فهرست مطالب

مجله آبیاری و زهکشی ایران
سال نهم شماره 1 (فروردین و اردیبهشت 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/02/13
  • تعداد عناوین: 21
|
  • علی اصغر بامداد، وحید رضاوردین ژاد*، علی اصغر قائمی صفحات 1-12

    در این تحقیق عملکرد مدل SWAP در شبیه سازی رطوبت و شوری نیمرخ خاک در شرایط مدیریت زارعین، در یک منطقه خشک واقع در منطقه لارستان در استان فارس، بررسی و ارزیابی شد. برای این منظور اطلاعات مزرعه ای از قبیل رطوبت، شوری خاک، پارامترهای گیاه، خاک و هواشناسی، کمیت و کیفیت آب آبیاری از مزارع پایلوت ذرت دانه ای و کنجد طی سال زراعی 92-1391 اندازه گیری و مدل تحلیل حساسیت، واسنجی و صحت سنجی گردید. ارزیابی عملکرد مدل براساس شاخص های آماری نشان داد که مدل از دقت بسیار بالا در تخمین رطوبت و شوری نیمرخ خاک برخوردار است. متوسط ریشه میانگین مربعات خطای برآورد رطوبت و شوری برای ذرت دانه ای به ترتیب 9/1 درصد حجمی و 29/0 دسی زیمنس بر متر و برای کنجد به ترتیب 8/1 درصد حجمی و 63/0 دسی زیمنس بر متر به دست آمد. متوسط شاخص NSE برای پیش بینی شوری خاک در مزرعه ذرت دانه ای 89/0 و برای مزرعه کنجد 90/0 به دست آمد. این شاخص در پیش بینی رطوبت خاک در مزرعه ذرت دانه ای و کنجد به ترتیب 77/0 و 79/0 محاسبه گردید. به منظور پیش بینی شوری و رطوبت نیمرخ خاک در شرایط شوری آب آبیاری، SWAP یک مدل دقیق و مناسب می باشد.

    کلیدواژگان: ارزیابی عملکرد، بیلان آب، بیلان املاح، دشت لارستان، مدل شبیه سازی
  • صنم رهنمای رهسپار، علی شاه نظری *، محمدرضا خالدیان، اکبر فرقانی صفحات 13-21

    منابع آب زیرزمینی از جمله مهم ترین منابع تامین آب شرب و کشاورزی هستند. آلودگی منابع آب های زیرزمینی توسط آلاینده‌ها باعث کاهش کیفیت این منابع می گردد. عناصر سنگین از مهم ترین آلاینده های زیست محیطی هستند و در اثر فعالیت‌های کشاورزی و صنعتی غلظت آن‌ها در منابع آبی رو به افزایش است. هدف از این تحقیق بررسی تغییرات مکانی غلظت عناصر سنگین سرب، کادمیوم، روی و مس در چاه‌های محدوده‌ی گیلان مرکزی و پهنه‌بندی آلودگی آب‌های زیرزمینی در این منطقه ‌است. نمونه برداری از 50 حلقه چاه در گیلان مرکزی و در طول تابستان سال 1389 انجام گرفت. بررسی ساختار مکانی داده‌ها با نرم‌افزار GS+v5.1 انجام شد. ابتدا دقت روش‌های کریجینگ و وزن دادن معکوس فاصله با 4 توان مختلف (5 و4 و3 و2=m) با استفاده از معیارهای MAEو MBE ارزیابی شدند. سپس نقشه های پهنه بندی نهایی ارایه گردید. برای رسم نقشه ی نهایی پهنه‌بندی سرب روش کریجینگ و برای نقشه های مس، روی و کادمیوم روش وزن دادن معکوس فاصله به کار برده شد. نتایج نشان داد که غلظت کادمیوم و سرب در چاه های محدوده ی گیلان مرکزی بالاتر از استانداردهای آب و غلظت روی و مس پایین‌تر از این استانداردها می باشند. هم چنین نتایج نشان داد که مدل های کروی و نمایی بهترین مدل ها برای برازش نیم تغییرنما می باشند و این مدل‌ها می توانند آلودگی سایر مناطق محدوده‌ی مورد بررسی را نیز پیش بینی کنند.

    کلیدواژگان: چاه، روش معکوس فاصله، کریجینگ، معیار کیفی آب، مدل GS+
  • جهانگیر عابدی کوپایی *، سمانه سلطانیان، مهدی قیصری صفحات 22-31

    یکی از روش های مقابله با خاک های مشکل آفرین از جمله خاک های ماسه بادی تسلیح خاک است. تسلیح خاک یکی از شاخه های ژیوتکنیک است که مواد و مصالح مناسب را در تقویت خاک به کار گرفته و مشخصات مهندسی و خواص مکانیکی از جمله مقاومت، سختی یا ضریب کشسانی، شکل پذیری و ظرفیت باربری آن را بهبود می بخشد. عناصری که در تسلیح به کار می روند از جنس فلزات، مواد پلیمری و حتی گیاهان هستند. دراین مطالعه به تاثیر الیاف پلی پروپیلن (در دو طول 6 و 12 میلی متر) با درصدهای متفاوت (05/0%، 1/0%، 15/0% و 25/0%) بر پارامتر های برشی، مشخصات تراکمی و ظرفیت باربری خاک پرداخته شد. نتایج استخراج شده در قالب طرح کاملا تصادفی مورد تجزیه وتحلیل آماری قرار گرفت و مقایسه میانگین های آن ها در سطح آماری1% انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که هیچ یک از طول های الیاف پلی پروپیلن تغییر معنی داری بر روی رطوبت بهینه، بیش ترین وزن واحد حجم خاک و چسبندگی خاک ایجاد نکردند. درحالی که هر دو طول الیاف نامبرده باعث افزایش معنی دار زاویه اصطکاک داخلی، ظرفیت باربری خاک شدند.

