیستم متداول (شخم و مخلوط کردن کود با خاک) و بی خاک ورزی (باقی گذاشتن بقایای کود سبز و کشت مستقیم ذرت) و منابع کود: T0: شاهد، T1: کود سبز جو بدون مصرف کود دامی و شیمیایی، T2: کود سبز جو همراه با مصرف کامل کود شیمیایی توصیه شده (NPK) به جو شامل اوره، سوپر فسفات تریپل و سولفات پتاسیم به ترتیب به میزان 165، 90، 75 کیلوگرم در هکتار، T3: کود سبز همراه دو سوم کود شیمیایی به جو و یک سوم باقیمانده به ذرت، T4: کود سبز همراه یک سوم کود شیمیایی به جو و دو سوم باقیمانده به ذرت، T5: کود سبز جو همراه مخلوط نصف کود دامی و شیمیایی و T6: کود سبز همراه 40 تن کود دامی به عنوان عامل فرعی به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار طی دو سال زراعی 92 و 93 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی سیستان اجرا گردید. نتایج نشان داد که خاک ورزی متداول در مقایسه با بی خاک ورزی منجر به افزایش معنی دار عملکرد دانه، درصد نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کربن آلی خاک شد. جرم مخصوص ظاهری و درصد رطوبت خاک در خاک ورزی متداول کاهش نشان داد. منابع کود (کودهای آلی و شیمیایی) باعث افزایش معنی دار کربن آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و درصد رطوبت خاک شدند. فاکتورهای pH و جرم مخصوص ظاهری خاک تحت تاثیر منابع کود کاهش نشان دادند. برهمکنش خاک ورزی در منابع کود نشان داد که در خاک ورزی متداول و تیمار T5 بالاترین عملکرد دانه ذرت با میانگین 8471 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. براساس نتایج این آزمایش می توان گزارش کرد سیستم خاک ورزی متداول به همراه مخلوط نصف کود دامی، سبز و شیمیایی علاوه بر افزایش عملکرد دانه ذرت باعث افزایش نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کربن آلی و بهبود جرم مخصوص ظاهری و pH خاک گردید.
    کلیدواژگان: ذرت، بی خاک ورزی، کود دامی، کود شیمیایی، کود سبز، عناصر
  • ساناز اشرفی سعیدلو، میرحسن رسولی صدقیانی، محسن برین صفحات 109-119
    تاثیر آتش سوزی بر خاک ها به شدت و مدت آتش سوزی بستگی دارد. به منظور بررسی تاثیر آتش سوزی و زمان های پس از آن بر برخی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک، تعداد 80 نمونه خاک (سوخته و غیرسوخته) از دو عمق سطحی (5 -0 سانتی متری) و زیرسطحی (20-5 سانتی متری) با سابقه آتش سوزی متفاوت شامل 2 و 12 ماه پس از آتش سوزی به صورت تصادفی برداشت گردیدند. برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در نمونه های تهیه شده اندازه گیری شدند. نتایج نشان دهنده وجود اختلاف معنی دار از نظر میزان pH، EC، وزن مخصوص ظاهری و آمونیوم در خاک هایی با سابقه آت ش سوزی متفاوت بود. به طوری که مقدار این پارامترها بلافاصله پس از آتش سوزی در خاک های سوخته در مقایسه با خاک های شاهد (غیرسوخته) افزایش نشان داد ولی پس از گذشت 12 ماه به سطوح قبل از آتش سوزی رسید. مقدار نیتروژن کل در خاک هایی با 2 و 12 ماه سابقه آتش سوزی به ترتیب به میزان 18/1 و 11/1 برابر نسبت به خاک های شاهد افزایش یافت. مقدار کربن آلی در عمق سطحی خاک های سوخته با 2 و 12 ماه سابقه آتش سوزی نسبت به خاک های شاهد به ترتیب 25/37 و 7/24 درصد افزایش یافت. همچنین آتش سوزی منجر به کاهش معنی دار مقدار رس (25/29 درصد) در مناطق سوخته در مقایسه با خاک های شاهد شد. به طوری که توزیع اندازه ذرات خاک در مناطق شاهد در کلاس های بافتی رسی تا لومی و در مناطق سوخته در کلاس های بافتی لوم رسی تا لوم شنی قرار گرفت. به طور کلی آتش سوزی منجر به تغییرات محسوسی در خواص خاک شده که احیاء این شرایط به بیش از یک سال زمان نیاز دارد.
    کلیدواژگان: آتش سوزی، خاک جنگل، عمق خاک، نیتروژن
  • اسدالله محسنی موحد، مهدی کوچک زاده، پروانه صالحی مقدم صفحات 121-131
    آبیاری کرتی یکی از روش های آبیاری سطحی است که برای آبیاری بسیاری از محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله مدلEDOBASIN به منظور ارزیابی، طراحی و بهینه سازی عملکرد آبیاری کرتی معرفی شده است. در این مدل راندمان های مورد نظر به صورت ترکیبی خطی در یک تابع هدف درنظر گرفته می شوند و براساس متغیرهای تصمیم گیری که شامل دبی ورودی، طول و عرض کرت و محدودیت هایی که برای آنها وجود دارد، طراحی بهینه انجام می شود. این مدل یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی است که در آن از معادله موازنه حجم برای شبیه سازی هیدرودینامیک و از روش SA برای بهینه سازی استفاده می شود. ویژگی این مدل نسبت به مدل های قبلی طراحی از طریق بهینه سازی همزمان راندمان ها با گزینه های مختلف وزن دهی می باشد. مقایسه زمان پیشروی جبهه آب در مدل مورد نظر با مدل شناخته شده SIRMOD حاکی از دقت مدل در مرحله ارزیابی است. همچنین بهبود راندمان ها و تابع هدف در طراحی بهینه بیانگر قابلیت وکارایی مدل ارائه شده در مرحله بهینه سازی است به طوری که استفاده از مدل برای داده های یک کرت آزمایشی، توانست راندمان کاربرد و نسبت نفوذ عمقی را 20 % ارتقاء داده و راندمان های نیاز آبی و یکنواختی توزیع را در حد 100 % نگهدارد.
