فهرست مطالب

نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)
سال بیست و دوم شماره 1 (پیاپی 83، بهار 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/03/30
  • تعداد عناوین: 25
|
  • نادر عباسی، علی عباس افشاریان صفحات 1-13
    خاک های گچی از جمله خاک های مشکل آفرین است که در اثر تماس با آب و انحلال، تهدیدی برای انواع سازه های عمرانی به ویژه سازه های آبی محسوب می شوند. عوامل متعددی بر میزان و شدت انحلال ذرات گچ تاثیر دارند. نوع گچ، بافت خاک، میزان گچ موجود در خاک، شیب هیدرولیکی و دمای محیط و آب جاری از محیط خاک گچی، از جمله مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر کیفیت و کمیت انحلال است. در این پژوهش، اثر عوامل محیطی شامل شیب هیدرولیکی و دمای آب در میزان انحلال گچ مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا نمونه های خاک گچی به طور مصنوعی و با افزودن مقادیر مختلفی از سنگ گچ طبیعی شامل صفر ، 5 ، 10 ، 20 و 30 درصد وزنی به یک خاک با بافت رسی تهیه و سپس هریک از نمونه های خاک گچی تحت شیب های هیدرولیکی مختلف شامل 5/0، 1، 2، 5 و 10 آبشویی شدند. نتایج آزمایش های انجام شده، نشان داد با افزایش درصد گچ، میزان انحلال خاک نیز افزایش می یابد. همچنین شدت آبشویی یعنی نسبت مقدار گچ خارج شده از خاک به مقدار گچ اولیه موجود در خاک، با افزایش درصد گچ خاک کاهش می یابد. علاوه بر این، با افزایش شیب هیدرولیکی، سرعت خروج آب و در نتیجه مقدار آب خارج شده از محیط خاک گچی در مدت زمان معین افزایش یافته و میزان گچ بیشتری از محیط خارج می شود. همچنین، مقدار دما تاثیر مستقیمی بر میزان انحلال دارد، به طوری که با افزایش دما میزان انحلال در دمای 50 درجه سانتی گراد، 5/2 برابر میزان انحلال در دمای 5 درجه سانتی گراد و 6/1 برابر میزان انحلال در دمای 20 درجه سانتی گراد است.
    کلیدواژگان: خاک گچی، سرعت انحلال، شیب هیدرولیکی و دما
  • فائزه صابری نسب، ثمر مرتضوی صفحات 15-27
    امروزه رشد جمعیت و افزایش بی رویه شهرها و در پی آن توسعه صنایع در تمامی نقاط کره زمین مشهود است. این نوع از رشد و توسعه منجر به ورود مواد شیمیایی با ترکیبات مختلف به ویژه عناصر سنگین در اکوسیستم های آبی می شود. در این پژوهش آلودگی رسوبات اطراف حوضه آبگیر تالاب میقان به فلزات سنگین سرب، روی، مس و نیکل با کمک شاخص های ضریب آلودگی CF، زمین انباشت ژئوشیمیایی Igeo و شدت آلودگی رسوبات IPOLL بررسی شد. نتایج نشان دهنده غلظت بالایی از فلزات مس و نیکل نسبت به عناصر روی و سرب در منطقه مورد مطالعه بود. همچنین با توجه به محل استقرار ایستگاه های نمونه برداری و مجاورت آنها با صنایع موجود در اطراف تالاب، نتایج حاصل از مقایسه غلظت فلزات اندازه گیری شده با شاخص های کیفی رسوب، بیانگر تمرکز بالایی از آلاینده های مورد سنجش در بخش جنوبی تالاب بود و بر لزوم کنترل آلاینده های موجود در تالاب تاکید می نماید.
    کلیدواژگان: تالاب میقان، شاخص ضریب آلودگی، شاخص زمین انباشت ژئوشیمیایی، شدت آلودگی، فلزات سنگین
  • علیرضا واعظی، یونس مظلوم علی آبادی صفحات 29-44
    هدررفت آب و عناصر غذایی خاک از جمله نشانه های تخریب حوزه های آبخیز هستند. میزان هدررفت این منابع تحت تاثیر عوامل متعدد از جمله ویژگی های باران قرار می گیرد. در این پژوهش، داده های دبی جریان، کل مواد جامد محلول، نسبت کل هدررفت عناصر غذایی همراه با ویژگی های باران برای رخدادهای سال های 1366 تا 1380 در حوزه آبخیز تهم چای متعلق به شرکت سهامی آب منطقه ای مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین ویژگی های خاک نیز با نمونه برداری خاک از نقاط مختلف سطح حوزه آبخیز و اندازه گیری آنها به دست آمدند. براساس نتایج، همبستگی معنی داری بین میزان دبی جریان رودخانه و مقدار باران وجود داشت. با این وجود، همبستگی معنی داری بین دبی جریان و شاخص های مدت و شدت باران مشاهده نشد. این نتیجه از یک سو به دلیل رابطه معکوس بین شدت و مدت بارندگی بود و از سوی دیگر به دلیل تغییرات زمانی پوشش گیاهی در منطقه بود که افزایش دبی جریان را در باران های شدید مهار می کند. بیشترین میزان دبی جریان در فصل بهار (68/1 مترمکعب بر ثانیه) و ماه فروردین (58/2 مترمکعب بر ثانیه) بود. در این موقع از سال مانند پاییز میزان بارندگی زیاد و فواصل زمانی آن کوتاه است. همچنین پوشش گیاهی ضعیف بوده و نقشی مهم در مهار رواناب های سطحی و کاهش دبی جریان در حوزه آبخیز ایفاء نمی کند. شاخص های کل مواد جامد محلول، نسبت کل هدررفت عناصر غذایی نیز دارای تغییرات زمانی بودند و بیشترین مقدار آنها به ترتیب در ماه آذر (55/282 میلی گرم بر لیتر) و (77/61 میلی گرم بر لیتر) مشاهده شد. منیزیم (Mg+2) دچار بیشترین میزان هدررفت از خاک حوزه آبخیز بود. همبستگی منفی بین مقدار دبی جریان و کل مواد جامد محلول و نیز نسبت کل هدررفت عناصر غذایی وجود داشت. به طورکلی نتایج این پژوهش نشان داد که فصل بهار از نظر هدررفت آب و فصل پاییز از نظر هدررفت عناصر غذایی به عنوان حساس ترین زمان هدررفت منابع حوضه است. از این رو تقویت پوشش گیاهی در اوایل بهار و جلوگیری از عملیات کشاورزی (شخم و کوددهی) نادرست در اوایل پاییز می تواند راهکاری اساسی در حفظ این منابع حوضه باشد.
    کلیدواژگان: سلامت آبخیز، مواد جامد محلول، ویژگی های باران، هدررفت کیفی خاک
  • میلاد نوری، مهدی همایی، محمد بنایان صفحات 45-60
    در این مطالعه، روند تغییرات شاخص بارش استانداردشده در بازه 12 ماهه (SPI-12) و بارش فصلی و سالانه طی 2014-1976 در 21 ایستگاه همدید مرطوب و نیمه خشک ایران بررسی شد. پس از حذف همبستگی سریالی در برخی از سری ها، روند تغییرات بارش و SPI-12 به وسیله آزمون ناپارامتری من- کندال ارزیابی شد. نتایج این پژوهش نشان داد که روند بارش سالانه در تمامی ایستگاه ها طی 39 سال اخیر کاهشی بود. روند بارش فصلی در زمستان، بهار، پاییز و تابستان به ترتیب در حدود 90، 95، 47 و 33 درصد از ایستگاه ها کاهشی بود. روند نزولی بارش زمستانی در مناطق سنندج، خوی، ارومیه، همدان، مشهد، تربیت حیدریه، نوژه و قزوین معنی دار بود. همچنین، روند سری SPI-12 در تمامی ایستگاه ها به غیر از شهرکرد کاهشی بود. به علاوه، SPI-12 فقط در ایستگاه های سنندج و فسا روند نزولی معنی دار داشت. شدیدترین خشکسالی نیز در ایستگاه های همدان، رامسر و ارومیه در 2000-1999 و در تبریز، سنندج، شیراز، فسا، قزوین، مشهد، تربت حیدریه، شهرکرد، گرگان و کرمانشاه در دوره 2009-2008 رخ داده است. نتایج این پژوهش نشان داد که روند بارش بخش عمده ایی از منطقه مورد مطالعه به ویژه در قسمت های نیمه خشک شمال شرقی و جنوب غربی ایران در اثر خشکسالی های شدید و طولانی دهه اخیر (2015-2005) تغییر کرده است.
    کلیدواژگان: تحلیل روند، خشکسالی، شاخص بارش استانداردشده، همبستگی سریالی
  • مهدی شهسواری گوغری، عباس رضایی استخروییه، محسن ایراندوست، علی نشاط صفحات 61-70
    با افزایش روزافزون جمعیت، بهره برداری بهینه از منابع آب ضروری است. این تحقیق به منظور ارزیابی تاثیر سطوح مختلف آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره وری مصرف آب ذرت دانه ای با استفاده از سامانه آبیاری قطره ای (تیپ) یک و دو ردیفه، انجام شد. طرح به صورت کرت های خرد شده، در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1391 در حاجی آباد استان هرمزگان اجرا گردید. سه سطح آبیاری (100، 80 و 60 درصد نیاز آبی) به عنوان عامل اصلی، دو الگوی کارگزاری لوله های آبده (معمولی و یک در میان ثابت) به عنوان عامل فرعی تیمارهای طرح را تشکیل دادند. نتایج نشان داد: آبیاری با 80 درصد نیاز آبی، نسبت به آبیاری کامل، باعث افزایش 4/1 درصدی عملکرد، 8/1 درصدی وزن هزار دانه، 7/8 درصدی تعداد دانه در ردیف و 13 درصدی تعداد ردیف دانه در بلال گردید. علیرغم برتری عملکرد در الگوی کارگزاری لوله های آبده به صورت معمولی (56/10055 کیلوگرم در هکتار) بر کارگزاری لوله های آبده به صورت یک در میان (67/9366 کیلوگرم در هکتار)؛ بهره وری مصرف آب در کارگزاری لوله های آبده به صورت یک در میان بیشتر بود (169/1 کیلوگرم در مترمکعب آب). بنابراین خشکی موضعی ریشه با آبیاری به مقدار 80 درصد نیاز آبی گیاه برای ذرت در منطقه توصیه می شود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، اجزای عملکرد، بهینه سازی مصرف آب، خشکی موضعی ریشه، لوله های تیپ
  • سهیلا اسمعیلیان، علی طالبی، مجید اسماعیلیان صفحات 71-85
    شبیه سازی و اولویت بندی عوامل موثر در فرسایش آبی با استفاده از کاربرد مدل (USLE-M (Universal Soil Loss Equation-Modified) در مدل پویائی سیستم و بررسی کارائی آن، از اهداف تحقیق حاضر می باشد. در این مدل ترکیبی، با استفاده از نرم افزار شبیه سازی سیستم های پویا (Vensim) کلیه متغیرها و عوامل دخیل در فرسایش و هدررفت خاک با توجه به معادله USLE-M، در نظر گرفته شده است. پس از اجرای مدل، مقادیر برآورد شده و مشاهداتی با یکدیگر مقایسه و آنالیز حساسیت به منظور مشخص نمودن پارامترهای حساس انجام گرفته است. سپس واسنجی روی پارامترهای حساس انجام گردیده است. این مطالعه حاکی از آن است که نتایج مدل، به دلیل در نظر گرفتن کلیه عوامل موثر در فرسایش خاک، قابل قبول بوده است. نتایج حاصل از تحلیل حساسیت مدل، نشان دهنده حساسیت بالای مدل به شیب و پوشش گیاهی به ترتیب، در شیب های زیاد و کم بوده است. با بررسی تغییر در پارامترهای مختلف مانند پوشش گیاهی و شیب برروی مقدار فرسایش، درصد پوشش گیاهی بهینه نیز به ترتیب در شیب های 67 و 40 درصد، 20 و 60 درصد برآورد گردیده است.