    کلیدواژگان: ماسه بادی، الیاف پلی پروپیلن، تراکم استاندارد، ظرفیت باربری، برش مستقیم
  • حسین انصاری*، محمدحسن پور صفحات 32-43

    در دهه‌های آتی، عمده کشور‌های جهان به جهت رشد لجام گسیخته جمعیت و نیاز بیش تر به تولیدات کشاورزی و نیز رشد سریع سطح استاندارد زندگی در کشورهای در حال توسعه و جهان سوم و به تبع آن رشد نیاز به محصولات صنعتی و کشاورزی، با بحران شدید آب مواجه خواهند شد. بنابراین استفاده مطلوب و بهینه از منابع آب از یک سو و از سوی دیگر افزایش سطح تولیدات کشاورزی و افزایش بهره وری در کشاورزی امری ضروری و اجتناب ناپذیر خواهد بود. در این ارتباط، طراحی و ساخت دستگاه اندازه‌گیری رطوبت و دمای خاک و نیز تعیین عصاره اشباع خاک به طور همزمان مدنظر قرار گرفت که نهایتا تلاش سه ساله و ارتقای سطح کیفی سنسورها و دیتالاگر ساخته شده، این امر را در سال 1391 میسر ساخت. کاربرد دستگاه اندازه‌گیری داده‌های محیطی مذکور با نام تجاری REC-P55، در آزمایش‌های میدانی نشان داد که این دستگاه می‌تواند با دقت 05/0 درصد و صحت 5/0 درصد در خاک های با بافت‌ متفاوت و نیز در اعماق مختلف داده های رطوبت وزنی خاک را ثبت نماید. به طوری که مقایسه رطوبت ثبت شده توسط دستگاه و روش وزنی دارای همبستگی حدود 99% بود. هم چنین با عنایت به قابلیت‌های دستگاه، مشخص شد که امکان ایجاد پروفیل‌ رطوبتی خاک به راحتی با این دستگاه وجود دارد و دستگاه در مقایسه با بلوک‌های گچی و دستگاه PR2 نتایج دقیق‌تری را بدست می‌دهد.

    کلیدواژگان: آبیاری، اندازه گیری، رطوبت خاک، دما، شوری
  • وحید قدبیگی، محمد جواد منعم *، سید مهدی هاشمی شاهدانی صفحات 44-53

    عملکرد شبکه های آبیاری علاوه بر اینکه تحت تاثیر عملیات بهره برداری و تحویل و توزیع آب است، تابع شرایط فیزیکی کانال ها و سازه ها نیز می باشد. با توجه به تنوع مشخصات فیزیکی شبکه، شناسایی مواردی که تاثیر بیش تری بر عملکرد شبکه دارند و تعیین میزان تاثیر آن ها می تواند در تعیین استراتژی های بازسازی و اصلاح شبکه های موجود و هم چنین طراحی مبتنی بر عملکرد مطلوب برای شبکه های جدید کمک شایانی بنماید. در این تحقیق از قوانین التزامی، به عنوان یکی از روش‌های کارآمد داده‌کاوی، برای استخراج الگوهای عملکردی بهره‌برداری شبکه‌ها استفاده شده است. در این روش عوامل فیزیکی موثر در عملکرد بهره‌برداری به عنوان سری پیشین و شاخص‌های بهره‌برداری به عنوان پی آیند در نظر گرفته شده اند. به منظور استخراج قوانین التزامی از الگوریتم Apriori استفاده شد. در بررسی تک عاملی روابط، نتایج نشان داد فاصله ی آبگیر از کانال اصلی و نوع آبگیر به عنوان عوامل موثر بر شاخص کفایت تحویل آب به عنوان قوانین مستحکم با ضرایب اطمینان 44 و 47 درصد مطرح می باشند. بررسی همزمان چندین عامل فیزیکی بر شاخص‌های بهره‌برداری نتایج کامل تری نسبت به نتایج حاصل از بررسی تک عاملی ارایه می کند، لذا به منظور شناخت دقیق تر رابطه شاخص های بهره برداری و مشخصات فیزیکی شبکه باید عوامل اصلی موثر بر آن ها به صورت همزمان مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: الگوریتم Apriori، داده کاوی، نوسازی و بازسازی شبکه های آبیاری
  • فرشاد احمدی، فریدون رادمنش، رسول میرعباسی نجف آبادی، سجاد آیشم* صفحات 54-65

    در مطالعه حاضر به منظور تخمین تبخیر- تعرق گیاه مرجع با استفاده از دو مدل ماشین بردار پشتیبان (SVM) و برنامه ریزی ژنتیک (GP) در مقیاس زمانی ماهانه، 6 ایستگاه سینوپتیک در منطقه شمال غرب کشور در دوره آماری 38 ساله (2010-1973) انتخاب گردید. در ابتدا مقادیر تبخیر- تعرق مرجع ماهانه برای ایستگاه های منتخب توسط روش فایو- پنمن- مانتیث محاسبه و به عنوان خروجی مدل های SVM و GP در نظر گرفته شد. سپس یک رابطه رگرسیونی بین متغیرهای اقلیمی مختلف موثر در پدیده تبخیر- تعرق به دست آمده و الگوهای مختلف ورودی برای مدل های مورد استفاده مشخص شد که بر این اساس رطوبت نسبی با داشتن کم ترین اثر از ورودی ها حذف گردید. هم چنین در مطالعه حاضر، به منظور بررسی اثر حافظه در پیش بینی تبخیر- تعرق از گام های زمانی (تاخیر) یک، دو، سه، چهار و پنج ماهه نیز به عنوان ورودی برای مدل ها استفاده شد. به طور کلی، برای هر مدل 10 الگوی ورودی ایجاد گردید. هرچند نتایج حکایت از دقت بالا و خطای کم هر دو مدل در پیش بینی تبخیر- تعرق مرجع ماهانه در شمال غرب ایران داشت، ولی کارایی مدل SVM به مراتب بهتر از مدل GP بود. هم چنین نتایج مطالعه حاضر نشان داد که در صورت نبود اطلاعات هواشناسی کافی، می توان از حافظه نیز در پیش بینی تبخیر- تعرق گیاه مرجع استفاده کرد.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی ژنتیک، تبخیر- تعرق گیاه مرجع، حافظه، ماشین بردار پشتیبان
  • شکیبا میرزایی*، مهدی ذاکرینیا، حسین شریفان، مهدی شهابی فر صفحات 66-74