    کلیدواژگان: آبیاری کرتی، مدل موازنه حجم، بهینه سازی، روش SA
  • امیررضا کشتکار، شیرین محمدخان، رقیه هوشمندی، صادق دلفاردی صفحات 133-147
    امروزه حوزه های آبخیز به عنوان واحدهای برنامه ریزی و مدیریتی بسیاری از مسائل در جهت توسعه پایدار مورد توجه قرار گرفته اند. مدیریت منابع در حوزه آبخیز، به عنوان یک اصل جدید برای برنامه ریزی توسعه و مدیریت منابع آب، خاک و گیاه با تاکید بر شرایط اجتماعی- اقتصادی منطقه، به منظور معیشت پایدار و بدون آسیب پذیری برای گیاه و ساکنان یک حوضه درنظر گرفته شده است. زمانی این اهداف محقق خواهند شد که مدیریتی صحیح بر منابع حوزه های آبخیز اعمال شود و این مدیریت بایستی بتواند تمامی فرآیند های مخرب موجود در سیستم را کاهش داده و فرآیند های سازنده را تقویت نماید. تحقیق حاضر با هدف مدیریت بیولوژیک منابع حوزه آبخیز با رویکرد سناریوسازی، به ارزیابی و الویت بندی گزینه های مدیریت بیولوژیک در حوزه آبخیز دلیچای پرداخته است. با بررسی شرایط حوضه و لحاظ نمودن ابعاد فنی، اقتصادی، اجتماعی و اکولوژیک اجرای گزینه ها، چهار فعالیت مدیریت بیولوژیک تعیین و 16 سناریوی مدیریتی در منطقه تدوین گردید. سپس با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی وزن معیارها تعیین و درنهایت با استفاده از مدل تاپسیس، بهترین گزینه مدیریتی، تعیین گردید. نتایج حاصل از اجرای مدل تاپسیس حاکی از آن بود که در بین چهار معیار سنجش گزینه های مدیریتی پیشنهادی نسبت به هدف، معیارهای اجتماعی، اکولوژیک، اقتصادی و فیزیکی به ترتیب در اولویت های اول تا چهارم و سناریو شماره 10 که شامل فعالیت های مدیریت چرا و کپه کاری بود، به عنوان برترین سناریو و الویت اول تعیین گردید. همچنین نتایج نشان داد، که تکنیک های تصمیم گیری چند معیاره از توانایی و قابلیت بالایی در بیان ابعاد گوناگون مسئله برخوردار بوده و ابزار مناسبی برای الویت بندی و مدیریت بهینه منابع حوزه های آبخیز می باشند.
    کلیدواژگان: مدیریت پوشش گیاهی، سناریو سازی، مدل تاپسیس
  • علیرضا عرب عامری، کورش شیرانی صفحات 149-168
    روند رو به رشد و توسعه شهرستان شاهرود در سال های اخیر، استراتژی مدیریت منابع آب زیرزمینی در این منطقه را بیش از پیش ایجاب می کند. هدف از این پژوهش انتخاب مکان های بهینه تغذیه مصنوعی سفره های آب زیرزمینی با استفاده از رویکرد ترکیبی AHP-TOPSIS گروهی می باشد. تحقیق حاضر از نوع توصیفی- تحلیلی مبتنی بر روش های میدانی و کتابخانه ای است. بدین صورت که پس از مشخص کردن منطقه مورد مطالعه با استفاده از تصاویر ماهواره ای و عکس های هوایی، به بازدید از منطقه پرداخته شده است و معیارها و زیر معیارها با استفاده از مطالعات میدانی و کتابخانه ای مشخص گردید که شامل 5 معیار و 12 زیرمعیار می باشد. در گام بعد اقدام به انتخاب مکان های بهینه تغذیه مصنوعی با روش ترکیبی گردید که شامل طراحی ساختار سلسله مراتبی از موضوع، تهیه ماتریس های مقایسات زوجی و قرار دادن آنها در اختیار خبرگان برای به دست آوردن ارزش معیارها و زیر معیارها و نهایتا رتبه بندی مناطق با استفاده از روش TOPSIS است. نتایج نشان داد که معیارهای لیتولوژی، شیب، عمق سطح آب زیرزمینی و کاربری اراضی بیشترین تاثیر را در تعیین عرصه های مساعد برای تغذیه مصنوعی سفره های آب زیرزمینی داشته اند. به منظور اعتبار سنجی روش، از عرصه های کنترلی استفاده گردید. نتایج اعتبار سنجی موید دقت بالای روش (02/87)، در شناسایی مناطق مستعد برای تغذیه مصنوعی می باشد. در مجموع از کل منطقه مطالعاتی به مساحت 25/7603 کیلومتر مربع، 73/6 درصد (97/513 کیلومتر مربع) در کلاس بسیار مساعد و 82/12 درصد (73/974 کیلومتر مربع) در کلاس مساعد قرار گرفت.
    کلیدواژگان: تغذیه مصنوعی، رویکرد AHP، TOPSIS گروهی، حوضه شاهرود - بسطام، مکان یابی
  • مسعود نوشادی، علی باب الحکمی صفحات 169-180
    یکنواختی توزیع آب در سیستم آبیاری قطره ای تحت تاثیر شیب لوله رابط بوده و به همین دلیل ارزیابی سیستم های آبیاری قطره ای در اراضی شیب دار مهم است. در این پژوهش برای بررسی اثر شیب روی پارامترهای یکنواختی در قطره چکان های معمولی و تنظیم شونده، شیب های 2/0، 6، 11، 16، 20 و 25 درصد برروی زمین اجرا شد و لوله های رابط به طول 70 متر و قطرهای 50، 63 و 75 میلی متر در جهت شیب و لوله های فرعی به طول 40 متر و قطر 16 میلی متر روی خطوط تراز قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در قطره چکان های معمولی در شیب های فوق مقادیر qv(avg) به ترتیب 289، 6740، 46، 135، 38 و 27 درصد، qv(max) به ترتیب 222، 48، 53، 90، 27 و 9 درصد و CV به ترتیب 300، 114، 33، 140، 63 و25 درصد از قطره چکان های تنظیم شونده بیشتر بود. ولی مقادیرEU به ترتیب 33، 34، 12، 25، 17 و 9 درصد، EUa به ترتیب 26، 23، 6، 21، 15 و 13 درصد، UC به ترتیب 17، 16، 4، 13، 14 و 9 درصد و US به ترتیب 10، 8، 2، 8، 5 و 4 درصد از قطره چکان های تنظیم شونده کمتر بود. بنابراین حتی در شیب های زیاد (20 و 25 درصد) نیز راندمان های آبیاری در قطره چکان های تنظیم شونده بهتر بود. همچنین رابطه تعیین شده بین شیب و دبی قطره چکان ها بیانگر تغییرات اندک دبی قطره چکان های تنظیم شونده در اراضی شیب دار بود.