    کلیدواژگان: سیستم دینامیکی، فرسایش و رسوب، آنالیز حساسیت، نرم افزار Vensim
  • کژال کاکایی، علیرضا ریاحی بختیاری صفحات 87-97
    مکان های دفن پسماند یکی از مهم ترین منابع ورود آلاینده ها به محیط زیست هستند. در این تحقیق غلظت فلزات Cu، Pb، Ni و Cd و ترکیب آلی بیس فنل A (BPA) در محل دفن پسماند همدان به منظور وضعیت محیط زیست دفن آن در سال 1393 انجام گردید. 7 نمونه آب (2 نمونه از چشمه و 5 نمونه از چاه)،2 نمونه شیرابه و 15 نمونه خاک از محل دفن پسماند همدان جمع آوری شد. بررسی غلظت فلزات (Cu، Pb، Ni و Cd) و ترکیب آلی BPA با دستگاه جذب اتمی شعله ای و گاز کروماتوگرافی با طیف سنج جرمی انجام گردید، غلظت فلزات (Cu، Pb، Ni و Cd) در نمونه های آب (چاه و چشمه) Pb < Cu < Cd < Ni، نمونه های شیرابه Cu < Pb < Ni کلیدواژگان: دفن پسماند، فلزات، ترکیب آلی B PA، همدان
  • شاهرخ زندپارسا، سعیده پرویزی، علیرضا سپاسخواه، علی اکبر کامگار حقیقی صفحات 99-113
    در این پژوهش، مقادیر رطوبت و دمای خاک در اعماق و زمان های مختلف با حل معادله ریچاردز با روش عددی صریح تفاضل های محدود در محیط برنامه نویسی Visual Studio C# نوشته شد. برای برآورد پارامترهای هیدرولیکی خاک شامل av و nv (ضرایب معادله ون گنوختن) و Ks (هدایت هیدرولیکی اشباع)، پس از مرطوب کردن نیم رخ خاک، مقادیر رطوبت و دما در اعماق مختلف به ترتیب توسط دستگاه TDR و دستگاه ثبات اندازه گیری گردید. با بهینه نمودن یک پارامتر و ثابت منظور کردن بقیه پارامترها، تابع هدف (ریشه متوسط خطا بین مقادیر شبیه سازی شده و اندازه گیری شده رطوبت خاک) با روش نیوتن- رافسون به حداقل رسانیده شد. سپس، با جایگزینی مقدار بهینه شده این پارامتر، مشابه این کار برای پارامترهای دیگر انجام شد. بهینه کردن پارامترها تا تغییرات ناچیز تابع هدف تکرار شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل (Soil Water Content and Temperature) SWCT، اندازه گیری رطوبت خاک و تهیه اطلاعات هواشناسی شامل مقادیر حداقل و حداکثر دما، فشار بخار هوا، بارندگی و تابش خورشیدی می توان عوامل هیدرولیکی خاک (پارامترهای معادله ون گنوختن) را بهینه نمود. در نهایت، طی سه فصل بهار، تابستان و پاییز سال 1394، مقادیر برآوردی و اندازه گیری شده رطوبت و دمای خاک تا عمق 70 سانتی متر، مورد مقایسه قرار گرفتند. مقادیر رطوبت خاک در اعماق 5، 35 و 70 سانتی متری با مقدار نرمال شده RMSE به ترتیب برابر 090/0، 096/0 و 056/0 و دمای خاک در اعماق 5، 15 و 25 سانتی متری با RMSE به ترتیب برابر 0/2، 175/1 و 5/1 درجه سانتی گراد در سطح مطلوب واسنجی شدند. در این پژوهش، مقادیر ضرایب هیدرولیکی خاک در مقایسه با سایر مدل های پیشین، در محدوده وسیع تری از رطوبت بین حالت اشباع تا هواخشک برآورد گردید.
    کلیدواژگان: مدل SWCT، تابع هدف، روش معکوس، رطوبت خاک، دمای خاک
  • غلامحسین کیانی صفحات 115-125
    اخیرا تجارت آب مجازی به عنوان یک ابزار جهت حل معضل کم آبی کشورهای مناطق خشک مطرح شده است. بر این اساس، کشورها و مناطق پرآب باید کالاهای با آب بری زیاد را تولید و به کشورها و مناطق کم آب صادر کنند. در مطالعه حاضر، با بررسی وضعیت تجارت داخلی و بین المللی آب مجازی در ایران در سال 1385 (به عنوان یک سال آبی نرمال)، کاربرد این مفهوم در مدیریت منابع آب کشور مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج محاسبات تحقیق نشان می‏دهد که در این سال، حدود 18666 میلیون مترمکعب آب مجازی از طریق مبادله محصولات کشاورزی بین استان‏های کشور جابه جا ‏شده است. استان فارس بزرگ ترین صادر کننده و استان تهران بزرگ ترین وارد کننده آب مجازی بودند. میزان واردات آب مجازی کشور 9626 میلیون مترمکعب و میزان صادرات آن 2226 میلیون مترمکعب ‏بود. متوسط آبرانه سرانه در کشور 752 لیتر و میزان خودکفایی آب کشور 82 درصد بوده است. به طور متوسط، هر کیلوگرم محصول صادراتی 1159 لیتر و هر کیلوگرم محصول وارداتی 677 لیتر آب مجازی داشته است. نتایج این تحقیق نشان می‏دهد که استان‏های کرمان، هرمزگان و سمنان که جزو استان‏های خشک کشور هستند، صادر کننده آب مجازی به سایر استان‏ها و خارج کشور و در مقابل استان‏های پرباران گیلان، چهارمحال و بختیاری، لرستان، کردستان، آذربایجان غربی و کهگیلویه و بویراحمد و کرمانشاه وارد کننده آب مجازی بوده اند. بنابراین، در ایران، امکان مدیریت بهتر منابع آب از طریق اصلاح الگوی تجارت داخلی و خارجی آب مجازی وجود دارد. در این راستا، اصلاح الگوی کشت محصولات کشاورزی و نیز اصلاح الگوی مصرف متناسب با محتوای آب مجازی محصولات کشاورزی می تواند در بهبود وضعیت منابع آب کشور در بلندمدت مفید واقع شود.
    کلیدواژگان: آب مجازی، آبرانه، خودکفایی آب
  • مرضیه حسینی، ابراهیم ادهمی، حمیدرضا اولیایی صفحات 127-142
    در میان فلزات سنگین کادمیم دارای اهمیت ویژه ای است، زیرا سمیت آن برای گیاه تا 20 برابر سایر فلزات سنگین است. پژوهش حاضر به منظور بررسی روند تغییرات کادمیم قابل جذب خاک در طول زمان و ارتباط آن با خصوصیات خاک انجام شد. تیمارها شامل 13 نمونه خاک و دو سطح کادمیم (5/12 و 25 میلی گرم در کیلوگرم خاک) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو تکرار بود. در زمان های 5، 10، 20، 30، 60 و 90 روز پس از خوابانیدن، کادمیم قابل عصاره گیری با DTPA اندازه گیری شد. نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش سطح کادمیم مصرفی کادمیم قابل عصاره گیری با DTPA در تمامی خاک ها افزایش یافت. کادمیم قابل قابل عصاره گیری با DTPA در طی زمان کاهش یافت، با این وجود باز هم در پایان آزمایش بخش زیادی از کادمیم اضافه شده به خاک به شکل قابل استفاده باقی ماند. در بین خصوصیات خاک کربنات کلسیم معادل همبستگی منفی معنی داری با کادمیوم قابل عصاره گیری با DTPA در بیشتر زمان ها و هر دو سطح کادمیم مصرفی نشان داد. میان کادمیم قابل عصاره گیری با DTPA با pH و میزان شن خاک ارتباط منفی معنی دار و با کربن آلی خاک ارتباط مثبت و معنی داری وجود داشت. همچنین نتایج حاصل از برازش داده های قابلیت جذب کادمیم با معادلات سینتیکی نشان داد که معادله تابع نمایی مناسب ترین معادله توصیف کننده سینتیک تغییرات قابلیت جذب کادمیم در خاک های مورد مطالعه بود.