    در سال های اخیر تعیین الگوی کشت با هدف استفاده بهینه از منابع موجود در راستای افزایش درآمد کشاورز مورد توجه محققین و مسیولان کشور قرار گرفته است. با توجه به بحران آبی موجود، عوامل تولید به ویژه آب که به عنوان محدودکننده ترین عامل تولید به شمار می رود باید به صورت اصولی و برنامه ریزی دقیق مورد استفاده کارآمد قرار گیرد. در تحقیق حاضر با استفاده از مدل MMAS (سیستم مورچه بیشینه-کمینه) الگوی بهینه شبکه آبیاری و زهکشی سد گلستان با هدف ایجاد سود حداکثری برای کشاورزان تعیین شده است. نتایج استفاده از این مدل نشان می دهد الگوی فعلی منطقه بهینه نبوده و با اجرای الگوی پیشنهادی سود حاصل به ازای هر هکتار زمین کشت شده در کشت پاییزه و تابستانه افزایش می یابد. هم چنین نتایج این مدل نشان می دهد در کشت پاییزه با توجه به نیازآبی تعیین شده برای محصولات مورد کشت میزان بارندگی موجود مقدار عمده نیاز گیاه را تعیین می کند و با استفاده از الگوی پیشنهادی تا 75 درصد در مصرف آب صرفه جویی خواهد شد که شامل 5/24 میلیون مترمکعب آب می شود. در صورت ذخیره سازی این حجم آب قابل توجه می توان زمین های بیش تری را در کشت تابستانه به زیر کشت محصولات آبی برد.

    کلیدواژگان: الگوی کشت، الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچگان، بهینه سازی، سیستم مورچه بیشینه- کمینه(MMAS)
  • معصومه آرزومند امیدی لنگرودی، عباس خاشعی سیوکی*، سامان جوادی، سید رضاهاشمی صفحات 75-82

    امروزه با افزایش جمعیت و رشد صنایع، کمبود آب به عنوان یکی از مشکلات جوامع مطرح می باشد. علاوه بر کمیت، کیفیت آب نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این میان حفظ کیفیت آب های زیرزمینی و ممانعت از آلودگی بیش تر آن ها بالاخص در مناطقی که آبخوان آسیب پذیر بالایی دارند اهمیت ویژهای دارد. بیش تر کانال ها در دشت آستانه – کوچصفهان بدون پوشش هستند که این عامل تلفات زیاد آب را در پی دارد. از سوی دیگر این تلفات نقش به سزایی در آلودگی آب زیرزمینی این منطقه دارد زیرا سطح ایستابی در این منطقه بالا است و زراعت عمده این منطقه زراعت آبی است. در این مقاله تلاش شد میزان نشت از کانال های خاکی با استفاده از نرم افزار seep w مشخص شود و با توجه به آن لایه شبکه ساخته شده و این پارامتر به عنوان هشتمین پارامتر به پارامترهای دراستیک اضافه گردید. نتایج مدل متفاوت از حالت استاندارد بود. با مقایسه 2نقشه دراستیک استاندارد و دراستیک NW مشخص شد که میزان آسیب‏پذیری زیاد در نقشه دراستیک NW برابر 9/ 7 درصد بوده ولی در نقشه دراستیک استاندارد برابر67/1 درصد است. برای صحت سنجی و مقایسه دو نقشه از ضریب همبستگی R (بین شاخص آسیب‏پذیری و غلظت نیترات) استفاده شد که مقدار آن برای دراستیک استاندارد برابر 40 درصد و برای دراستیک NW برابر با 60 درصد بوده که نشان دهنده این است که نقشه دراستیک NW از دقت بالاتری برخوردار است.

    کلیدواژگان: دراستیک استاندارد، دراستیک NW، شبکه آبیاری و زهکشی، مدل نشت seep w
  • آتنا خلیلی نفت چالی*، حسین خزیمه نژاد، ابوالفضل اکبرپور، پیمان ورجاوند صفحات 83-95

    جریان غلیظ یکی از مهم ترین عوامل در رسوب گذاری و کاهش عمر مفید مخازن می باشد. از مهم ترین بخش های این جریان، قسمت پیشانی جریان غلیظ می باشد که تحت تاثیر عوامل زیادی است. در تحقیق حاضر، با انجام آزمایش به تاثیر پوشش گیاهی در کاهش سرعت پیشانی جریان غلیظ پرداخته شد. بدین منظور جریان غلیظ با غلظت های 10، 20، 30 و 40 گرم بر لیتر وارد فلوم شد و پوشش گیاهی با ارتفاع 15 و 20سانتی متر و تحت 5 تراکم 6/0، 8/0، 1، 2/1 و 4/1 درصد در مسیر جریان قرار گرفت. اندازه گیری سرعت در 6 مقطع به فاصله 50سانتی متر از هم انجام گرفت. پروفیل غلظت در راستای قایم در 3 مقطع به فاصله یک متر از هم اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که با افزایش تراکم پوشش گیاهی در ارتفاع های مختلف، سرعت پیشروی جریان نسبت به بستر صاف به میزان 13 تا 5/28 درصد و غلظت جریان بین 54/53 تا 28/81 درصد کاهش می یابد. هم چنین تراکم 4/1 درصد موثرین تراکم برای کاهش سرعت و غلظت پیشانی جریان غلیظ می باشد.در نهایت رابطه ای برای محاسبه سرعت در بستر صاف و بستر داری پوشش گیاهی با تراکم های مختلف ارایه شد.