    کلیدواژگان: شیب، دبی، فشار، یکنواختی
  • مسعود نادری، محمد شایان نژاد، بیژن حقیقتی، سمانه کریمی، سجاد حیدری صفحات 181-192
    با توجه به محدودیت منابع آب در ایران، اعمال تنش آبی یا کم آبیاری برروی بعضی از محصولات زراعی امری اجتناب ناپذیر است. با توجه به ضرورت کم آبیاری باید روش طراحی مناسب با آن ارائه شود. مدیریت آبیاری جویچه ای برای حصول بازده بالا دشوار است، از اینرو بررسی تغییرات میزان دبی ورودی، زمان قطع جریان و طول جویچه ها که برروی بازده و یکنواختی موثر است، از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف از این تحقیق ارائه روشی برای تعیین عمق آب مصرفی بهینه و بهینه سازی مشخصه های طراحی آبیاری جویچه ای در شرایط کم آبیاری و در نهایت مقایسه مشخصه های طراحی در شرایط آبیاری کامل و کم آبیاری و مقایسه در بافت های مختلف خاک است. برای دستیابی به اهداف این تحقیق، آزمایش برروی ذرت علوفه ای در شهرکرد در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 7 تیمار سطوح مختلف آب آبیاری در 3 تکرار انجام شد. برای بهینه کردن مشخصه های طراحی و عمق مصرفی با حداکثر کردن سود در حالت کم آبیاری از نرم افزار لینگو استفاده شد. نتایج نشان داد، بیشترین سود خالص از کاربرد 535 میلی متر، 85 متر، 39/0 لیتر بر ثانیه و 210 دقیقه به ترتیب برای عمق خالص آبیاری (79 درصد عمق خالص در آبیاری کامل)، طول جویچه، دبی ورودی و زمان قطع جریان حاصل شد. نتایج بهینه سازی مشخصه های طراحی جویچه برای گیاه، با بافت های مختلف نشان داد با افزایش میزان نفوذ پذیری خاک مقادیر طول جویچه و زمان قطع جریان کاهش می یابد، در حالی که مقدار دبی ورودی به جویچه افزایش پیدا می کند و عمق آب مصرفی یا به عبارتی در صد کم آبیاری ثابت می ماند.
    کلیدواژگان: تابع تولید، تابع درآمد، عمق آب بهینه
  • سکینه واثقی، مریم ولی نژاد، مجید افیونی صفحات 193-204
    به دلیل سرعت بالای تصعید نیتروژن به صورت آمونیاک، نیتریفیکاسیون، رواناب سطحی و آب شویی، کارایی استفاده از نیتروژن در شالیزارها پایین می باشد. از آنجائی که نیتروژن برگ نشان دهنده ذخیره نیتروژنی کل از تمام منابع می باشد در نتیجه می تواند نشانگر خوبی از فراهمی نیتروژن برای گیاه در هر زمان باشد. دیاگرام شاخص رنگ برگ یک وسیله ساده و قابل حمل برای تعیین زمان مصرف سرک کود نیتروژن می باشد. این ابزار برای افزایش کارائی استفاده از نیتروژن مورد استفاده قرار می گیرد. یک آزمایش مزرعه ای برای مقایسه تاثیر کاربرد تقسیطی کود نیتروژن واستفاده از ابزار چارت رنگ برگ، بر عملکرد دانه و راندمان استفاده از کود نیتروژن در سال 1387 در مزرعه تحقیقاتی برنج در مرکز تحقیقات برنج کشور در آمل انجام شد. آزمایش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 12 تیمار در 3 تکرار برروی رقم فجر انجام شد.12 تیمار شامل تیمار شاهد (بدون مصرف کود نیتروژن) و تقسیط های 45، 90، 135 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در سه زمان مصرف برای هر کدام از مقادیر و دو تیمار دیگر شامل تیمارهای LCC شماره 4 و 5 بوده است. نتایج نشان داد که عملکرد دانه نسبت به شاهد تا سطح 135 کیلوگرم در هکتار افزایش یافت به طوری که عملکرد دانه در این سطح مصرف کود 55 % نسبت به شاهد افزایش یافت. همچنین نتایج نشان داد عملکرد دانه درتیمارهای LCC بیشترازتیمارهای تقسیطی بود. بنابراین نتایج بین تیمارهای مختلف کودی، تیمار 5LCC با داشتن حداکثر عملکرد دانه و راندمان های زراعی، فیزیولوژیک، داخلی و عامل بهره وری نسبی، می تواند بهترین روش مدیریتی برای استفاده از کود نیتروژن محسوب گردد و مانع از کاربرد اضافی کود نیتروژن در رقم فجر می گردد.
    کلیدواژگان: نیتروژن، راندمان، برنج، LCC
  • عبدالحسین بوعلی، رضا جعفری، حسین بشری صفحات 205-218
    این مقاله با هدف بررسی شدت بیابان زایی در دشت سگزی واقع در بخش شرقی شهرستان اصفهان، با توجه به معیار کیفیت آب زیرزمینی مورد استفاده در مدل مدالوس انجام شد. شبکه های باور بیزین (BBNs) نیز برای تبدیل مدل مدالوس به یک مدل پیش بینی کننده که قابلیت نشان دادن روابط علت و معلولی را داراست مورد استفاده قرار گرفت. با برداشت داده های 12 حلقه چاه آب زیرزمینی در منطقه (1391-1392) و استفاده از تکنیک هایی نظیرکریجینگ و معکوس فاصله وزنی، نقشه تغییرات مکانی دادهای کیفیت آب شامل میزان کلر، نسبت جذب سدیم، هدایت الکتریکی، مجموع مواد محلول در آب و پی اچ و همچنین میزان افت سطح آب به صورت پیوسته در محیط GIS ایجاد گردید. اثرات تغییرات شاخص های کیفیت آب بر شدت بیابان زایی منطقه با انجام تجزیه و تحلیل های حساسیت سنجی و بررسی سناریوهای مختلف در مدل BBNs انجام شد. با توجه به نتایج حاصل از مدل مدالوس به دلیل کیفیت پایین آب های زیرزمینی، بیابان زایی در منطقه مورد مطالعه در کلاس شدید طبقه بندی شد. تجزیه و تحلیل حساسیت هر دو مدل نشان داد که افت سطح آب، وضعیت یون کلرید و شرایط هدایت الکتریکی آب های منطقه به عنوان مهم ترین پارامترهای دخیل در بیابان زایی منطقه از لحاظ شرایط آب های زیرزمینی بودند. ضریب تبیین بین خروجی مدل مدالوس و BBNs، 0/63 به دست آمد که در سطح اطمینان 95٪ معنی دار بود. این نتایج نشان دادکه استفاده از مدل BBNs در ارزیابی بیابان زایی به خوبی می تواند عدم اطمینان از نتایج ارزیابی را به مدیران نشان داده و آنها را در تصمیم گیری در مورد روش های مناسب مدیریت اراضی یاری نماید.
    کلیدواژگان: مدالوس، شبکه های باور بیزین، کیفیت آب، آنالیز حساسیت
  • سید حسین روشان، قربان وهاب زاده، کریم سلیمانی، عبدالواحد خالدی درویشان صفحات 219-229
    برداشت شن و ماسه از بستر بسیاری از رودخانه های کشور منجر به تغییرات مورفولوژیکی، هیدرولوژیکی و ژئومورفولوژیکی آنها شده است. پژوهش حاضر به بررسی تاثیرات برداشت شن و ماسه از بستر رودخانه برروی ویژگی های رسوب شناسی رسوبات بستر رودخانه زارم رود واقع در استان مازندران می پردازد. بدین منظور با تعیین چهار مقطع قبل و چهار مقطع بعد از مکان برداشت، نمونه برداری از رسوبات بستر به روش ترکیبی و در چند کرت معین در عرض رودخانه انجام و سپس ویژگی های ریخت سنجی رسوبات از جمله قطرهای بزرگ (a)، متوسط (b) و کوچک (c)، گردشدگی (Rc)، فاکتور شکل (Sf)، قطر ظاهری (D)، کرویت (S) و نسبت پهنی (W) در آزمایشگاه اندازه گیری و در محیط نرم افزار SPSS تجزیه و تحلیل شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که تغییرات آماره های رسوبی a، b، c، Sf، D، S و W در مقاطع قبل و بعد از مکان برداشت دارای اختلاف معنی داری است ولی آماره Rc اختلاف معنی داری را نشان نمی دهد. کاهش قطرهای سه گانه رسوبی بعد از محل برداشت ناشی از شکستگی رسوبات در محل برداشت بوده به طوری که کرویت ذرات نیز در این محل کاهش یافته است. عامل گردشدگی رسوبات بعد از مکان برداشت تا فاصله 600 متری از مکان برداشت دارای روندی کاهشی است و سپس افزایش پیدا می کند.