    کلیدواژگان: کادمیم، DTPA، قابلیت دسترسی، خاک
  • رضا خانخانی زوراب، محمود کاشفی پور صفحات 143-156
    هدف از انجام این تحقیق، بررسی عملکرد دو دیواره روزنه دار در حوضچه آرامش و چگونگی تاثیر آن بر مشخصات پرش هیدرولیکی از قبیل طول غلتاب پرش هیدرولیکی، کاهش عمق ثانویه پرش هیدرولیکی و عمق مورد نیاز پایاب می باشد. همچنین فاصله مناسب قرارگیری دو دیواره روزنه دار از ابتدای حوضچه آرامش به ازای یک ارتفاع ثابت برای دیواره روزنه دار اول و دوم با سطح بازشدگی 50 درصد مشخص گردد. آزمایش ها در دبی های 47 تا 145 لیتر بر ثانیه و برای اعداد فرود در بازه 6/3 تا 2/11 در قالب 48 آزمایش انجام شده است. نتایج داده های آزمایشگاهی بر روی دو دیواره روزنه دار نشان داد که زوج دیواره روزنه دار در صورتی می توانند طول غلتاب پرش را تا حد قابل قبولی کاهش دهند که فاصله بین آنها شرایط را برای ایجاد یک پرش پایدار فراهم کند و با کاهش فاصله بین دیواره ها، طول غلتاب پرش هیدرولیکی الزاما کاهش نمی یابد. همچنین زوج دیواره روزنه دار عمق ثانویه پرش هیدرولیکی اجباری را تا 8/27 درصد کمتر از عمق ثانویه پرش هیدرولیکی آزاد و طول غلتاب را تا 9/76 درصد کمتر از طول غلتاب پرش هیدرولیکی آزاد در عدد فرود 2/11 رسانده است.
    کلیدواژگان: دیواره روزنه دار، پرش هیدرولیکی، حوضچه آرامش، طول غلتاب، عمق ثانویه پرش اجباری
  • جواد احدیان، بهشاد مرداسی صفحات 157-173
    تخلیه جریان آلاینده در محیط پذیرنده تاثیرات منفی زیست محیطی را به همراه دارد. شرایط محیط پذیرنده بی نهایت کم عمق تاثیر به سزایی بر پخشیدگی جریان آلاینده خواهد داشت. برای دست یابی به تاثیر شرایط هیدرولیکی، هندسی و محیطی جریان آلاینده در محیط پذیرنده، یک مدل آزمایشگاهی تخلیه کننده سطحی برپا شد. مدل متشکل از فلومی به طول 2/3 متر، عرض 6/0 متر و ارتفاع 9/0 متر ساخته شد. بر این اساس با در نظر گرفتن سه تخلیه کننده منفرد ساده به قطرهای 2/1 ، 6/1 و 2/2 سانتی متر، جریان غلیظ با غلظت های 20، 40 و 60 گرم در لیتر در یک محیط پذیرنده با شرایط H/d برابر با 2 (بی نهایت کم عمق) برنامه ریزی آزمایش ها صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که طول پایدار با افرایش غلظت به شدت کاهش می یابد به طوری که برای افزایش سه برابری غلظت از 20 به 60 گرم بر لیتر این طول از 25 به 10 کاهش می یابد. از طرفی براساس نتایج به دست آمده مشخص گردید که اثر تغییرات پارامتر لزجت در طول نسبی طی شده در همه غلظت ها این پارامتر تا مقدار 100 زیاد بوده و سپس به مقدار ثابتی میل می کند. همچنین اثر تغییرات پارامتر کشش سطحی در طول نسبی طی شده نیز مورد بررسی واقع شد و یافته های آن نشان داد که این پارامتر در محیط پذیرنده بی نهایت کم عمق همواره در کلیه مراحل تخلیه از ابتدای محل نازل تا انتهای پیشروی موثر است. نکته مهم این که این موضوع در تمامی غلظت ها با یک شیب وجود داشته و در همه غلظت ها اثرگذاری پارامتر کشش سطحی بر پخشیدگی جریان با یک روند مشخص صورت می پذیرد. در واقع در تمامی غلظت ها پس از طول ناحیه پایدار و استهلاک انرژی ناحیه جت مقدار پارامتر کشش سطحی به 5 می رسد.
    کلیدواژگان: جت سطحی دایره ای، پخشیدگی، بی نهایت کم عمق، تغییرات غلظت
  • علی شعبانی، ایوب جهانبازی، سید حمید احمدی، محمد مهدی مقیمی، مهدی بهرامی صفحات 175-185
    در این مطالعه، پنج معادله نفوذ شامل کوستیاکوف، کوستیاکوف- لوئیس، فیلیپ، معادله سرویس حفاظت خاک آمریکا و هورتن بر داده های اندازه گیری شده به وسیله حلقه های مضاعف برازش داده شد و ضرایب تجربی این معادلات تعیین گردید. آزمایشات نفوذ در زیر و بین درختان پرتقال و زیتون در شهر فسا، استان فارس انجام شد. بافت خاک منطقه، لوم شنی سنگریزه دار بوده است. نتایج نشان داد همه معادلات با دقت قابل قبولی بر داده ها برازش پیدا کردند. مقدار نفوذ در زیر تاج درخت بیشتر از نفوذ در فاصله بین درختان بوده است. نفوذ بیشتر در زیر تاج درخت می تواند ناشی از ایجاد منافذ و سوراخ در خاک به وسیله ریشه درختان، مقدار ماده آلی بیشتر و چگالی ظاهری کمتر در زیر درختان باشد. برخلاف تاثیر مثبت ذرات شن برروی نفوذپذیری خاک، سنگریزه های درشت نه تنها موجب افزایش نفوذپذیری خاک نمی شوند، بلکه مانند یک مانع در مسیر جریان نفوذ آب در خاک عمل نموده و موجب کاهش سطح نفوذ می گردند. بنابراین تغییر کاربری اراضی و کاشت درختان پرتقال و زیتون موجب افزایش نفوذپذیری و کاهش رواناب و فرسایش در خاک های سنگریزه ای می شود.
    کلیدواژگان: پرتقال، زیتون، نفوذپذیری، خاک های سنگریزه ای
  • جواد چزگی، حسین ملکی نژاد، محمدرضا اختصاصی، محمد نخعی صفحات 187-198
    سدهای زیرزمینی، سازه هایی هستند که در زیرزمین ساخته شده اند و توانایی ذخیره و در دسترس قرار دادن آب زیرزمینی را دارا می باشند. در این تحقیق با استفاده از مدل تحلیلی SWOT به بررسی مکان های مناسب جهت توسعه سد زیرزمینی در منطقه کریان استان هرمزگان پرداخته شده است. ابتدا برای تهیه داده های لازم با بازدید از منطقه و ارائه پرسش نامه به ساکنین منطقه و کارشناسان امر، نقاط قوت، ضعف، فرصت ها و تهدیدهای موجود در منطقه برای سدهای زیرزمینی بررسی گردید. در مرحله نهایی با استفاده از مدل تحلیلی SWOT و ماتریس کمی QSPM راهبرد جامع و راهکار مناسب برای سدهای زیرزمینی تعیین شد. نتایج نشان داد که کاسته نشدن حجم مخزن در اثر رسوب گذاری و کاهش تبخیر از مخزن سد با ارزش نهایی 85/0 و 66/0 در عوامل درونی و تمایل و همکاری سازمان های مربوطه و به هم خوردن حق آبه پایین دست با ارزش نهایی 68/0 و 66/0 در عوامل بیرونی، بیشترین تاثیر را در انتخاب شدن راهبرد داشته اند. براساس نتایج عوامل درونی و بیرونی راهبرد در ربع حداکثر- حداکثر قرار گرفت و در راستای راهبرد تعیین شده با استفاده از نقاط قوت و فرصت ها باید نقاط ضعف را پوشش داد و بر تهدیدها فایق شد. راهکارهای در راستای راهبرد ارائه و در ادامه برای اولویت بندی این راهکارها از ماتریس کمی QSPM استفاده شد. در نهایت راهکار ارزیابی هیدرولوژیکی، اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی سدهای زیرزمینی قبل و بعد از احداث با امتیاز نهایی 19/3 در اولویت اول قرار گرفت.
    کلیدواژگان: سد زیرزمینی، راهبرد، مدل SWOT، ماتریس کمی QSPM، استان هرمزگان
  • طیبه رحیمی، عبدالامیر معزی، سعید حجتی صفحات 199-209
    بیوچار یک ماده اصلاحی خاک است که ظرفیت بالایی در جذب فلزات سنگین دارد. هدف این پژوهش مطالعه تاثیر کود گاوی و بیوچار حاصل از آن بر جذب نیکل و انتخاب بهترین معادله برای ارزیابی سینتیک جذب نیکل است. کود گاوی و بیوچار حاصل از آن در سطوح صفر، 2 و 4 درصد به خاک افزوده و به مدت 90 روز خوابانده شدند. به نمونه های خاک محلول 100 میلی گرم بر کیلوگرم نیکل افزوده و در دوره های زمانی 1 تا 2880 دقیقه تکان داده شدند و سپس غلظت نیکل اندازه گیری شد. داده های جذب نیکل با هفت مدل رایج در سینتیک جذب برازش داده شدند. نتایج نشان داد که کاربرد کود گاوی و بیوچار حاصل از آن در تمام زمان ها و سطوح باعث افزایش معنی دار جذب نیکل نسبت به تیمار شاهد گردید. سطوح کود گاوی و بیوچار حاصل از آن در جذب نیکل، اختلاف معنی داری از نظر آماری در سطح 5 درصد نشان دادند به طوری که سطح 4 درصد بیوچار میزان جذب نیکل را نسبت به سطح مشابه کود گاوی و تیمار شاهد به ترتیب 23 و 44 درصد افزایش داد. معادله تابع توانی به دلیل ضریب تبیین بالا و خطای استاندارد پایین به عنوان بهترین معادله سینتیک جذب نیکل معرفی شد. هرچند که ضریب تبیین معادله الوویچ ساده شده مشابه با معادله تابع توانی بود، اما به دلیل خطای استاندارد برآورد بالا نتوانست به عنوان معادله مناسب جهت بررسی سینتیک جذب نیکل استفاده گردد. معادلات مرتبه صفر، مرتبه اول، مرتبه دوم، مرتبه سوم و پخشیدگی سهموی نتوانستند جذب نیکل را توصیف کنند.