    کلیدواژگان: تراکم پوشش گیاهی، پروفیل غلظت، جریان غلیظ، سرعت پیشانی
  • مهدی اکبری، عبد علی ناصری*، مصطفی عصاری، سید مجید میرلطیف صفحات 96-108

    در تحقیق حاضر مدیریت آبیاری و بهره وری از آب در شبکه آبیاری و زهکشی کشت و صنعت نیشکر میرزاکوچک خان توسط شاخص های گیاهی با استفاده از نقشه های پوشش گیاهی و رطوبتی سطح خاک حاصل از الگوریتم سبال و تصاویر ماهواره TERRA سنجنده MODIS ، مورد ارزیابی قرار گرفت. در ابتدا با پیش پردازش اطلاعات حاصل از تصاویر ماهواره ای در طول دوره رشد برای 2 سال متوالی 1384 و 1385 ضریب بازتاب پوشش سطح زمین، ضریب تابش سطح زمین و شاخص های گیاهی NDVI، SAVI، GVI وBGR تعیین و سطح زیرکشت و تراکم کشت محاسبه شد. با بهره گیری از الگوریتم سبال، اجزای بیلان انرژی درسطح زمین تعیین و تبخیر و تعرق واقعی اراضی تحت کشت محاسبه گردید و به عنوان آب مصرفی برای بررسی عرضه نسبی آب آبیاری مورد استفاده قرار گرفت. عملکرد بیولوژیکی گیاه نیشکر به کمک متوسط تشعشع روزانه خورشیدی و تشعشع جذب شده موثر در فتوسنتز گیاه در غالب شاخص BGR تعیین و به عنوان نمادی از تولید محصول منظور و سودمندی آب از نسبت عملکرد زیستی به میزان تبخیر-تعرق واقعی برآورد شد. روند تغییرات فصلی برای عملکرد زیستی، شاخص های گیاهی و تبخیر-تعرق واقعی گیاه حاصل شد. بررسی میزان عرضه و تقاضای آب بیانگر آن است که کمبود آبی در این شبکه وجود ندارد و بخشی از آب اضافی وارد شده به شبکه صرف آبشویی نمک در پروفیل خاک می شود. متوسط سودمندی آب برای عملکرد زیستی در این شبکه برای سال های 1384 و 1385 به ترتیب 21/5 و 16/6 کیلوگرم بر متر مکعب بود. هم چنین عرضه نسبی آب برای سال های 1384 و 1385 به ترتیب 67/1 و 73/1 می باشد. نتایج حاصل دلالت بر آن دارد که روش پیشنهادی برای ارزیابی بهره وری آب در سطوح گسترده مانند شبکه های آبیاری و زهکشی مناسب و کاربردی می باشد.

    کلیدواژگان: الگوریتم سبال، سودمندی آب، سنجنده MODIS، شاخص های گیاهی
  • نادر عباسی* صفحات 109-119

    علی رغم تنوع زیاد در نوع مصالح و روش پوشش کانال ها، در ایران اغلب از روش پوشش بتنی در جا که با هزینه های زیادی نیز همراه است، برای پوشش کانال های آبیاری استفاده می شود. ولی به دلیل هزینه زیاد تهیه و اجرای این نوع پوشش و حساسیت آن به معیارهای فنی و اجرایی نظیر: طرح اختلاط، روش اجرا، عمل آوری و... رعایت نشدن کامل آن ها در پروژه های کوچک نظیر پوشش آن ها در بسیاری موارد کیفیت لازم به دست نیامده است لذا تحقیق و بررسی در خصوص مصالح و روش های جایگزین امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش مسایل فنی و اجرایی استفاده از بتن گوگردی برای پوشش کانال های آبیاری مورد بررسی قرار گرفته است. بتن گوگردی از ترکیب گوگرد مذاب و سنگ دانه های ریز و درشت به دست می آید که حاصل آن یک ماده سخت مشابه بتن سیمانی است که می تواند به عنوان یک روش پوشش برای کانال های آبیاری مورد استفاده قرار گیرد. بدین منظور با ترکیب مصالح دانه ای، شامل شن و ماسه، گوگرد و ماده اصلاح کننده گوگرد با نام تجاری SMZ بتن گوگردی تهیه شد. سپس قطعات پیش ساخته بتن گوگردی با ابعاد 5 ×30× 60 و 5 ×30× 50 سانتی متر در یک گارگاه مرکزی ساخته شد و با استفاده از این قطعات کانالی به طول 60 متر پوشش دار گردید. سپس درزهای بین قطعات به سه روش شامل ملات گوگردی، خمیر گوگردی و ملات ماسه سیمان آب بندی گردید. میزان نشت از بخش های مختلف کانال پوشش شده و ضریب زبری کانال مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از بررسی ها نشان داد میزان نشت از کانال پوشش شده با قطعات بتن گوگردی به مراتب کم تر از بتن معمولی و در حدود 14/0 متر مکعب بر متر مربع بر روز و ضریب زبری نیز حدود 013/0 تعیین گردید. هم چنین در ارزیابی مسایل اجرایی این روش پوشش به دلیل نبود تجهیزات و زیرساخت های مناسب برای ساخت و اجرای پوشش با استفاده از بتن گوگردی از مهم ترین مشکلات اجرایی کاربرد موزاییک بتن گوگردی برای پوشش کانال های آبیاری تعیین گردید.

    کلیدواژگان: انتقال آب، سازه های آبی، کاهش تلفات آب، نشت، ضریب زبری
  • احمد احمدی نیک، علی رحیمی خوب* صفحات 120-130

    تخمین هرچه دقیق تر تبخیر در مخازن خورشیدی گام موثری در برنامه ریزی و طراحی سیستم های آبیاری تراکمی در مناطق گرم و خشک بحساب می آید. به دلیل اینکه تابش رسیده به سطح تبخیر در داخل و خارج مخزن متفاوت است، برای برآورد اولیه میزان تبخیر داخل مخازن، نمی توان از تکنیک های رایج مورد استفاده در سطوح آزاد آب استفاده کرد. هدف اصلی از این مطالعه، اصلاح جزء تابش مدل پنمن (بعنوان مدلی ترکیبی و مبنا در تخمین تبخیر از سطوح آزاد آب) و مدل پریستلی- تیلور (به عنوان مدل تابشی توصیه شده برای برآورد تبخیر از محیط های بسته نظیر گلخانه ها)، جهت برآورد شدت تبخیر از مخازن خورشیدی می باشد. مقایسه مقادیر اندازه گیری شده و تخمینی مدل ها در طول دوره یکساله مطالعه، نشان داد که تصحیح جزء تابش روابط مذکور، اثر مثبتی در برآورد دقیق تر تبخیر از مخازن خورشیدی دارند. نتایج حاکی از آن بود که مدل اصلاح شده پنمن قادر است تبخیر از مخزن را با بیش ترین ضریب تبیین برابر (R2) 950/0 و میانگین انحراف خطای (MBE) 116/1 میلی متر در روز و ریشه میانگین مربعات خطای (RMSE) 258/1 میلی متر در روز تخمین بزند.