    کلیدواژگان: برداشت شن و ماسه، روش ترکیبی، ریخت سنجی رسوبات، استان مازندران
  • منا گلابی، محمد الباجی، عبدعلی ناصری صفحات 231-241
    در پژوهش حاضر از نرم افزار Hydrus-1D جهت شبیه سازی میزان هدایت الکتریکی، اسیدیته و یون های سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، کلر و سولفات پروفیل خاک استفاده گردید. آزمایش های مزرعه ای در مرکز تحقیقات نیشکر برروی نیشکر واریته CP48-103 با یک تیمار آب کارون و سه تیمار زه آب رقیق شده با سه تکرار انجام شد. نمونه برداری از سه عمق صفر تا 30، 60-30 و 90-60 سانتی متری قبل از هر آبیاری انجام و در آزمایشگاه هدایت الکتریکی و آنیون ها و کاتیون ها عصاره اشباع خاک اندازه گیری گردید. با هدف صحت سنجی نرم افزار Hydrus-1D ابتدا آنالیز حساسیت و واسنجی انجام شد. آنالیز حساسیت مدل نشان داد که نرم افزار نسبت به رطوبت حجمی اشباع حداکثر حساسیت را دارا می باشد. کمترین حساسیت مدل نسبت به عکس پتانسیل ورود هوا به داخل خاک، پارامتر پیچ و خم (تورجسیتی) در تابع جریان و رطوبت حجمی باقیمانده بوده و نسبت به هدایت هیدرولیکی اشباع حساسیت متوسط دارد. همچنین مدل نسبت به پارامتر تجربی شکل منحنی رطوبتی خاک حساس نمی باشد. از واسنجی مدل ضرایب هدایت هیدرولیکی اشباع، رطوبت حجمی باقیمانده، رطوبت حجمی اشباع، عکس پتانسیل ورود هوا به خاک، پارامتر تجربی شکل منحنی رطوبتی خاک و پارامتر تورجسیتی در تابع جریان به ترتیب
    (cm/day) 18 ،(cm3/cm3) 04/0، (cm3/cm3) 63/0، (cm -1)012/0، 2/1 و 6/0 به دست آمدند. نتایج صحت سنجی مدل نشان داد که ضریب تعیین برای تمام پارامترهای مورد بررسی بیش از 85% به دست آمده که بیانگر توانایی مدل در شبیه سازی میزان هدایت الکتریکی، اسیدیته، آنیون ها و کاتیون ها را می باشد. در مدل سازی صورت گرفته مقدار NRMSE بین 11 تا 18 درصد به دست آمده که عملکرد مناسب مدل را نشان می دهد. مقدار معیار کارایی نش- ساتکلیف بین 72/0 تا 8/0 بیانگر تطابق مناسب مدل با واقعیت می باشد. ضریب باقیمانده در این مقاله برای هدایت الکتریکی، اسیدیته و یون های سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم منفی و برای کلر و سولفات مثبت برآورد شده است.
    کلیدواژگان: زه آب، مدل Hydrus-1D، نیشکر
  • ابتسام جاسمی زرگانی، محمود کاشفی پور صفحات 243-253
    استفاده از آبشکن یکی از رایج ترین و پرکاربردترین روش های محافظت از سواحل می باشد. به دلیل شرایط هیدرولیکی جریان، آبشکن ها در کناره ها و دماغه در معرض فرسایش هستند، بنابراین نحوه محافظت و حفظ پایداری آبشکن ها بسیار مهم می باشد. جهت مقابله با آبشستگی ایجاد شده در اطراف آبشکن ها روش های متعددی ارائه شده که یکی از ساده ترین و در عین حال اقتصادی ترین روش ها، استفاده از ریپ رپ است. در این تحقیق به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف آبشکن برروی پایداری ریپ رپ ها جهت محافظت از آبشکن در قوس پرداخته شده است. به منظور دستیابی به اهداف تحقیق آزمایش ها در یک فلوم 90 درجه ملایم صورت گرفت. پس از نصب سری آبشکن ها ریپ رپ ها در اطراف آبشکن بحرانی در انتهای قوس قرار داده شد. به جز آبشکن بحرانی، آبشکن قبل و بعد از آن نیز با ریپ رپ ها محافظت شدند. 205 آزمایش پایداری ریپ رپ با سایزهای مختلف ریپ رپ، تغییر پارامترهای آبشکن شامل طول، فاصله و ارتفاع آن با چهار دبی مختلف صورت پذیرفت و در پایان رابطه ای برای طراحی ریپ رپ با استفاده از پارامترهای آبشکن و جریان جهت استفاده در مهندسی رودخانه ارائه شده است.
    کلیدواژگان: پایداری ریپ رپ، حفاظت، دیواره رودخانه، قوس 90 درجه
  • الهام مهرابی گوهری، حمیدرضا متین فر، روح الله تقی زاده مهرجرد صفحات 255-268
    روش های معمول بررسی خاک ها از نظر زمان و هزینه مورد نیاز نسبتا گران هستند و باتوجه به سنتی بودن تهیه نقشه ها و وابستگی تام به نظرات کارشناسی، روزآمد نمودن نقشه ها هم وقت گیر بوده و گاها صرفه اقتصادی ندارد. در حالی که نقشه برداری رقومی خاک، با استفاده از مدل های مختلف خاک– سیمای زمین، منجر به ساده سازی پیچیدگی های موجود در سامانه طبیعی خاک شده و به کار بران امکان روزآمد نمودن سریع و ارزان را می دهد. در واقع، مدل های مزبور، نشان دهنده شکل ساده شده ای از روابط پیچیده موجود بین خاک و شکل سرزمین می باشند. هدف از پژوهش حاضر، بررسی مدل استنباطی خاک- سرزمین(SOLIM) در نقشه برداری و برآورد کلاس های خاک در منطقه آران، استان اصفهان می باشد. برای این منظور ورودی های مدل SOLIM، لایه رقومی زمین شناسی و لایه های محیطی از مدل رقومی ارتفاع (DEM)، شامل: ارتفاع، شیب برحسب درصد، جهت شیب، شکل انحنا سطح زمین، شاخص نمناکی، جهت جریان و تجمع جریان و تصاویر ماهواره ای لندست 8 می باشند. همچنین هفت زیر رده خاک در منطقه مطالعاتی داده های ورودی مدل SOLIM را تشکیل می دهند. سپس نقشه های فازی برای هفت نوع خاک تهیه شده و نقشه نهایی پیش بینی خاک با عمل غیر فازی کردن ایجاد شد. نتایج نشان داد که مدل SOLIM با استفاده از متغیرهای محیطی توانایی بسیار بالایی در جداسازی انواع خاک با جزئیات بیشتر دارد و خاک هایی که مواد مادری، زمین شناسی، اقلیم و پوشش گیاهی متفاوتی دارند را می توان با این مدل با صحت بالا از هم تفکیک نمود. مقایسه ماتریس خطا نشان می دهد که صحت کلی نقشه استنتاج شده از مدل SOLIM برابر 36/92 % درصد می باشد.