    کلیدواژگان: سینتیک، بیوچار، کود گاوی، نیکل
  • فاضل امیری، طیبه طباطبایی، سیما ولیپور صفحات 211-226
    هدف از تحقیق، ارزیابی مکانی کیفیت آب های زیرزمینی در محل دفن زباله های شهری قائم شهر با استفاده از شاخص کیفیت آب زیرزمینی ایران (IRWQIGC) است. برای انجام تحقیق، از 11 حلقه چاه منطقه با سه تکرار در بهمن ماه 1393 نمونه گرفته شد و با ارزیابی پارامترهای -NO3، Ecoli، EC، pH، TH، SAR، 3-PO4، BOD5، COD و DO در نمونه ها با روش های استاندارد متد اندازه گیری و کیفیت آب های زیرزمینی با استفاده از IRWQIGC تعیین شد. توصیفی آماری پارامترها در محیط SPSS صورت گرفت. نقشه تغییرات مکانی پارامترها در محیط ArcGIS ترسیم شد. نتایج شاخص IRWQIGC نشان داد که 15/0 درصد از سطح منطقه در طبقه بد، 85/98 درصد در طبقه نسبتا بد، 1 درصد در طبقه متوسط قرارگرفته است. نتایج تغییرات مکانی پارامترها نشان داد که از جنوب به شمال و شمال شرق منطقه از کیفیت آب کاسته می شود. ارزیابی تغییرات کیفیت آب در نزدیکی محل دفن زباله نشان داد که 56/2149 مترمربع از مساحت کل، پتانسیل نسبتا بدی را برای تغذیه آب های زیرزمینی منطقه دارد.
    کلیدواژگان: شاخص کیفیت آب زیرزمینی ایران، محل های دفن زباله های شهری، سیستم اطلاعات جغرافیایی، قائم شهر
  • کورش قادری، رضا جعفری نیا، بهرام بختیاری، زهرا افضلی گروه صفحات 227-237
    بررسی پدیده فرسایش موضعی در پایین دست سازه های هیدرولیکی آنقدر پیچیده است که به راحتی نمی توان یک مدل عمومی برای تخمین صحیح ابعاد فرسایش توسعه داد. در چند دهه اخیر استفاده از روش های داده محور برای مدل سازی و پیش بینی رفتار نامعلوم یا پیچیده سیستم ها گسترش یافته است. یکی از انواع این روش ها، روش برخورد گروهی با داده ها (GMDH) است که با رویکرد خود سازماندهی داده ها، به تدریج مدل های پیچیده تری را در طول ارزیابی عملکرد مجموعه داده های ورودی و خروجی تولید می کند. هدف از انجام این تحقیق بررسی کارائی روش GMDH و توسعه مدلی بر مبنای آن برای تخمین صحیح ابعاد حفره فرسایش (ماکزیمم عمق آب شستگی، فاصله ماکزیمم عمق آب شستگی تا لبه سرریز و طول حفره فرسایش) در پایین دست سرریز سیفونی با مستهلک کننده انرژی جامی شکل برای مجموعه ای از داده های مشاهداتی آزمایشگاهی است. 80 درصد داده ها در دوره آموزش و 20 درصد باقی مانده برای دوره آزمون استفاده شد. متوسط مقادیر معیارهای آماری MSRE، MPRE، CE وRB در دوره آزمون برای تابع انتقالی غیرخطی درجه دوم (FUNC1) به ترتیب 92/0، 02/0، 74/8 و 01/0- و برای تابع انتقالی غیرخطی درجه اول (FUNC2) به ترتیب 85/0، 02/0، 43/10 و 02/0- محاسبه شدند و نتایج نشان داد عملکرد (FUNC1) بهتر از (FUNC2) بوده است. همچنین مقدار ضریب تبیین (R2) برای تخمین ابعاد هندسه حفره فرسایش با روش های رگرسیون خطی، رگرسیون غیرخطی و شبکه های عصبی نیز مقایسه شد. نتایج حاکی از عملکرد بسیار مناسب مدل توسعه داده شده GMDH در تخمین صحیح ابعاد حفره فرسایش است.
    کلیدواژگان: روش های داده محور، فرسایش، GMDH، سرریز سیفونی، مدل سازی، پرش اسکی
  • سیروس شاکری صفحات 239-254
    تثبیت پتاسیم از جمله مهم ترین فرایندهایی است که بر قابلیت دسترسی این عنصر برای گیاهان تاثیر دارد. این پژوهش به منظور بررسی ارتباط تثبیت پتاسیم با برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک ها و کانی های رسی و همچنین اثر تری و خشکی متناوب بر میزان تثبیت پتاسیم در اراضی دشت کاکان استان کهگیلویه و بویراحمد انجام شد. برای اندازه گیری مقدار تثبیت پتاسیم، چهار سطح پتاسیم به نمونه ها اضافه شد و این نمونه ها به صورت متوالی 24 ساعت تکان و پس از آن، به مدت 24 ساعت در دمای 50 درجه سلسیوس خشک شدند. این عمل سه بار تکرار شد. دسته دیگری از نمونه ها نیز به همین روش مورد تیمار قرار گرفتند اما به جای قرار گرفتن در آون و خشک شدن، در دمای اتاق به حالت تعادل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش سطح پتاسیم افزوده شده به خاک، مقدار تثبیت افزایش ولی درصد تثبیت پتاسیم کاهش می یابد. همچنین تثبیت پتاسیم در حالت عادی و تری و خشکی با ظرفیت تبادل کاتیونی و مقدار رس همبستگی مثبت و با کربن آلی در هر دو حالت همبستگی منفی نشان داد. این نتایج همچنین نشان داد که با افزایش مقدار اسمکتایت، میزان تثبیت پتاسیم در هر دو حالت عادی و تری و خشکی افزایش می یابد. همچنین افق های سطحی به دلیل داشتن ماده آلی بیشتر و اسمکتایت کمتر، مقدار کمتری پتاسیم تثبیت کردند.
    کلیدواژگان: اسمکتایت، تثبیت پتاسیم، تری و خشکی، دشت کاکان، کربن آلی
  • حمیدرضا مرادی، محمد رحمتی، حاجی کریمی صفحات 255-266
    آب زیرزمینی یکی از مهم ترین منابعی است که از خشکسالی تاثیر می پذیرد. آبخوان های کارستی از منابع مهم آب زیرزمینی در غرب کشور و استان کرمانشاه هستند. پژوهش حاضر به منظور بررسی اثرات خشکسالی هواشناسی در مولفه های هیدرولوژیکی آبخوان های کارستی با شرایط توسعه یافتگی متفاوت صورت گرفته است. مناطق مورد مطالعه در این تحقیق شامل دو آبخوان کارستی بیستون- پرآو و کوه پاطاق در استان کرمانشاه است. برای انجام این پژوهش از آمار ماهانه بارش و آب دهی چشمه ها طی دوره آماری 20 ساله استفاده شد. در این تحقیق، از شاخص های SPI و SDI به ترتیب برای بررسی حالات مختلف خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیکی استفاده شد. برای تعیین ارتباط خشکسالی هواشناسی با آب زیرزمینی از همبستگی پیرسون و برای تعیین تاخیر زمانی، به بررسی همبستگی بین شرایط زمانی مختلف (بدون تاخیر و تاخیر 1 تا 6 ماه) شاخص SDI نسبت به شاخص SPI پرداخته شد. نتایج تعیین ارتباط خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی نشان داد که این دو در سطح معنی داری یک درصد دارای همبستگی هستند. همچنین نتایج بررسی همبستگی بین شرایط زمانی مختلف (بدون تاخیر و تاخیر 1 تا 6 ماه) شاخص SDI نسبت به شاخص SPI نشان داد که تاخیر زمانی بین وقوع خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی در مناطق مورد مطالعه بدون تاخیر زمانی یا حداکثر با یک ماه تاخیر رخ داده است. براساس نتایج، مقادیر ضریب همبستگی پیرسون بین شاخص های SPI و SDI در منطقه بیستون- پرآو بیشتر از منطقه کوه پاطاق است که بیانگر میزان توسعه یافتگی کارست منطقه بیستون- پرآو نسبت به کوه پاطاق است.
    کلیدواژگان: خشکسالی هیدرولوژیکی، توسعه یافتگی کارست، شاخص SPI، شاخص SDI، توده بیستون- پرآو، کوه پاطاق
  • زهرا عطار، علیرضا حسین پور، حمیدرضا متقیان، شجاع قربانی صفحات 267-278
    مطالعه سرعت آزاد شدن پتاسیم اهمیت زیادی در درک بهتر وضعیت پتاسیم قابل استفاده گیاه در خاک های مختلف دارد. خاکدانه های با اندازه مختلف تاثیرات متفاوتی بر آزاد شدن عناصر غذایی دارند. هدف این پژوهش، مطالعه سرعت آزاد شدن پتاسیم غیرتبادلی در خاک، خاکدانه های ریز و درشت تعدادی از خاک های آهکی بود. برای این منظور، سرعت آزاد شدن پتاسیم غیرتبادلی در پنج خاک آهکی استان چهارمحال و بختیاری و خاکدانه های ریز و درشت (کوچک تر از 25/0 میلی متر و بزرگ تر از 25/0 میلی متر) مطالعه شد. نمونه های خاک به روش متوالی و با استفاده از کلرید کلسیم 01/0 مولار در دمای 1±25 درجه سانتی گراد به مدت 2 تا 2017 ساعت عصاره گیری شدند. نتایج نشان داد که دامنه تغییرات پتاسیم آزاد شده پس از 2017 ساعت، در خاک، خاکدانه های ریز ودرشت به ترتیب در دامنه 7/372- 5/173، 1/426- 1/215 و 5/381- 9/178 میلی گرم بر کیلوگرم بود. نتایج این پژوهش نشان داد که مقدار پتاسیم آزاد شده از خاکدانه های ریز، بیشتر از خاک و خاکدانه های درشت بود. براساس ضریب تشخیص و خطای استاندارد، پتاسیم غیرتبادلی آزاد شده با استفاده از معادله های مرتبه اول، تابع توانی، انتشار پارابولیکی و الوویچ ساده به خوبی توصیف شد. ضرایب سرعت آزاد شدن پتاسیم در خاک های مختلف متفاوت بود. به طور کلی، مقدار پتاسیم تجمعی آزاد شده و سرعت آزاد شدن آن در محلول کلرید کلسیم، در خاکدانه های ریز بیشتر از خاکدانه های درشت بود.