    کلیدواژگان: آب های نامتعارف، سیستم آبیاری تراکمی، مدل پریستلی- تیلور، مدل پنمن، مخازن خورشیدی، نمک زدایی
  • سودابه سیفی*، امین علیزاده، کامران داوری، محمد بنایان اول صفحات 131-142

    قسمت چشم گیری از ایران را مناطق خشک و نیمه خشک دربرگرفته و این مناطق معمولا با خشکی و شوری مواجه هستند. از سوی دیگر بهره وری آب در این مناطق نیز معمولا پایین می باشد. مدل های ریاضی که رابطه ی متغیرهای مزرعه ای (مانند رطوبت خاک در دسترس) را با مقدارتعرق گیاه شبیه سازی می کنند، یکی از ابزارهای مفید مدیریتی می باشند. در زمینه چگونگی پاسخ گیاهان به تنش همزمان شوری و خشکی و سهم هریک از آن ها در کاهش جذب آب، مدل های ریاضی متعددی وجود دارد. در این مطالعه شش تابع کاهش جذب آب ماکروسکوپی(Van Genuchten, 1987)(جمع پذیر و ضرب پذیر)، (Dirksen and Augustijn, 1993)،(Van Dam et al, 1997)، (Homaee,1999)و (Skaggs et al, 2006) با استفاده از داده های گلخانه ای چمن چچم(Lolium prenne)مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار سطح شوری (5/0، 5/5، 5/7 و 10 دسی زیمنس بر متر) و سه سطح خشکی(100، 75 و 50 درصد ظرفیت زراعی) و سه تکرار به انجام رسید. نتایج نشان داد در شوری های کم، واکنش چچم به تنش همزمان شوری و خشکی جمع پذیر است؛ در حالی که در شوری های بالاتر از 5/5دسی زیمنس بر متر، مدل های ضرب پذیر برازش بهتری دارند. از میان مدل های ضرب پذیر، مدل های Skaggs et al، Homaee و Van Genuchten برازش بهتری نشان دادند.

    کلیدواژگان: تنش کم آبی، لولیوم پرنه، مدل جذب آب
  • کامی کابوسی* صفحات 143-151

    تحقیق حاضر به منظور بررسی اثر پدیده پس‌ماند رطوبتی بر منحنی واسنجی بلوک گچی در بافت خاک و تراکم های مختلف انجام گردید. برای این منظور منحنی واسنجی یک بلوک گچی در سه خاک با بافت های سبک (Sandy Loam)، متوسط (Loam) و سنگین (Silty Clay) در سه جرم مخصوص ظاهری (طبیعی مزرعه و 10 درصد بیش تر و کم تر از آن) و برای دو حالت خیس و خشک شدن در آزمایشگاه تهیه شد. نتایج نشان داد که منحنی واسنجی بلوک گچی در خاک های مختلف طی دو مرحله خیس و خشک‌شدگی و در تراکم‌های مختلف متفاوت است. با کاهش تراکم خاک شدت پدیده پس‌ماند رطوبتی و تاثیر آن بر شکل منحنی واسنجی بلوک افزایش یافت که دلیل آن غیریکنواخت‌تر شدن توزیع اندازه منافذ است. تراکم خاک اثرات متفاوتی بر منحنی واسنجی بلوک گچی در مراحل خشک‌شدگی و خیس‌شدگی داشت به طوری که به ازای رطوبت خاک مشخصی، با افزایش تراکم خاک، مقاومت الکتریکی بلوک طی مرحله خشک‌شدگی و خیس‌شدگی به ترتیب افزایش و کاهش یافت. با سنگین تر شدن بافت خاک، اختلاف منحنی واسنجی بلوک طی مراحل خشک‌شدگی و خیس‌شدگی افزایش یافت که نشان از افزایش شدت پدیده پس‌ماند رطوبتی با ریزدانه تر شدن اندازه ذرات دارد. بر این اساس توصیه می‌شود که در زمان استفاده از بلوک دقت شود که تراکم خاک محل نصب بلوک با خاک اطراف آن برابر باشد.

    کلیدواژگان: بافت خاک، بلوک گچی، پس ماند، تراکم، جرم مخصوص ظاهری، رطوبت خاک
  • سمیرا اخوان*، وحید افشار، فاطمه سروش صفحات 152-162

    هدف از مطالعه حاضر بررسی کاربرد پلی آکریل آمید و آبیاری جویچه ای یک در میان بر مقدار فرسایش در آبیاری جویچه ای می باشد. از این رو آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دستجرد، دانشگاه بوعلی سینا همدان انجام شد. تیمارهای آزمایش به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کاملا تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. تیمارها به صورت آبیاری جویچه ای مرسوم بدون تزریق پلی اکریل آمید (FSP0)، آبیاری جویچه ای مرسوم با تزریق پلی اکریل آمید (FSP1.5)، آبیاری جویچه ای یک در میان بدون تزریق پلی اکریل آمید (FAP0) و آبیاری جویچه ای یک در میان با تزریق پلی اکریل آمید (FAP1.5) بودند. نتایج نشان داد که اختلاف معنی داری (p-value <0.01) در کاهش هدر رفت خاک در تیمارهای با کاربرد پلی آکریل آمید و آبیاری جویچه ای یک در میان وجود دارد. به طوری که تیمار FAP1.5 در مقایسه با تیمار FSP0 سبب کاهش تلفات خاک در حدود 98، 98 و 99 درصد به ترتیب در آبیاری اول، دوم و سوم شده است. هم چنین شکل سطح مقطع جویچه ها در تیمارهای با کاربرد پلی اکریل آمید تغییرات کم تری نسبت به تیمارهای با کاربرد پلی اکریل آمید داشته است. که بیانگر تثبیت خاک و شکل سطح مقطع جویچه در تیمارهای با کاربرد پلی اکریل آمید است.