    کلیدواژگان: نقشه برداری رقومی خاک، مدل رقومی ارتفاع، منطق فازی، مدل SOLIM
|
  • A. Morshedi, M. Naderi, S. H. Tabatabaei, J. Mohammadi Pages 1-13
    This study was designed to investigate the possibility of using the surface energy balance algorithm for land (SEBAL) and mapping evapotranspiration at high resolution with internalized calibration (METRIC) models to estimate evapotranspiration (ET) in Shahrekord plain (Chaharmahal va Bakhtiari province, Iran). Two sets of Landsat ETM data dated June 30th and August 21st, 1999 were provided to estimate and compare reference evapotranspiration (alfalfa) at regional scale using Landsat ETM data to ET estimations by five mathematical methods (experimental and combined) known as standardized Penman-Monteith by American Society of Civil Engineers (ASCE-stPM), Penman-Monteith (F56PM), Blaney-Cridle (F24BC), Hargreaves-Samani (HS) and evaporation pan (F24P). Results showed that ET at cold anchor pixel for SEBAL were 6.97 and 6.77 millimeters per day and for METRIC were 10.27 and 9.31 millimeters per day, on days when the satellite passed over. Hargreaves-Samani ET values, as the suitable mathematical model for the studied area, were 8.0 and 7.5 millimeters per day, respectively, on two satellite passes. Results showed that, in the first pass all statistical indices for SEBAL were less than the second pass, maybe due to higher air temperature and wind speed. On the other way, statistical indices in METRIC on the alternate pass, however, showed higher values over the corresponding values in SEBAL. ET values on two satellite passes for anchor pixels were 5.65 and 5.93 mm/day in SEBAL, and 5.22 and 6.65 mm/day in METRIC, respectively. ET values on the same days of satellite overpass for Hargreaves – Samani (HS) were 8.0 and 7.5 mm/day. Consequently, based on the results, both RS-ET models were comparable to empirical models such as (HS). Generally, the results showed that SEBAL had higher accuracy than METRIC, presumably due to lack of accurate weather data (hourly data), so SEBAL is recommended in similar conditions. Generally, the results showed that SEBAL had higher accuracy in comparison to HS and lysimeters data than METRIC, so SEBAL is recommended in similar conditions.
    Keywords: Evapotranspiration, Energy balance, Empirical formulas, Landsat 7
  • A. Khalili Naft Chali, A. Shahidi, A. Khashei Siuki Pages 15-26
    In recent years and in many countries, overusing groundwater resources had been higher than their annual feeding amount. This issue caused drop in the groundwater levels, followed by drying wells, qanats and springs. In this study, given the importance of Neyshabur plain in supplying agricultural, industrial and drinkable water of the area, lazy algorithms of KNN, KSTAR and LWL and M5 tree model have been utilized under seven different scenarios in order to estimate groundwater level of this aquifer. To compare the results, the Statistical parameters of root mean square error, correlation coefficient and the average absolute error were analyzed. The results showed that the ‘f’ scenario which contains the volume of water discharged and total precipitation parameters is less efficient because the ground surface level parameter was not taken into account. In ‘a’, ‘b’ and ‘g’ scenarios, an optimum estimation has been maintained for the groundwater level by considering the parameters of total rainfall in the previous month, total rainfall in the last two months and the ground surface level. Among the models of lazy algorithms and M5 decision tree model, the ability of KNN model under ‘a’ scenario was more than other models in December (Azar) by the statistical parameters RZ=0/96 , RMSE= 6.56 and MAE= 3.53. Also, study of evaluation criteria showed that the LWL is not an appropriate model to predict the level of the water table.
    Keywords: lazy algorithm, M5 tree model, the static surface level, Neyshabur plain
  • A. R. Vaezi, M. Ahmadi Pages 27-38
    Modified Universal Soil Loss Equation (MUSLE) is one of soil loss estimation models which has been developed based on the runoff characteristics in the event scale. However, it needs to be evaluated in the plot scale for the semi-arid rainfall events. With this aim, a field study was designed using twenty one plots. Runoff and soil loss were measured using 5-min samples under seven rainfall intensities consisted of 10, 20, 30, 40, 50 60, and 70 mm h-1 for 60 min. Soil loss was estimated using the MUSLE based on the runoff volume (Q) and runoff peak discharge (qp) and the values were compared with the observed values. The estimated soil loss was about 3.89 times bigger than the observed value on average. In order to improve model estimations, the power of rainfall erosivity index was modified from 0.56 to 0.62, (Q qp)0.62. The modification of the MUSLE model improved model efficiency (ME) from -5.5 to 0.47 and decreased the root mean square error from 0.000137 to 0.000031. This study revealed that the MUSLE overestimates soil loss from the small plots in the semi -arid regions. Therefore it is essential to calibrate runoff erosivity index using the data observed in the area. The modified MUSLE can be reliably used to predict soil loss in the small plot scale in semi-arid regions.
    Keywords: Runoff volume, Runoff peak discharge, Rainfall intensity, Model efficiency, Semi-arid region
  • F. Heidari, K. Shirani, R. Saboohi Pages 39-54
    The Ab-Barik watershed in Bam is a part of Lut desert basin. It is like all other desert areas which has erosion problems caused by wind erosion, sand and soil storms. The result of these sand storms appears as continuous and isolated sand hills. In this paper it was attempted to identify direction and source of harvest points by using sedimentological methods. This was accomplished by step by step sand processed method. At the first step the main direction of harvest areas was determined by some studies such as collecting public information, the study of general morphology and measuring sand hill, comparison of aerial photos in different periods and analysis of region winds. At the second step the origin of sand areas was recognized by investigations such as the study of geomorphological facies of lands of harvest regions with emphasis on morphodynamic wind, granulation of sand hills elements and surface soil of erosionic facies plots at harvest lands, study of morphoscopy of forming particles of samples and determination of indices including central diameter, roundness, sorting and mineralogy of samples. The results revealed that the main source of sands is clay pan facies and farm lands, especially waste lands. Also, the main direction of harvest areas displacement is from south, southwest to north, and northeast. Application of results of this study can modify the used management methods, controlling and confronting with the problem of wind erosion and sand and soil storms.