    کلیدواژگان: آزاد شدن پتاسیم غیرتبادلی، خاکدانه، کلرید کلسیم، معادله های سینتیکی
  • سید فرهاد موسوی، حمیدرضا وزیری، حجت کرمی، امید هادیانی صفحات 279-290
    بهره برداری از مخازن سدها یکی از مسائل مهم در زمینه مدیریت منابع آب می باشد. در این تحقیق، الگوریتم جستجوی کلاغ برای نخستین بار برای بهره برداری از مخازن سدها استفاده شده است. همچنین، نتایج مربوط به بهره برداری سیستم تک- مخزنه سد شهید رجایی در استان مازندران، جهت تامین نیازهای پایین دست سد، با الگوریتم های تکاملی ازدحام ذرات و ژنتیک مقایسه گردید. برای انتخاب روش برتر، از شاخص های اعتمادپذیری زمانی، اعتمادپذیری حجمی، آسیب پذیری و بازگشت پذیری و مدل تصمیم گیری چندمعیاره نیز استفاده گردید. نتایج نشان داد که الگوریتم جستجوی کلاغ دارای پاسخی نزدیک به پاسخ بهینه مطلق مسئله است. به گونه ای که میانگین پاسخ ها در الگوریتم های جستجوی کلاغ، ازدحام ذرات و ژنتیک به ترتیب 99، 75 و 61 درصد پاسخ بهینه مطلق است. همچنین، الگوریتم جستجوی کلاغ، به جز از لحاظ شاخص اعتمادپذیری زمانی، در بقیه شاخص ها دارای عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم های ژنتیک و ازدحام ذرات می باشد. ضریب تغییرات پاسخ های به دست آمده توسط الگوریتم جستجوی کلاغ نسبت به الگوریتم های ژنتیک و ازدحام ذرات به ترتیب به میزان 16 و 14 برابر کوچک تر می باشد. مدل تصمیم گیری چندمعیاره مشخص نمود که الگوریتم جستجوی کلاغ دارای رتبه یک نسبت به دو الگوریتم دیگر در حل مسئله بهره برداری از مخزن سد شهید رجایی می باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم های تکاملی، مدیریت منابع آب، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم ازدحام ذرات
  • ام البنی محمدرضاپور، محمد جواد زینلی صفحات 291-303
    یکی از مهم ترین مسائل در زمینه مدیریت منابع آب، مساله بهره برداری بهینه از مخازن سدها است. در چند دهه اخیر بهره برداری بهینه از سدها از موضوعات قابل توجه برنامه ریزان منابع آب در کشور بوده است. هدف از انجام این تحقیق بهینه سازی رهاسازی از مخازن گلستان و وشمگیر به منظور تامین نیاز پایین دست با استفاده از الگوریتم های مورچگان نخبه، بیشینه– کمینه، مورچگان رتبه بندی شده و الگوریتم ازدحام ذرات و مقایسه کارایی هریک از این الگوریتم ها با یکدیگر است. متغیر تصمیم در نظر گرفته شده میزان رهاسازی از مخازن دو سد فوق بوده است. نتایج نشان داد، همه الگوریتم ها توانسته اند مقدار رهاسازی را به شکل بسیار خوبی بهینه کنند. ولی الگوریتم مورچگان نخبه با مقدار تابع هدف 6407/0 توانسته است مقدار رهاسازی ها را در هر دو سد با دقت بسیار خوبی تخمین بزند. همچنین الگوریتم ازدحام ذرات نیز با مقدار تابع هدف 275/1 در رهاسازی مقادیر رهاسازی از دقت خوبی برخوردار بوده است. الگوریتم مورچگان رتبه بندی شده با مقدارتابع هدف 924/18 و سپس الگوریتم مورچگان بیشینه و کمینه با مقدار تابع هدف 431/26 به ترتیب در رتبه های بعدی عملکرد بهینه سازی مقادیر رهاسازی از سدهای گلستان و وشمگیر قرار دارند.
    کلیدواژگان: الگوریتم مورچگان، رهاسازی بهینه، سیستم چند مخزنه، الگوریتم ازدحام ذرات
  • میرحسن رسولی صدقیانی، حبیب خداوردیلو، محسن برین، سولماز کاظم علیلو صفحات 305-316
    استفاده از گیاهان و میکروب های خاک روشی نوید بخش برای پالایش سبز خاک های آلوده به فلزات سنگین است. این مطالعه به منظور ارزیابی پتانسیل میکروبی خاک با سطوح غلظت کادمیم (صفر، 10، 30 و 100 میلی گرم بر کیلوگرم) و تیمار میکروبی شامل تلقیح قارچ ریشه های آربوسکولار (AMF) ترکیبی از گونه هایFunneliformis mosseae ، Rhizophagus irregularis و Rhizophagus fasciculatus و باکتری های محرک رشد گیاه (PGPR) ترکیبی از گونه های Pseudomonas شامل برخی سویه هایP. fluorescens ، P.putida و P. aeruginosa در حضور گیاه گل گندم انجام شد. خاک مورد استفاده با نمک نیترات کادمیم به طور یکنواختی برای ایجاد غلظت های مختلف کادمیم آلوده شد. خاک آلوده شده استریل و سپس با AMF و PGPR مایه زنی شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کادمیم در خاک، درصد کلنیزاسیون، فراوانی باکتری های ریزوسفری، عملکرد و عملکرد نسبی شاخساره به طور معنی داری (05/0P≤) کاهش یافت، درحالی که مقدار پرولین، غلظت کادمیم در شاخساره و ریشه به طور معنی داری (05/0P≤) افزایش یافت. میانگین کادمیم استخراج شده در تیمارهای PGPR و AMF به ترتیب بیش از 8/1 و 8/2 و فاکتور انتقال کادمیم به ترتیب بیش از 2/1 و 5/1 برابر تیمارهای مشابه شاهد بود. چنین استنباط شود که مایه زنی میکروبی علاوه بر افزایش زیست توده گیاه، در افزایش کارآیی پالایش سبز کادمیم توسط گیاه نقش مهمی ایفا می کند.
    کلیدواژگان: پالایش سبز، گل گندم، کادمیم، قارچ ریشه های آربوسکولار، باکتری های محرک رشد گیاه
  • ملیحه کارآموز، محسن حمیدپور صفحات 317-325
    سیدروفورها مولکول های آلی با وزن مولکولی کم هستند که در شرایط کمبود آهن، به وسیله میکرو ارگانیزم های خاک و ریشه برخی از گیاهان ترشح و با کلات کردن آهن محلول خاک قابلیت جذب آن را افزایش می دهند. این ترکیبات با برخی از فلزات سنگین نیز تشکیل کمپلکس می دهند و بر زیست فراهمی و حرکت آنها در خاک اثر می گذارند. این پژوهش به منظور بررسی اثر سیدروفور دسفرال (DFOB) بر جذب کادمیم توسط کانی مسکویت انجام شد. مطالعات جذب وابسته به pH در محدوده pH 4 تا 9 و در یک غلظت کادمیم و سیدروفور به ترتیب 5 میلی گرم در لیتر و 250 میکرومولار انجام شد. همچنین هم دماهای جذب در محدوده غلظت کادمیم 5/1 تا 10 میلی گرم در لیتر در حضور سیدروفور (250 میکرومولار) و بدون حضور سیدروفور در دو pH 7 و 8 انجام شد. نتایج نشان داد که سیدروفور جذب کادمیم روی کانی مسکویت را در تمامی pH های مورد مطالعه کاهش داد. هم دماهای جذب کادمیم در هر دو pH مورد مطالعه، تحت تاثیر سیدروفور قرار گرفتند. سیدروفور جذب کادمیم را کاهش داد. مدل های فروندلیخ و لانگمویر جذب کادمیم را در تمامی سیستم های مورد مطالعه به خوبی توصیف کردند. مقادیر ضرایب KF مدل فروندلیخ و KL مدل لانگمویر در سوسپانسیون های حاوی سیدروفور، کمتر از سیستم های بدون سیدروفور بود که نشان دهنده رقابت مسکویت و سیدروفور برای تشکیل کمپلکس با یون کادمیم است.
    کلیدواژگان: جذب، سیدروفور، عناصر سنگین، مسکویت
  • علیرضا فرارویی، مسعود نوشادی، سیف الله امین سیچانی صفحات 327-338
    آلاینده (Polychlorinated biphenyl) PCBs که ساخته بشر و جزء مواد آلی آلاینده پایدار است، با توجه به خطرات زیاد زیست محیطی باید در محیط زیست ردیابی، تعیین مقدار و تجزیه شود تا از خطرات آن کاسته شود. جهت ردیابی این ماده در خاک باید روش استخراج و شرایط مناسب اندازه گیری آن بررسی شود. دو نمونه خاک دو کیلو گرمی با دو بافت خاک مختلف انتخاب و محلول های خاک با اختلاط آروکلر 1254 به میزان ml 1000/gμ جهت استفاده در دستگاه GC ساخته شد. برای اندازه گیری آروکلر 1254 ساخته شده در نمونه خاک، از دستگاهGC-MS با فاز ساکن CP 7477 شرکت اجیلنت استفاده شد. آنالیز واریانس و تست میانگین استخراج آروکلر 1254 (در دو سطح پنج درصد و یک درصد) در دو بافت خاک با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد که میانگین استخراج آروکلر 1254 در بافت خاک سبک تر (لوم شنی) بیشتر از بافت خاک ریز تر (لوم سیلتی) بوده و این اختلاف در سطح یک درصد (P≤0/01) معنی دار بود. این امر تاثیرگذاری بافت خاک را بر میزان استخراج نشان می دهد. با توجه به گران تر بودن قیمت حلال ها نسبت به آب، در این تحقیق برای استخراج بهینه، اقدام به افزایش رطوبت اولیه خاک در سطوح 5 درصد ، 10 درصد ، 15 درصد ، 20 درصد شد تا میزان استخراج در رطوبت های متفاوت مشخص شود. نتایج نشان داد که در رطوبت اولیه 20 درصد بیشترین میانگین استخراج رخ داد که نسبت به سایر رطوبت ها در سطح یک درصد ( (P>0/01معنی دار بود. البته تفاوت رطوبت از 10 درصد به 15 درصد اختلاف معنی داری نشان نداد ((P>0/05، ولی رطوبت 10 درصد نسبت به رطوبت 5 درصد ( (P>0/05دارای اختلاف معنی دار بود.