    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، تلفات خاک، رسوب، سطح مقطع شیار
  • حسین شریفان*، مژگان کاظمی حسنوند صفحات 163-169

    کمبود منابع آبی با کیفیت خوب موضوع مهمی در مناطق خشک، نیمه خشک و مرطوب است. عملکرد گیاه سورگوم با افزایش شوری کاهش پیدا می یابد، اما حساسیت سورگوم در تنش شوری به نوع ترکیب نمک مورد استفاده در آب آبیاری و مرحله رشد بستگی دارد. در این راستا امکان استفاده از آب دریای خزر با توجه به اینکه میزان شوری آن نسبت به آب دیگر دریاهای آزاد کم تر است برای آبیاری مطلوب به نظر می رسد. این تحقیق به منظور بررسی اثرات اعمال تنش شوری و سطوح آبیاری و تعیین مناسب ترین ترکیب آب دریا و آب آشامیدنی برای ارزیابی عملکرد و اجزای عملکرد سورگوم در سال 1391-1390 درمزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان انجام شده است. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 4 تکرار اجرا گردید. تیمارهای شوری شامل S1، S2، S3، S4 و S(0%، 25%، 50%، 75%، 100% اختلاط آب چاه با آب دریا) و سه سطوح مختلف آبیاریA1 ، A2 (*A15/1) و A3(*A15/2) نیاز آبی گیاه بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که بین شاهد وتیمارهای تحت آبیاری با آب دریای خزر از نظر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه سورگوم شامل ارتفاع بوته، وزن خشک برگ، وزن خشک ساقه، تعداد پنجه در سطح احتمال یک درصد با تیمار شاهد داری اختلاف معنی داری وجود دارد.

    کلیدواژگان: آب دریا، سورگوم، شوری، عملکرد
  • مرضیه عبدالهی سیاهکلرودی *، جعفر نیکبخت، محمدحسین محمدی، محمدرضا خالدیان صفحات 170-179

    داشتن اطلاعات دقیق از عرض و عمق خیس شده خاک در زیر هر قطره‌چکان برای طراحی و مدیریت دقیق سامانه‌های آبیاری قطره‌ای ضروری است. در این تحقیق مقادیر عمق و حداکثر عرض خیس شده خاک تحت آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی با آب معمولی و مغناطیسی با استفاده از مدل رگرسیون ساده خطی و چند گانه و شبکه‌های عصبی مصنوعی شبیه‌سازی شد. از داده‌های اندازه‌گیری شده در خاک با بافت لوم‌رسی که با سه تکرار در گلخانه مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان انجام گرفته بود استفاده شد. نتایج نشان داد که عملکرد رگرسیون ساده خطی و دو روش رگرسیون چندگانه شوارتزمن و زور (1986) و میرزایی و همکاران (1387) در تخمین عمق خیس شده در روش آبیاری قطره‌ای سطحی با آب معمولی بهتر بود (988/0=r و m011/0=RMSE). اختلاف مقادیر تخمینی با روش‌های شوارتزمن و زور (1986) و میرزایی و همکاران (1387) در عمق خیس شده با آب مغناطیسی در آبیاری قطره‌ای سطحی (974/0=r و m014/0=RMSE) و حداکثر عرض خیس شده در آبیاری قطره‌ای سطحی با آب معمولی (950/0=r و m028/0=RMSE) و مغناطیسی (976/0=r و m023/0=RMSE) با مقادیر واقعی اندک بود. در بین مدل‌های شبکه‌های عصبی مصنوعی، مدل پرسپترون چند لایه نسبت به مدل تابع پایه شعاعی عملکرد بهتری داشت.

    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، آب معمولی، آب مغناطیسی، رگرسیون، شبکه های عصبی مصنوعی
  • محمد جواد نحوی نیا، عبدالمجید لیاقت*، فریبرز عباسی صفحات 180-194

    تشخیص مدیریت آب در سطح شبکه آبیاری برای مدرن سازی طرح های آبیاری و افزایش متعاقب در راندمان تخصیص و کاربرد آب ضروری است. هدف این تحقیق ارزیابی عملکرد کلی شبکه حمودی در سطح 3079 هکتار می باشد. ورودی های آب (آبیاری، بارش، آزادسازی های کانال) و خروجی ها (تبخیر تعرق واقعی محصول، زهکشی سطحی خروجی و نشت از کانال انتقال) در طی سال های هیدرولوژیکی 1385 تا 1388 اندازه گیری یا برآورد شدند. متوسط سالانه خروجی های آب در شبکه حمودی 16% بیش تر از ورودی های آب بودند، که احتمالا ناشی از نشت کانال و جریان های زیرزمینی جانبی از اراضی مجاور شبکه است. عملکرد آبیاری در سطح منطقه ضعیف بود (میانگین ضریب استفاده مصرفی88-1385 برابر 44% بود)، که این مسئله بیش تر به خاطر راندمان های پایین توزیع (DE) (68%) و مزرعه (ICUCf)(53%) برای فصل های آبیاری 88-1385 است. بنابراین، علی رغم حجم زیاد آب آبیاری، ET واقعی منطقه 19% کم تر از حداکثر مقدار قابل دسترس بود، نشان دهنده این است که گیاهان تحت تنش بوده و کم تر ازحداکثر عملکرد،محصول می دهند. ارزیابی با روش نیوکلاسیک بیانگر آن بود که راندمان خالص (77%) و موثر (65%) بیش تر از راندمان کلاسیک (53%) در سامانه های سطحی بود. نتایج به دست آمده در این تحقیق نشان داد که راندمان موثر بیان بهتری در مورد مناسب بودن مدیریت آبیاری در مقیاس مزرعه و نحوه انجام آبیاری دارد، در حالی که راندمان خالص تنها مفهوم استفاده مجدد از تلفات مفید را در مقیاس مکانی بزرگ تر از مزرعه لحاظ می کند. کاهش های پتانسیل در تخصیص آب برای سه مقدار ICUC (65، 75 و 85%) و دو سناریوی مدرن سازی (I وII) آنالیز شد. در سناریوی I، که هدف رسیدن به ET و عملکرد محصول حداکثر بود، تخصیص آب می توانست از صفر تا 23% تخصیص موجود کاهش یابد. در سناریوی II که هدف رسیدن به حفاظت حداکثر آب تحت ET حقیقی و عملکرد محصول بود، کاهش ها در تخصیص آب می توانست بیش تر باشد (از 31 تا 47% تخصیص موجود). بنابراین، حجم های معنی داری از آب می تواند در اصلاح این منطقه با افزایش راندمان توزیع و به ویژه راندمان آبیاری مزرعه نگهداری شود.