    Keywords: Sedimentology, source of erosion, central diameter, roundness, sorting
  • M. Tayebi, M. Naderi, J. Mohammadi Pages 55-68
    The aim of this work was to study distribution of some heavy metals in different soil particle-size fractions and to assess their spatial distribution. The study was carried out in Kafe Moor (Kerman, Iran) where the Gol-Gohar Iron Mine is located. One hundred twenty composite soil samples were randomly collected and transferred to the laboratory in bags. After air-drying, the samples were fractionated into six classes including 2- 0.5, 0.5-0.25, 0.25-0.125, 0.125- 0.075, 0.075-0.05 and
    Keywords: Heavy metals, Kriging, soil particle size, Soil pollution, Spatial variability
  • A. Reyhanitabar, K. Khalkal, N. Pashapour Pages 69-83
    In this research available iron was measured in 21 calcareous surface soil samples (0-30 cm) by five methods including DTPA, AB-DTPA, AC-EDTA, hydroxylamine, reference ammonium oxalate and rapid ammonium oxalate. Fe fractions were also determined by the modified sequential extraction procedures introduced by Singh et al. According to results, rapid ammonium oxalate and AC-EDTA methods extracted the maximum (856.03 mg.kg-1) and minimum (4.46 mg.kg-1) amounts of Fe, respectively. Rapid ammonium oxalate extraction method, in addition to Fe-Afeox, extracted other fractions of iron such as Fe-Ex, Fe-Om, Fe-CFeox and Fe-Res. Hydroxylamine method compared to other methods, ectracted Fe mostly from the amorphous oxides source. Regression analysis indicates that Fe-Ex, Fe-AFeox and Fe-Res fractions have major and Fe-Car and Fe-Mnox have minor role in releasing available Fe (with AB-DTPA and DTPA) in the studied soil. According to the statistical relationships, carbonates associated Fe, does not seem a potential source of available Fe in calcareous soils. Organic carbon content and cation exchange capacity of the soils appear the two most influential soil properties that predict available Fe in the studied soils.
    Keywords: AB-DTPA, available Fe, DTPA, iron fractions, sequential extraction
  • C. Abdi, P. Fathi Pages 85-95
    Drip irrigation is one of the new irrigation methods for optimum use of water resources and increase of irrigation efficiency. The emitter's clogging is the most important problem in these systems. The physical clogging is the most important factor in reducing the discharge and emission uniformity of emitters. The emitter position on the laterals and emitter spacing are the factors that affect the physical clogging rate of emitters. The objective of the present study is evaluating the effect of emitter spacing of drip irrigation tape on the physical clogging rate of emitters. For this purpose, a physical model of drip irrigation tape was designed and made at the laboratory. In this research, seamless and seamed irrigation tapes with emitter spacing equal to 10, 20 and 30 centimeters were used. Statistical analysis showed that emitters spacing have significant effect on clogging rate of emitters in seamless and seamed drip irrigation tapes. The results also indicated that seamless irrigation tapes with 30-centimeter emitters spacing, with clogging rate of 22 percent, have the least clogging. A comparison of clogging rate and uniformity coefficient of irrigation tape showed the higher performance of seamless irrigation tape in clogging condition.
    Keywords: drip irrigation, tape, physical clogging, emitter spacing
  • A. Ghasemi, A. Ghanbari, B. A. Fakheri, H. Fanaie Pages 97-108
    In line with sustainable agriculture development, an experiment was conducted including tillage as the main factor in two conventional systems (plowing and mixing fertilizer with soil) and no tillage (leaving residuals of green manure and direct corn sowing). The fertilizer resources were T0: control, T1: barley green manure without chemical and manure fertilizers, T2: barley green manure with full use of the recommended chemical fertilizer (NPK) to barley containing urea, super triple phosphate and potassium sulphate respectively as 165, 90, and 75 kg/ ha, T3: green manure with two -third residual of chemical fertilizer for barley and a third of the residual to corn, T4: green manure with one- third chemical fertilizer for barley and two-third for corn, T5: barley green manure mixed with 50% manure and 50% chemical fertilizer, and T6: green manure with 40 tons of manure used as a sub-plot in the split plot and in completely random blocks with three replications for two crop years ( 2013-2014) at the Agricultural Research Station, Sistan. The results showed that in comparison with no-tillage, the conventional tillage resulted in a significant increase in grain yield, the contents of nitrogen, phosphorus, potassium and soil organic carbon, bulk density and moisture content of the soil decreased in the conventional tillage. Sources of fertilizer (organic and chemical fertilizers) significantly increased soil organic carbon, nitrogen, phosphorus, potassium, and soil moisture content. The pH and soil bulk density factors decreased after using manure sources. Interaction tillage in the fertilizer sources showed that in the conventional tillage and Treatment T5 (mixture of manure, green and chemical fertilizers) the highest yield of corn was obtained with an average of 8471 kg/ha. The results of this experiment reported that using conventional tillage system with mixture of 50% manure, green and chemical fertilizers can increase corn grain yield, provide the dynamics of nitrogen, phosphorus, potassium, organic carbon, and improve soil bulk density and soil pH.
    Keywords: Corn, tillage, manure, fertilizers, green manure, elements
  • S. Ashrafi-Saeidlou, Mh. Rasouli-Sadghiani, M. Barin Pages 109-119
    The Firing effect on soil depends on its intensity and duration. In order to investigate influence of different firing backgrounds on some soil physical and chemical properties, 80 soil samples were taken from two depths (0-5 cm and 5-20 cm) with different time of firing background (2 and 12 months). Some soil physical and chemical characteristics were measured at soil samples. The results showed that there was a significant difference in the amount of pH, EC, bulk density and ammonium in soils with different history of burning. The amount of studied indices increased after firing in burned soils compared to the control ones. However 12 months later they reach to their pre-fire levels. Total nitrogen amount in soils with 2 and 12 months firing history were 1.18 and 1.11 times higher than the control soils, respectively. The amount of organic carbon in surface depth (0-5 cm) of burned soils with 2 and 12 month firing backgrounds 37.25 and 24.7 percent increased in comparison to control soils, respectively. Also, fire led to a significant reduction in the amount of clay (29.25 percent) in burned areas compared to the control ones. Soil particle size distribution in control sites were in clay up to loam and in burned areas were in clay loam up to sandy loam classes. Therefore forest firing causes obvious changes in soil properties, remediation of which takes more than one year.
    Keywords: Fire, Forest soil, Nitrogen, soil depth
  • S.A. Mohseni Movahed, M. Koochakzadeh, P. Salehimoghadam Pages 121-131
    Basin irrigation is one of the conventional surface irrigation methods used to irrigate many crops all over the world. EDOBASIN, a new mathematical model for evaluation, design and optimal operation of basin irrigation has been introduced in this paper. In this model the linear combination of desired efficiencies are considered in an objective function, and based on decision variables that include discharge, length and width of basin and also restrictions of parameters, the optimal design is performed. This model is a simulation-optimization model in which the volume balance equations are used for hydrodynamic simulation and SA method are used for optimization steps. Optimization capabilities with various decision options and allowing weights to the indicators are good characteristics of this model. Comparison of advance time in this model with the well-known model SIRMOD for a real condition showed a good accuracy in the evaluation phase. In addition, the significant improvement of efficiencies after optimizing them simultaneously indicate that the model is an efficient tool for optimal design and use of this model for a data plot of an experimental field could enhance the efficiency of deep percolation ratio and application efficiency to 20% and keep constant the level of 100% for the efficiencies of water requirement and distribution uniformity.