    کلیدواژگان: بافت خاک، رطوبت خاک، آروکلر1254، GC
  • |
    • N. Abbasi, A. A. Afsharian Pages 1-13
      Gypsiferous soils are one of the problematic soils which, due to solubility and contact with water, are a threat to various civil structures, especially water structures. Various factors affect the rate and amount of gypsum particles solubility. Gypsum types, the soil texture, the amount of gypsum in soil, the hydraulic gradient, and temperature and flowing water from gypsum soil are the major factors affecting the quality and quantity of the gypsum solution. In this research, the effects of some peripheral conditions including water temperature and hydraulic gradient on the solubility of gypsum soils were studied. To this aim, samples of gypsum soils were provided artificially by adding various rates of the natural gypsum rock including 0, 5, 10, 20 and 30 percent by weight of clay soil. Then, all gypsum soils were leached under five hydraulic gradients levels including 0.5, 1, 2, 5 and 10. The results indicated that the rate of Gypsum in the soil had a direct effect on the rate of solution in a way that by increasing the percent of Gypsum, the rate of solubility was increased. Also, the rate of leaching (the rate of the derived Gypsum from soil to the primary rate of Gypsum) was decreased by increasing the rate of Gypsum. In addition, by increasing hydraulic gradient, the speed of water and its amount in soil environment within a specified time were raised; further the rate of gypsum was increased too. Also, it was found that the rate of the solubility was increased directly by the temperature. The solubility rate of the gypsum soil at 50 C0 was found to be 2.5 and 1.6 times greater than that of the soil at 5 and 20 C0, respectively.
      Keywords: Gypsiferous soil, solubility rate, hydraulic gradient, temperature
    • F. Saberinasab, S. Mortazavi Pages 15-27
      Today, the growth of population, the excessive growth of cities and subsequently, the industries development in all parts of the planet are evident. Such development leads to the entrance of chemical martials with various compounds, particularly heavy metals, in aquatic ecosystems. In this study, the contamination of the sediments around the Mighan wetland basin with heavy metals such as lead, zinc, copper and nickel was investigated using CF indexes (contamination factor), IGeo geo-accumulation indexes, and IPOLL sediment contamination severity. The results indicated a high concentration of copper and nickel metals, in comparison to zinc and lead metals, in the studied area. Also, regarding the location of sampling stations and their proximity of the industries around the wetland, the comparison of the results related to the measured metal concentration and the sediment quality indices, indicated a high concentration of the pollutants under examination in the southern part of the wetland, thereby emphasizing the need to control the pollutants in the wetland.
      Keywords: Meighan wetland, Contamination Factor, Geo-accumulation Index, Index of Pollution, Heavy metals
    • A. R. Vaezi, Y. Mazloom Aliabadi Pages 29-44
      Water loss and nutrients loss are one of the important signs of natural resource degradation in the catchments. The amount of loss of these resources is affected by several factors including the characteristics of rainfall. In this study, the data of stream discharge (Q), total dissolve solids (TDS), and total nutrient loss ratio (NR) along with rainfall characteristics were analyzed for the events from1988 to 2002 in the Tahamchai catchment, which is owned by a regional water company. Moreover, soil properties were determined by soil sampling from different points in the catchment surface. Based on the results, there was a significant correlation between Q of the river and rainfall height (r=0.24, p
      Keywords: Watershed health, Total dissolve solids, Rainfall characteristics, Soil quality loss
    • M. Nouri, M. Homaee, M. Bannayan Pages 45-60
      In this study, the trends of changes of the standardized precipitation index in a 12-month timescale (SPI-12) and seasonal and annual precipitation were investigated in 21 humid and semi-arid stations of Iran during the 1976-2014 time period. After removing the serial correlation of some series, the trend of precipitation and SPI-12 was detected using the Mann-Kendall nonparametric trend test. The results revealed that the trends of annual precipitation had been declining in all stations over the past 39 years. The seasonal precipitation trend in winter, spring, autumn and summer was downward in approximately 90, 95, 47 and 37% of the studied stations, respectively. In addition, the descending trend of wintertime precipitation was significant in Sanandaj, Khoy, Urmia, Hamedan, Mashhad, Torbat-e-heydarieh, Nozheh and Qazvin. Also, the temporal trend of SPI-12 was decreasing in all surveyed stations except Shahrekord. Furthermore, SPI-12 showed a significant downward trend only in Sanandaj and Fasa. Moreover, the most severe meteorological drought occurred in the period 1999-2000, in Ramsar, Urmia and Hamedan, and in the period 2008-2009, in Tabriz, Sanandaj, Shiraz, Fasa, Qazvin, Mashhad, Torbat-e-heydarieh, Shahrekord, Gorgan and Kermanshah stations. Overall, the results of this study indicated that the trend of precipitation in most studied sites, particularly in semi-arid parts of the northeast and southwest of Iran, has changed due to the severe and long metrological drought that has occurred in the recent decade (2005-2015).
      Keywords: Trend analysis, Drought, Standardized precipitation index, Serial correlation
    • M. Shahsavari GugharÛ, A. Rezaei Estakhroieh, M. Irandost, A. Neshat Pages 61-70
      With the increase of population, the optimal use of water resources is necessary. This study was carried out to evaluate the impact of different levels of irrigation on the yield, yield components and water productivity of corn using single and double row drip irrigation systems (Tubes type). . The experiment was conducted in a split plot design based on the randomized complete block design (RCBD) with three replications in 2012 in Hajiabad, Hormozgan Province. The treatments were comprised of three levels of irrigation as the main plot (100, 80 and 60% water requirement) and two patterns of irrigating water pipe installation (normal and every other row) as a sub-plot of the design. The results showed that irrigating with the 80 percent water requirement, in comparison with full irrigation, increased the total yield by 1.4%, the seed weight by 1.8%, the number of seeds per row by 8.7%, and the number of seed row per maize by 13%. In spite of yield superiority in the pattern of normally irrigating water pipe installation (10055.56 kg ha-1), against every other row installation (9366.67 kg ha-1), water productivity was more in every other row installation (1.089 kg m-3). Therefore, partial root-zone drying was recommended by the irrigation of the 80% plant water requirement for the maize in the region.
      Keywords: Drip Irrigation, Yield Components, Optimizing water use, Partial Rootzone Drying, Tubes type
    • S. Esmailian, A. Talebi, M. Esmailian Pages 71-85
      This research was aimed to simulate and prioritize the effective factors on water erosion using USLE-M in the system dynamic model. In this integrated model, by using the system dynamic simulation software (Vensim), all variables and factors involved in erosion and soil loss were considered according to the USLE-M model. After model implementation, the estimated values and observations were compared and then sensitivity analysis was done to determine the sensitive parameters. Then, calibration was performed on the sensitive parameters. This study found that that the results of the model were acceptable for soil erosion simulation due to considering all the effective factors in soil erosion. The results of the sensitivity analysis also indicated high model sensitivity to the slope and vegetation cover in high and low slopes, respectively. By investigating the changes in various parameters such as vegetation cover and slope on erosion, the optimal vegetation cover with 67 and 40% slope, was estimated to be 20 and 60%, respectively.
      Keywords: System dynamic, Erosion, sediment, Sensitivity analysis, VENSIM software
    • K. Kakaei, A. Riyahi Bakhtiari Pages 87-97
      Landfill sites are one of the most important sources of contaminant entry to the environment. In this research, the concentrations of Cu, Pb, Ni, Cd, and organic compound BPA in Hamadan landfill were evaluated to determine the status of its burial environment in 2014. Seven water samples (2 samples from spring and 5 samples from well), 2 leachate samples and 15 soil samples were collected from Hamadan landfill. Evaluation of the concentrations of Cu, Pb, Ni, Cd and the organic compound BPA was done by atomic absorption and gas chromatography with mass spectrometry. The concentrations of metals (Cu, Pb, Ni and Cd) in water samples (wells and springs) Pb
      Keywords: Landfill site, Metals, Organic Compound BPA, Hamedan
    • Sh. Zand-Parsa, S. Parvizi, A. R. Sepaskhah, A. A. Kamgar Haghighi Pages 99-113
      In this study, the values of moisture and soil temperature were estimated at different depths and times under unsteady conditions by solving the Richards’ equation in an explicit finite difference method provided in Visual Studio C#. For the estimation of soil hydraulic parameters, including av and nv (coefficients of van Genuchten’s equation) and Ks (saturated hydraulic conductivity), soil moisture and temperature at different depths were measured by TDR probes and the stability apparatus, respectively. The objective function [equal to Root Mean Square Error (RMSE)] was minimized by the optimization of a parameter separately, using the Newton-Raphson method, while, the other parameters were considered as the constant values. Then, by replacing the optimized value of this parameter, the same was done for other parameters. The procedure of optimization was iterated until reaching minor changes to the objective function. The results showed that soil hydraulic parameters (coefficients of van Genuchten’s equation) could be optimized by using the SWCT (Soil Water Content and Temperature) model with measuring the soil water content at different depths and meteorological parameters including the minimum and maximum temperature,, air vapor pressure, rainfall and solar radiation. Finally, the measured values of soil moisture and temperature were compared to the depth of 70cm in spring, summer, and autumn of 2015. The values of the normalized RMSE of soil water content were 0.090, 0.096 and 0.056 at the soil depths of 5, 35 and 70 cm, respectively, while the values of the normalized RSME of soil temperatures were 2.000, 1.175 and 1.5 oC at these depths, respectively. In this research, the values of soil hydraulic parameters were compared with other previous models in a wider range of soil moisture varying from saturation to air dry condition, as more preferred in soil researches.
      Keywords: SWCT model, Objective function, Inverse method, Soil water content, Soil temperature
    • Gh. H. Kiani Pages 115-125
      Recently, virtual water trade has been introduced as a tool to solve the water scarcity of dry regions. The concept holds that water-rich countries and regions should produce and export water-intensive commodities to water-scarce countries and regions. In this study, the status of domestic and international virtual water trade was studied to assess water management in Iran in 2006 (which was considered as a normal year). The calculations showed that 18666 Mm3 of virtual water was traded through the exchange of agricultural products between the provinces. Fars and Tehran provinces were the largest exporter and importer of virtual water, respectively. Iran imported 9626 Mm3 and exported 2226 Mm3 of virtual water. Water footprint was 752 m3/cap/yr and water self-sufficiency was 82% in Iran. The virtual water content of the exported and imported products was 1159 L/kg and 677 L/kg, respectively. The results showed that water-scarce provinces such as Kerman, Hormozgan and Semnan were exporters of virtual water to other provinces and abroad, whereas water-rich provinces such as Guilan, Chaharmahal and Bakhtiari, Lorestan, Kordestan, West Azarbayjan, Kohgiloyeh and Boyr-Ahmad, and Kermanshah were the importers of virtual water. Therefore, water management can be improved by the improvement in international and inter-province virtual water trade. For this purpose, the cropping pattern and consumption pattern should be adapted to the virtual-water content of agricultural products for the long-term water conditions in Iran.