    کلیدواژگان: شبکه آبیاری، راندمان آبیاری، ضریب استفاده مصرفی آبیاری (ICUC) و حفاظت آب
  • کیوان خلیلی، محمد ناظری تهرودی، فرشاد احمدی* صفحات 195-208

    بررسی پدیده بارندگی به عنوان یکی از مهم ترین عوامل هواشناسی که به صورت مستقیم، دسترسی به منابع آب را تحت تاثیر قرار می دهد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه شاخص تراکم بارش (PCI) با استفاده از داده های بارش ماهانه 34 ایستگاه سینوپتیک در دوره آماری 2010-1961 محاسبه و روند تغییرات آن در دو مقیاس سالانه و فصلی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج پهنه بندی شاخص مورد نظر در مقیاس سالانه نشان داد که پراکندگی بارندگی در دو زیر بازه 25 ساله از الگوی یکسان پیروی می کند. هم چنین براساس نتایج حاصله، شاخص PCI در مناطق مرکزی و جنوبی کشور، شامل استان های کرمان، بندرعباس، یزد، زاهدان، شهرکرد، بیرجند، بوشهر، اهواز و اصفهان نشان دهنده وجود بی نظمی زیاد و پراکندگی بالا در ریزش های جوی بوده و در هیچ یک از ایستگاه های مورد مطالعه ، تمرکز یکنواخت (PCI<10) در مقیاس سالانه مشاهده نشد. نتایج بررسی روند تغییرات شاخص مذکور در دوره آماری 2010 - 1961 نشان داد که روند شاخص PCI در فصل زمستان در 16 و 15 ایستگاه به ترتیب افزایش و کاهش غیر معنی دار داشته و در ایستگاه های دزفول، سقز و همدان با کاهش معنی دار مواجه شده است. هم چنین در فصل بهار ایستگاه های کرمان و رامسر، وجود روند افزایشی معنی دار در شاخص PCI را نشان داده که به معنای افزایش معنی دار بی نظمی های پراکندگی بارش در این دو ایستگاه می باشد. در فصل تابستان، ایستگاه گرگان بی نظمی شدید و معنی دار را برای شاخص PCI نشان داد و در فصل پاییز ایستگاه های تبریز و زاهدان روند افزایشی معنی دار و ایستگاه بابلسر نیز دارای روندکاهشی معنی دار در شاخص PCI را تجربه کرده ا ند. در مقیاس سالانه نیز 50 درصد ایستگاه ها با روند افزایشی در شاخص PCI مواجه بوده اند

    کلیدواژگان: ایران، شاخص تراکم بارش، روند، من - کندال
  • مجتبی خوش روش*، محمود رایینی، اسماعیل نیکزاد طهرانی، علی کولاییان صفحات 209-220

    گسترش روزافزون پهنه شهرها و ساخت وسازهای شهری، با تبدیل زمین های کشاورزی و منابع طبیعی، شدنی است. بنابراین پیامد آن گسترش پهنه های نفوذناپذیر و افزایش رواناب های سطحی خواهد بود، که در بلندمدت ممکن است سبب ایجاد سیلاب های ویرانگر شهری شود. به منظور کاهش این آسیب ها، کنترل، هدایت و سرانجام مدیریت سیلاب های شهری امری اجتناب ناپذیر می باشد. بنابراین هدف این پژوهش ارزیابی تاثیر پهنه سازهای شهری بر رواناب در حوضه آبخیز سردآبرود شهرستان کلاردشت است. در این مطالعه نخست سطح زمین های مسکونی در زیرحوضه های مورد مطالعه، با استفاده از آخرین تصاویر ماهواره ای، تهیه شد. یافته های این پژوهش نشان داد که پهنه زمین های مسکونی در زیرحوضه پایین دست (S2) نسبت به زیرحوضه بالادست (S1) افزایش قابل ملاحظه ای دارد. بدین ترتیب که اراضی مسکونی حدود 3/0 درصد سطح زیر حوضه S1 را تشکیل می دهد، در صورتی که این نوع کاربری در زیرحوضه S2 نزدیک به 8 درصد آن را شامل می شود. پس از تهیه نقشه های پوشش گیاهی و تهیه نقشه گروه هیدرولوژیکی خاک و تعیین پارامترهای موردنیاز برای مدل HEC-HMS، اقدام به واسنجی مدل با استفاده از 4 واقعه سیلاب شد که آنالیز حساسیت مدل نشان داد تلفات اولیه نسبت به تغییرات پارامتر، حساسیت بیش تری دارد و مدل با استفاده از این پارامتر واسنجی شد. نتایج RMSE، R و آزمون t- استیودنت نشان از همبستگی و تطابق بالای مدل در شبیه سازی دبی اوج دارد. در نهایت جهت تاثیر اثرات اراضی مسکونی روی رواناب حوضه، خصوصیات رگبار براساس مقادیر شدت مدت با استفاده از آنالیز فراوانی داده های بارش حداکثر مقادیر حدی نوع یک انجام شده و دسته منحنی های آن در دوره برگشت‌های 2، 5، 10، 25، 50 و 100 ساله به مدل هیدورولوژیکی معرفی شد. نتایج نشان داد که سیلاب با دوره بازگشت 25 ساله برای زیرحوضه S2 نزدیک به 4 برابر زیر حوضه S1 می باشد. پتانسیل تولید رواناب برای زیرحوضه S2 نسبت به زیرحوضه S1 به دلیل توسعه اراضی مسکونی در حوضه رودخانه سردآبرود افزایش یافت.