    Keywords: Basin Irrigation, Volume balance model, Optimization, SA Method
  • A.R. Keshtkar, Sh. Mohammadkhan, R. Houshmandi, S. Dalfardi Pages 133-147
    Recently, catchments were considered as planning and management units for sustainable development in many issues. Catchment sources management is considered as a new principle for development planning and management of water and soil resources emphasizing on socio-economic characteristics of the region to sustainable livelihoods and without vulnerability of plant and the residents of an area. These objectives will be achieved when the proper management of resources and the management should be applied to decrease destructive processes and strengthen the improvement processes. Aiming at biological management of watershed resources with scenario building approach, this study has assessed and prioritized biological management options in the Delichay Catchment. With a choice of four biological management activities, 16 scenarios were developed in the study area. Then, criteria weighting was carried out using analytic hierarchy process and ultimately, the best management option was chosen using TOPSIS model. The results indicated that social, ecological, economic and physical criteria were respectively prioritized from one to four and scenario number 10 was determined as the best scenario and the first priority. Also, the results showed that the multi-criteria decision making techniques included capability of expressing different aspects of the problem and are perfect tools for integrated watershed resources management.
    Keywords: Vegetation management, Scenario, TOPSIS, Delichay
  • A. Arabameri, K. Shirani Pages 149-168
    Recent urban development and population growth in Shahrood tend to adopt a strategy for ground water management. This project, which is a descriptive- analytic type study based on field observation and laboratory analysis, aims to delineate proper sites for groundwater artificial recharge using integrated AHP-TOPSIS. First, the study area was delineated using remote sensing techniques. Then, appropriate criteria including 5 main criteria and 12 sub-criteria were obtained by field observation and literature review. Then, the appropriate sites for groundwater recharge were determined. The process of the used method consists of designing hierarchical structure of the project, preparation of pairwise comparison matrices, weighting criteria and sub criteria values by experts, and ultimately ranking them by TOPSIS method. Results showed that lithology, slope, water table depth, and land use have the main role in sites delineation. A number of control sites were employed for model validation that indicates 87.20 percent accuracy. Overally, 73.6 and 82.12 percent of the total area were grouped as very suitable and suitable classes, respectively.
    Keywords: Artificial recharge, AHP-TOPSIS, Shahrood-Bastam
  • M. Noshadi, A. Babolhakami Pages 169-180
    The uniformity parameters in drip irrigation system are influenced by the slope of manifold and therefore, the evaluation of drip irrigation systems is important in slopping lands. In this research, different slopes of 0.2, 6, 11, 16, 20 and 25% were applied on the ground surface and manifold of drip irrigation system with diameters of 50, 63 and 75 mm and length of 70 m were installed on these uniform slopes. The lateral pipes with 16 mm diameter and 40 m length were placed on the contour lines and connected to manifold bilaterally. The results showed that in the normal emitters in above slopes, the qv(avg) values were 289, 6740, 46, 135, 38 and 27 percent, respectively, qv(max) values were 222, 48, 53, 90, 27 and 9 percent, respectively, and the CV values were 300, 114, 33, 140, 63 and 25 percent, respectively, higher than compensating emitters. However, in the normal emitters in above slopes, the EU values were 33, 34, 12, 25, 17 and 9 percent, respectively, EUa values were 26, 23, 6, 21, 15 and 13%, respectively, UC values were 17, 16, 4, 13, 14 and 9%, respectively, and US values were 10, 8, 2, 8, 5 and 4 percent, respectively, less than compensating emitters. Therefore, even in high slopes (20 and 25%), the irrigation efficiency in compensating emitters were better than normal emitters. The relationship between slope and discharge of emitters represented small changes in discharge of compensating emitters in sloping lands.
    Keywords: slope, discharge, pressure, uniformity
  • M. Naderi, M. Shayannejad, B. Haghighati, S. Karimi, S. Heydari Pages 181-192
    Considering water scarcity in Iran, application of deficit irrigation or water stress on some crops is inevitable. We need to provide appropriate design for deficit irrigation. Furrow irrigation management to obtain high efficiency and uniformity is difficult. Therefore, to investigate the variation of the input discharge, the cut-off time and furrow length that are effective on the efficiency and uniformity are very important. The purpose of this research is to provide a method for determining the optimum water use depth and optimizing furrow irrigation design in deficit irrigation conditions and finally comparing design characteristics under full irrigation conditions and deficit irrigation and comparison in different soil tissues. In order to achieve the objectives of this research, an experiment was conducted on forage corn in Shahrekord in a completely randomized block design with 7 treatments of different levels of irrigation in 3 replications. The costs and benefits functions were determined based on design variable and depth of applied water. The software Lingo was used to optimize the design variables (length of the furrow, the input discharge and cut-off time) and depth of applied water in deficit irrigation condition. The results showed that the highest net profit was obtained using 535 mm (equivalent to 79% of full irrigation) and 85 meters, 0.39 liter per second and 188 minutes, respectively, for the length of furrow, input discharge and cut-off time. The results of this design were compared to full irrigation of deferent soil textures. The results showed that an increase in the permeability of the soil caused length of furrow and the cut-off time to decrease, while the flow rate increases and depth of applied water or percent of deficit irrigation were constant.
    Keywords: Production function, Benefits functions, Optimum Applied Water
  • S. Vaseghi, M. Valinejad, M. Afyuni Pages 193-204
    Nitrogen use efficiency is relatively low in irrigated rice fields because of rapid N losses from ammonia volatilization, the nitrification, surface runoff, and leaching in the soil-flood water system. Since the plant N represents the total N supply of all sources, plant N status will be a good indicator of N availability to crops at any given time. Leaf colour chart (LCC) is a simple portable diagnostic tool, to determine the timing of N top dressing. LCC was developed to increase the N use efficiency at irrigated rice fields. A field experiment was carried out to compare the effect of N split application and LCC on the grain yield and agronomic and recovery efficiency of Fajr variety in 2009. The experiment was conducted in a randomized complete block design with 12 treatments in 3 replications on Fajr cultivar. Twelve treatments included control treatments (without nitrogen fertilizer) and 45, 90, 135 kg N ha-1 for three times each and two treatments included LCC treatments 4 and 5. As a result, all treatments showed significant (p=0.05) grain yield increase in comparison to control. Increased yield was observed up to 135 kgN/ha (55.2%). Grain yield of LCC treatments was higher than split treatments. LCC treatment 5 had higher AE, RE, PE, PFP and IE than LCC 4 and fixed – 135 at the less N rate in all fields. Therefore, the results of different fertilizer treatments showed that the LCC treatment 5 with maximum grain yield, agronomic, physiological, internal and relative efficiency factors can be considered as the best management method for using nitrogen fertilizer and preventing from excess use of nitrogen fertilizer in Fajr cultivar.