      Keywords: Virtual water, Water footprint, Water self-sufficiency
    • M. Hosseini, E. Adhami, H. R. Owliaie Pages 127-142
      Cadmium (Cd) is of special importance among heavy metals because its toxicity to the plant is 20 times higher than other heavy metals. The present study was conducted to evaluate the trend of available soil Cd changes over time and its relationship with soil properties. Treatments consisted of 13 soil samples and two Cd rates (12.5 and 25 mg kg-1) as a factorial in a complete randomized design with two replications. DTPA extractable Cd was measured upon 5, 10, 20, 30, 60 and 90 days after adding Cd rates to the soils. The results showed that DTPA extractable Cd was increased as Cd application rates was raised in all soils. DTPA extractable Cd was decreased over time; however, at the end of the experiment, much of the added cadmium to the soil remained in use. Among the soil properties, calcium carbonate showed a significant negative correlation with DTPA extractable Cd in most of the incubation times in both Cd rates. DTPA extractable Cd also showed a significant negative correlation with pH and soil sand and a significant positive correlation with OC. Also, the results of the fitting of cadmium adsorption data with the kinetic equations showed that the exponential function equation was the most suitable kinetics descriptive equation for variations in cadmium adsorption in the studied soils.
      Keywords: Cadmium, DTPA, Avaiability, Calcareous soil
    • R. Khankhani Zorab, S. M. Kashefipour Pages 143-156
      The purpose of this study was to evaluate two perforated sills in the stilling basin and their impact on characteristics of the hydraulic jump, such as the length of the roller of hydraulic jump, decrease in the secondary depth of the hydraulic jump, and the required tailwater depth. Also, the optimal distance of two perforated sills from the beginning of the stilling basin with a fixed height for the perforated sill and ratios of the opening of holes equal to 50% were determined. The experiments were carried out in the form of 48 tests for different discharges in the range of 47 to 145 lit/s and for Froude numbers in range of 3.6 to 11.2. The results of the experiments on two perforated sills showed that they could only reduce the length of the roller of the hydraulic jump to an acceptable level, with the distance between them providing the conditions to create a stable jump; also, the length of roller of jump was not decreased by reducing the distance between the sills. Also, they decreased the secondary depth of the forced hydraulic jump up to 27.8%, which was less than the secondary depth of the free hydraulic jump; the length of roller was up to 76.9 % less than the length of the roller of the free hydraulic jump for the Froude number of 11.2.
      Keywords: Perforated sill, Hydraulic jump, Stilling basin, length of roller, Secondary depth of force hydraulic jump
    • J. Ahadiyan, B. Mardasi Pages 157-173
      Discharge of contaminants in the acceptor ambient has negative environmental impacts. Extremely shallow acceptor ambient conditions will have a significant impact on the diffusion of the contaminants flow. To achieve the effect of the hydraulic, geometric and environmental conditions of the contaminant flow in the acceptor ambient, an experimental model of surface draining was applied. The model consisted of a flume with 3.2 meters length, 0.6 meters width and 0.9 height. Accordingly, by considering three simple single drainers with the diameters of 1.2, 1.6 and 2.2 centimeters, a dense flow with 20, 40 and 60 g/L concentrations occurred in an acceptor ambient with H/d = 2. The results showed that equilibrium length was extremely decreased by increasing the concentrations; this was such that with increasing the concentration three times from 20 to 60 g/L, this length was decreased from 25 to 10. However, based on the results, it was found that the effect of the changes of the viscosity parameter over the relative length was significant, as its effect was high in all concentrations to 100; then it tended to become a constant value.. In this regard, the effect of changes in the surface tension parameters over the relative length was investigated; the results showed that this parameter was always effective in the extremely shallow acceptor ambient at all stages from the beginning to the end of the progress. It is important to note that this had a constant slope in all concentrations and surface tension had an effect on flow diffusion with a certain trend in all concentrations. In fact, surface tension in all concentrations reached to 5 after the equilibrium length and jet energy dissipation area.
      Keywords: Circular Jet, Diffusion, Infinite shallow water, Density Surrounding
    • A. Shabani, A. Jahanbazi, S. H. Ahmadi, M. M. Moghimi, M. Bahrami Pages 175-185
      In this study, five infiltration models including Kostiakov, Kostiakov-Lewis, Philip, Soil Conservation Service (SCS) and Horton were fitted to the experimental data using the double rings, and the empirical coefficients of these models were determined. Infiltration experiments were conducted in the gravelly sandy loam soil under and between the olive and orange trees in Fasa city, Fars Province, Iran. The results showed that all five models were fitted accurately to the measured data. The accumulated infiltration under the trees was higher than those measured between two trees. Higher infiltration under the tree canopies was probably due to the higher soil organic matter, the lower soil bulk density, and the tree root channeling, which were more pronounced when compared to the small pores in these soils. Despite the positive effect of sand particles on soil infiltration, the big gravel occurrence in soil would decrease the cross section area of water flow path, thereby reducing the infiltration. Therefore, changing the land use and planting olive and orange trees in the gravel soils would increase the infiltration rate and consequently, decrease runoff and erosion rates in such soils.
      Keywords: Olive, Orange, Infiltration, Gravelly soils
    • J. Chezgi, H. Maleki Nezhad, M. R. Ekhtesasi, M. Nakhaei Pages 187-198
      Underground dams are structures built in underground and are capable of saving and making the underground water available. In this research, by using the SWOT analysis model, suitable locations were investigated for the development of an underground dam in the Keriyan area of Hormozgan province. At first, the necessary data and information were provided by visiting the region and presenting a questionnaire to the residents of the area and experts to investigate the strengths, weaknesses, opportunities and threats in the region for the underground dams. In the final step, by using the SWOT model and QSPM matrix, a comprehensive and appropriate strategy for underground dams was determined. The results showed that among the internal factors, not decreasing the volume of the reservoir due to deposits and reducing the evaporation from the reservoir with a final value of 0.85 and 0.66, and among the external factors, the willingness and cooperation of the relevant organizations and the disruption of downstream water rights with a final value of 0.68 and 0.66 had the greatest impact on selecting the strategy. Based on the results related to the internal and external factors, the strategy was placed in the maximum-maximum quadrant; in line with the strategy, by using the strengths and opportunities, the weaknesses should be overcome and the threats should be tackled. Some strategies were presented. In order to prioritize these strategies, the quantitative matrix QSPM was used. Finally, the hydrological, economic, social and environmental evaluating strategies of underground dams, before and after the construction, with a final score of 19.3 were prioritized.
      Keywords: Underground dam, Strategy, SWOT, QSPM matrix, Hormozgan province
    • T. Rahimi, A. Moezzi, S. Hojati Pages 199-209
      Biochar is a soil amendment that has a high capacity to adsorb heavy metals. The aim of this study was to identify the influence of cow manure and its biochar on nickel adsorption and to determine the best models to describe the kinetics of Ni retention. Accordingly, cow manure and its biochar were added to the soils at the levels of 0, 2 and 4%, and samples were incubated for 90 days. Soil samples were equilibrated with 100 mg L-1 Ni solutions for periods of 1 to 2880 min. Then, the concentration of nickel was measured. The Ni adsorption data were fitted to seven commonly used kinetic models. The results showed that cow manure and its biochar application in all times and levels increased nickel adsorption more than the control. There was also a significant difference (P
      Keywords: Kinetic, Biochar, Cow manure, Nickel
    • F. Amiri, T. Tabatabaie, S. Valipour Pages 211-226
      The purpose of this paper was to assess the groundwater quality near Qaemshahr landfill site using the Iran Water Quality Index for Groundwater Resources-Conventional Parameters (IRWQIGC). In this study, samples were taken from 11 wells with three replications in February 2015 and water quality was assessed by evaluating nitrate, fecal coliform, electrical conductivity (EC), pH, total hardness, sodium absorption ratio, biological oxygen demand, phosphate, chemical oxygen demand, and dissolved oxygen parameters with the standard measuring methods; also, the quality of ground water was determined using the IRWQIGC. Statistical description of the parameters was performed using the SPSS software. Spatial extension mapping parameters were drawn using geostatistics extension with the ArcGIS software. The results of water quality assessment revealed that 0.15% of the area was classified as bad, 98.85% as relatively poor, and 1% as middle in terms of quality. The results of spatial dispersion also revealed that water quality from the South to the North and North East was reduced. Evaluating the changes in water quality near landfill sites showed that 2149.56 square meters of total area had a relatively poor potential for the region’s groundwater recharge.
      Keywords: Iran water quality index (IRWQIGC), Municipal landfills, Geographic Information System, Qaemshahr
    • K. Qaderi, R. Jafarinia, B. Bakhtiari, Z. Afzali Goruh Pages 227-237
      The investigation of local scour below hydraulic structures is so complex that makes it difficult to establish a general model to provide an accurate estimation for the local scour dimension. During the last decades, Data Driven Methods (DDM) have been used extensively in the modeling and prediction of unknown or complex behaviors of systems One of these methods is Group Method of Data Handling (GMDH), that is a self-organization approach and increasingly produces a complex model during the performance evaluation of the input and output data sets. So, the objective of this study was to investigate the potential of the GMDH method in the accurate estimation of local scouring geometry (maximum scour depth, the distance of maximum local scour depth till Ski-jump bucket and length of local scour) below the Siphon spillway with Ski-jump bucket energy dissipaters for a set of experimental data. 80% of data set was used for the training period and the remaining data set was used for the test period. The average values of MSRE, MPRE, CE and RB for the nonlinear second order transfer function (FUNC1) were calculated to be 0.92, 0.02, 8.74, -0.01; also, for the nonlinear first order transfer function (FUNC2), they were 0.85, 0.02, 10.43 and -0.02, respectively. The results indicated that the performance of FUNC1 was better than FUNC2. Also, the value of the coefficient of determination (R2) for the estimation of local scour dimension using different methods such as s linear regression, nonlinear regression and ANN indicated the high performance of the developed model of GMDH in the accurate estimation for local scour dimensions.
      Keywords: Data Driven Methods, Local Scour, GMDH, Siphon Spillway, Modeling, Ski-jump Bucket
    • S. Shakeri Pages 239-254
      Potassium fixation is one of the most important factors influencing the availability of this ion for plants. This research was carried out to evaluate the relationship between potassium (K) fixation with some physical and chemical characteristics of soils and clay minerals and to investigate the effect of the dry and wet cycle on potassium fixation in Kakan Plain, in Kohgilouye & Boyerahmad Province. To measure the amount of Potassium fixation, four levels of K were added to the samples and the samples were shaken for 24 h and then dried in the oven at 50°C for 24 h. The drying and wetting cycle was repeated three times. Another set of soil samples was similarly incubated for a period similar to the previous treatment, but drying was performed at room temperature in an equilibrium state. The results showed that potassium fixation was increased with the potassium concentration increment, whereas K fixation percentage was reduced. Also, potassium fixation showed a positive significant relationship with cation exchange capacity (CEC) as well as clay content, in both normal and dry and wet treatments, and a negative significant relationship with organic carbon. Moreover, potassium fixation was enhanced with the increase of smectite content in both normal and dry and wet treatments. Besides, due to more organic carbon and less smectite, surface horizons fixed K less than the subsurface horizons.
      Keywords: Smectite, Potassium fixation, Drying, wetting, Organic carbon, Kakan plain
    • H. R. Moradi, M. Rahmati, H. Karimi Pages 255-266
      Groundwater is a major source of drought. Karstic aquifers are important sources of groundwater in the West and Kermanshah province. This study was performed to investigate the effects of the meteorological drought on the karstic aquifer with different conditions of development. The studied areas in this research included two karstic aquifers, Bistoon-Parau and Patagh mountain in Kermanshah province. In this study, we used monthly precipitation and springs discharge during a period of 20 years. Accordingly, the SPI and SDI indices were used to investigate the different states of meteorological and hydrological droughts, respectively. To determine the relationship between meteorological droughts and groundwater, Pearson correlation was used; aalso, to determine the time delay, the correlation between the different time conditions (no delay and delay 1 to 6 months) of the SDI index and the SPI index was investigated. The results of the relationship between the meteorological drought and groundwater showed that both had a significant correlation (p-value: 0.01). Also, based on the results of the correlation between different time conditions (no delay and delay 1 to 6 months) ,the SDI index was compared to the SPI index, showing that the time delay between the occurrence of meteorological drought and groundwater in the studied areas without time delay or a maximum one-month delay had happened. Based on the results, Pearson correlation coefficients between the SPI and SDI indices in the Bistoon-Parav region were more than those of the Patagh mountain region indicating the development of the Bistoon-Parav karst region, as compared with the Patagh Mountain.
      Keywords: Hydrological drought, Karst development, SPI index, SDI index, Bistoon-Parav mass, Patagh Mountain
    • S. Z. Atar Shahraki, A. R. Hosseinpur, H. R. Motaghian, Sh. Ghorbani Pages 267-278
      The study of the kinetics of non-exchangeable potassium (NEK) release is very important for a better understanding of K availability for plants in different soils. Moreover, aggregates with different sizes have different effects on the release of nutrients. Therefore, the aim of this study was to examine the release of NEK in 5 calcareous soils of chaharmahal-va- bakhtiari province, and small and large aggregates (250 μm) using CaCl2 0.01 M at 25±1ºc for 2-2017 h. The results showed that cumulative released NEK in soils, and small and large aggregates was 173.5-372.7, 215.1-426.1 and 178.9-381.5 mg kg-1, respectively. The results revealed that coefficients of the cumulative released NEK in small aggregates was lower than those of the soils and large aggregates. Based on the coefficient of determination (R2) and standard error (SE), the released NEK was well described by the first order, the power function, parabolic diffusion, and simplified Elovich equations. The rate coefficients of the release of K were different in different soils. The cumulative released amount of K and its rate of release in a solution of calcium chloride in small aggregates was more than those of large aggregates.
      Keywords: Release of none exchangeable potassium, Aggregates, Calcium chloride, Kinetics equations
    • S. F. Mousavi, H. R. Vaziri, H. Karami, O. Hadiani Pages 279-290
      Exploitation of dam reservoirs is one of the major problems in the management of water resources. In this research, Crow Search Algorithm (CSA) was used for the first time to manage the operation of reservoirs. Also, the results related to the exploitation of the single-reservoir system of Shahid-Rajaei dam, located in Mazandaran province, northern Iran, which meets the downstream water demands, were compared to those obtained by applying the Particle Swarm and Genetic algorithms. Time reliability, volume reliability, vulnerability and reversibility indices, and a multi-criteria decision-making model were used to select the best algorithm. The results showed that the CSA obtained results close to the problem’s absolute optimal response, such that the average responses in the Crow, Particle Swarm and Genetic Algorithms were 99, 75 and 61 percent of the absolute optimal response, respectively. Besides, except for the time reliability index, the CSA had a better performance in the rest of the indices, as compared to Particle Swarm and Genetic Algorithms. The coefficient of variation of the obtained responses by CSA was 14 and 16 times smaller than the Genetic and Particle Swarm Algorithms, respectively. The multi-criteria decision-making model revealed that the CSA was ranked first, as compared to the other two algorithms, in the Shahid-Rajaei Reservoir's operation problem.
      Keywords: Evolutionary algorithms, Water resources management, Genetic Algorithm, Particle Swarm Algorithm
    • O. Mohammadrezapour, M. J. Zeynali Pages 291-303
      One of the most important issues in the field of optimizing water resources management is the optimal utilization of the dam reservoirs. In the recent decades, the optimal operation of dams has been one of the most interesting issues considered by water resources planners in the country. Due to the complexities of the typical optimization methods, employing an evolutionary algorithm is regarded here. One of the most significant algorithms is the ant colony algorithm. So the aim of this study is to optimize the delivery of Golestan and Voshmgir reservoirs to meet the needs of the down lands using the elite ant colony algorithm, maximum – minimum ants, ranked ants, and particle swarm algorithms, and to compare the performance of these algorithms with each other. The considered decision variable was the release of the reservoirs in the above- mentioned dams. In this study, the data over a 5-year period, from 2006-2007 to 2011-2012, was used for modeling. The results showed that all algorithms could optimize the release amount optimally; however, the elite ant algorithm with the objective function value of 0.6407 estimated the release values with great accuracy in both dams. Also, the particle swarm algorithm with 1.275 of the objective function value was well-matched with the release values. The ranked ant algorithm with 18.924 and Max-Min ant with 26.431 of the objective function valuewere, respectively, at the next levels of performance optimization of the release values from Golestan and Voshgar dams.
      Keywords: Ant colony Algorithms_Optimal Operation_Multi – Reservoir System_Particle Swarm Algorithm
    • M. H. Rasouli-Sadaghiani, H. Khodaverdiloo, M. Barin, S. Kazemalilou Pages 305-316
      The use of plants and soil microorganisms is a promising technique for the phytoremediation of heavy metal-contaminated soils. This study was carried out in order to evaluate the soil microbial potential with four Cd concentration levels (0, 10, 30 and 100 mg kg-1); the study also addressed the inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) species (a mixture of Glomus species including G. intraradices, G. mosseae and G. fasciculatum) as well as plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) (a mixture of Pseudomonas species including P. putida, P. fluorescens, and P. aeruginosa) with the Centaurea cyanus plant. The soil sample was spiked uniformly with Cd nitrate salt to create different Cd concentrations. The contaminated soils were then sterilized and subsequently inoculated with AMF and PGPR. The results indicated that with increasing the soil Cd concentration, colonization percent, abundance of rhizobateria, shoot biomass, and shoot relative biomass were significantly decreased, while the proline content and the shoot Cd concentration were significantly increased (P≤0.05). The mean of Cd extracted in AMF and PGPR treatments was 1.8 and 2.8 and the translocation factor was 1.2 and 1.5 times higher, as compared to the corresponding control treatments, respectively. It could be concluded that microbial inoculation, in addition to improving plant growth, plays an important role in the Cd phytoremediation efficiency by plant.
      Keywords: Phytoremediation, Centaurea cyanus, Cd, Arbuscular mycorrhizal fungi, Plant growth promoting rhizobacteria
    • M. Karamooz, M. Hamidpour Pages 317-325
      Siderophores are low molecular weight iron-binding ligands produced by aerobic soil microorganisms and some plants roots. They may also develop complexes with other metals such as Cd, thereby influencing the bio-availability, toxicity and mobility of Cd in the soils and aqueous environments. The main objective of this study was to investigate the effects of desferal siderophore (DFOB) on the adsorption of Cd on muscovite. The adsorption of Cd on muscovite was studied as a function of pH (Cd concentration: 5.0 mg L-1) in the range of 3.0-8.0, as a function of metal concentration (Cd concentration in the range of 1.5-10.0 mg L-1); this was done in the absence and presence of siderophore (DFOB concentration 250 μM) using a 24h batch equilibration experiment. The results of pH dependent experiments showed that the siderophore deceased the adsorption of Cd onto muscovite at pH ≥5. The results of the isotherms experiments also showed that the removal of Cd from solution was affected by siderophore in all equilibrium concentrations of Cd at both pHs. Siderophore decreased the adsorption of Cd by the mineral. The Freundlich and Langmuir isotherms described the equilibrium data satisfactorily. The values of Freundlich (KF) and Langmuir (KL) bonding constants were greater in the suspensions without siderophore, as compared to those containing siderophore, thereby indicating the low adsorption affinity of Cd on muscovite in the presence of the siderophore.
      Keywords: Heavy metals, Siderophores, Soil, Muscovite
    • A. Fararooei, M. Noshadi, S. Amin Sichani Pages 327-338
      PCBs are persistent organic pollutants which, due to high environmental hazards, must be traced, determined, and decomposed to reduce their risks. . To detect this material in the soil, the method of extraction and appropriate measuring conditions should be investigated. Two soil samples with two kg weight were selected with two different soil textures and the solutions of soil were made with the 1000 µg/ml aroclor 1254 mixture in a GC device. . Agilent GC-MS with stationary phase (CP 7477) was used to measure aroclor 1254. The analysis of variance and the test of the extraction mean of aroclor 1254 were compared in two soil textures. The results suggested that coarse texture soil (sandy loam) had a higher extract than the fine one (silty loam). The difference was statistically significant (P 0.05).
      Keywords: Soil texture, Soil moisture, Aroclor 1254, GC