    Keywords: nitrogen, efficiency, rice, LCC
  • A. H. Boali, R. Jafari, H. Bashari Pages 205-218
    This paper aimed to assess the severity of desertification in Segzi plain located in the eastern part of Isfahan city, focusing on groundwater quality criteria used in MEDALUS model. Bayesian Belief networks (BBNs) were also used to convert MEDALUS model into a predictive, cause and effects model. Different techniques such as Kriging and IDW were applied to water quality data of 12 groundwater wells to map continuous variations of the CL, SAR, EC, TDS, pH and decline in water table indices in GIS environment. The effects of measured water quality indicators on desertification severity levels were assessed using sensitivity and scenario analysis in BBNs model. According to the results of the MEDALUS, the desertification of the study area was classified as severe class due to its low quality of groundwater. Sensitivity analysis by the both models showed that decline in waater table, water chloride content and electrical conductivity were the most important parameters responsible for desertification in the region from ground water condition standpoint. The determination coefficient between the outputs of the MEDALUS and BBNs models (R2>0.63) indicated that the results of both models were significantly correlated (α=5 %). These results indicate that the application of BBNs model in desertification assessment can appropriately accommodate the uncertainty of desertification methods and can help managers to make better decision for upcoming land management projects.
    Keywords: MEDALUS, BBNs, Water quality, Sensitivity analysis
  • S. H. Roshun, Gh. Vahabzadeh, K. Solaimani, A. Khaledi Darvishan Pages 219-229
    Sand and gravel mining from the most of our country rivers causes morphological, hydrological and geomorphological changes in these rivers. This study investigates the effects of removal of sand and gravel from the river bed on sedimentological features of Zaremrood River in Mazandaran province. For this purpose, by determining four sections before and four sections after the sand removing point, the river bed sediments sampling in combined approach and in a plot within the river were performed and sedimentology features such as the large, medium and small diameters (a, b and c), roundness (Rc), form factor (Sf), normal diameter (D), sphericity (S), and width ratio (W), were measured and calculated in the laboratory and analyzed by SPSS software. The results showed that the variations of sediment statistics a, b, c, Sf, D, S and W in the pre- and post- harvest location has a significant difference but the Rc statistic does not show any significant difference. The reduction of the triple diameters after the excavation site is caused by the fracture of the sediments in the mining area, so that the sphericity of grains also decreased in the mining area. Roundness of sediment particles after the excavation site is decreasing up to 600 meters reach and then it tends to increase.
    Keywords: Sand, Gravel Mining, Combined Approach, Sediment Morphometric, Mazandaran Province
  • M. Golabi, M. Albaji, A. Naseri Pages 231-241
    In the present study Hydrus-1D software was used to simulate electrical conductivity, pH and sodium, potassium, calcium, magnesium, chloride and sulfate ions. Field experiments were performed at the Sugarcane Research Center located in south of Ahvaz on sugarcane varieties CP48-103 with four water treatments (one treatment was Karun river water and three treatments were diluted drainage water) and three replications. The samples were collected from 0-30, 30-60 and 60-90 cm soil depth before irrigation and electrical conductivity and anions and cations of soil were measured in the laboratory. Sensitivity analysis and calibration were first performed with the aim of verifying the Hydrus-1D software. The sensitivity analysis indicated that the software had maximum sensitivity to the saturated volumetric water content. Minimum sensitivity was for the inverse of the air-entry suction, tortuosity parameter, residual volumetric water contents and moderate sensitivity was for hydraulic conductivity at natural saturation. Also, the software did not show any sensitivity to empirical parameter related to the pore size distribution that is reflected in the slope of water retention curve. In calibration stage the amount of hydraulic conductivity at natural saturation, residual volumetric water contents, saturation volumetric water contents, the inverse of the air-entry suction, empirical parameter related to the pore size distribution and tortuosity were obtained as 18 (cm/day), 0.04 (cm3/cm3), 0.63(cm3/cm3), 0.012 (cm-1), 1.2 and 0.6 respectively. The results showed that the coefficient of determination of all parameters was more than 0.85 which confirms the appropriate capabilities of the model in simulation of electrical conductivity, pH, anions and cations. In the modeling carried out the amount of NRMSE was between 11 and 18 percent which indicates good performance of the model. The Nash-Sutcliffe efficiency criterion was obtained 0.72 to 0.8 that indicates a good match of the model with reality. The coefficient of residual mass in this paper was positive for electrical conductivity, pH and sodium, potassium, calcium, magnesium and negative for chloride and sulfate. The positive and negative coefficient of the residual mass shows less and over estimation of the model.
    Keywords: Drainage water, Hydrus-1D model, Sugarcane
  • E. Jasemi Zargani, S. M. Kashefipour Pages 243-253
    Spur dikes are the most common hydraulic structures for river bank protection. Since the construction of this structure causes higher velocities around it, this structure is exposed to erosion. Riprap around the structure nose is one of the most common and economic way to protect spur dike. The main aim of this study is to investigate the riprap stability in a mild 90 degrees bend. Experiments were conducted in a laboratory flume with a 90 degree bend. After specifying the critical spur dike along the bend, this spur and one before and one after it were protected by riprap. The variables were the length of the structure, spur space, riprap size, Froude number, and the amount of submergence, and 205 experiments were carried out in this flume. Finally an experimental equation was developed based on the flow and geometric parameters of submerged spur dike, which can be applied for designing the riprap size.
    Keywords: Spur dikes, Protection, River bank, 90⁰ bend, Riprap stability
  • E. Mehrabi Gohari, H. R. Matinfar, R. Taghizadeh Pages 255-268
    Typical routine surveys of soils are relatively expensive in terms of time and cost and due to the fact that maps have been traditionally developed and considering their dependence on expert's opinions, updating maps is time consuming and sometimes not economical as well. While soil digital mapping, using soil various models - the Landscape, leads to simplification of the complexity found in natural soil systems and provides users with quick and inexpensive updates. In fact, the model represents a simplified form of the complex relationships between the soil and the land. This study aims to consider inferential model Soil-Land (SOLIM) in mapping and estimating soil classes in Aran area, Isfahan province. For this purpose, the SOLIM model inputs are digital geological and environmental layers of digital elevation model (DEM) including elevation, slope in percent, slop direction, curvature of the earth's surface, wetness indicator, flow direction, flow accumulation, and satellite images of Landsat 8. The seven subcategory of soil in the study area are input data of SOLIM model. Then fuzzy maps were prepared for seven types of soil and final maps of soil prediction were created by non-fuzzy action. Results showed that the SOLIM using environment variables has very high ability to separate soil types in greater detail and soils with different parent materials, geology, climate and vegetation can be separated from each other by this model with a high degree of accuracy. Comparing error matrix shows that the overall accuracy of the map derived from the model SOLIM is 92.36%.
    Keywords: soil mapping, digital elevation models, fuzzy logic, SOLIM model