    کلیدواژگان: سطوح نفوذناپذیر، سیستم اطلاعات جغرافیایی، سیلاب شهری، شدت- مدت- فراوانی، مدل SCS
  • محمد اسماعیل کمالی پاشاکلایی*، علیرضا فرید حسینی، حسین انصاری، محمد علی غلامی سفیدکوهی صفحات 221-232

    تبخیر-تعرق مرجع (ET0) پارامتری اساسی در تعیین برنامه آبیاری است که به دلیل تغییرات مکانی آن، باید از روش های درون یابی برای تخمین آن در سطح وسیع استفاده نمود. فاکتوری که می تواند نتایج درون یابی را تحت تاثیر قرار دهد، ترتیب مراحل درون یابی است. در این تحقیق مقایسه دو روش تهیه نقشه های ET0 مدنظر قرار گرفت. در روش اول مقدار ET0 در موقعیت ایستگاه های هواشناسی به روش هارگریوز-سامانی محاسبه شده و درون یابی گردید. در روش دوم ابتدا اجزای معادله هارگریوز-سامانی درون یابی شده و سپس با اعمال فرمول هارگریوز-سامانی در محیط GIS، نقشه های ET0 تهیه شد. لذا داده های اقلیمی 10 ساله (1389-1380) 46 ایستگاه هواشناسی برای تهیه نقشه و 5 ایستگاه هواشناسی به عنوان ایستگاه شاهد در استان مازندران جمع آوری گردید. درون یابی داده ها به روش کریجینگ معمولی انجام شد و خطای درون یابی بر اساس شاخص ریشه میانگین مربع خطای استاندارد شده (RMSSE) مقایسه گردید. نتایج نشان داد که داده های دما دارای همبستگی مکانی بیش تر و خطای درون یابی کم تری بودند. اما برای صحت سنجی تخمین، مقادیر ET0 حاصل از هر دو روش با مقادیر محاسبه شده آن در موقعیت ایستگاه های شاهد مقایسه شد و نشان داد که اختلاف این دو روش معنی دار نبوده است. لذا استفاده از هر کدام از دو روش مذکور، تغییری در دقت نقشه های ET0 ایجاد نمی نماید.

    کلیدواژگان: تبخیر- تعرق مرجع، تغییرات مکانی، درون یابی، سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، کریجینگ معمولی
|
  • A. A. Bamdad, V. Rezaverdinejad*, A. A. Ghaemi Pages 1-12

    In this research the performance evaluation of SWAP model was investigated for simulating of soil water content and salinity under farmers management in an arid region located in Larestan region in Fars province. For this reason، all field experimental data such as soil water content، soil salinity، crop and soil parameters، meteorological parameters and quality and quantity of irrigation water were measured from Sesame and Maize pilot fields، for 2012-2013 periods and model was sensitivity analyzed، calibrated and validated. Performance evaluation based on statistic indices indicated that the model has a high accuracy in simulating of soil water content and salinity. The estimation average of root mean squares errors of soil water content and salinity were calculated for Maize، 0. 019 (cm3cm-3) and 0. 29 dS/m، respectively and for Sesame 0. 01 (cm3cm-3) and 0. 63 dS/m، respectively. The average of NSE for soil salinity obtained for Maize and Sesame 0. 89 and 0. 90، respectively. The NSE calculated for prediction of soil water content to Maize and Sesame، 0. 77 and 0. 79، respectively. So as for predicting of soil salinity and soil water content، with saline irrigation water، SWAP is a precision and appropriate model.

    Keywords: Performance Evaluation, Water Balance, Solutes Balance, Larestan Plain, Simulation Model
  • S. Rahnamai-Rahsepar, A. Shahnazari*, M.R. Khaledian, A. Forghani Pages 13-21

    Groundwater resources are the most important sources to supply fresh and agriculture waters. Groundwater contaminations by pollutants cause that the groundwater quality decrease. Heavy metals are one of main environmental pollutants and the concentration of heavy metals is increasing due to agricultural and industrial activities. The objective of this study is to investigate the spatial variability of Pb، Cd، Cu and Zn concentration in the groundwater of centeral Guilan and groundwater pollution mapping in that region. Samples were taken from 50 wells of study area during the summer of 2010. Spatial variability of the data was done by GS+ v5. 1 software. First، the accuracy of Kriging (Ok) and Inverse Distance Weighting (IDW) with different powers (2، 3، 4 and 5) were evaluated by MAE and MBE indices. Then the final maps were presented. Kriging was used to prepare final map of Pb. IDW was used to prepare final map of Cu، Zn and Cd. Result showed that the concentration of Pb and Cd in groundwater of centeral Guilan region were more than the standard values for water and the concentration of Cu and Zn were less than the standard values for water. Also the results showed that spherical and exponential models gave the best result to simulate the variograms and these models can also predict the contamination of other areas.

    Keywords: Inverse Distance Weighting, Kriging, GS+ model, Water quality criteria, Well
  • J. Abedi Koupai*, S. Soltanian, M. Gheysari Pages 22-31

    Soil reinforcement is one of the techniques of dealing with problematic soils like sandy soils. Use of appropriate materials in soil reinforcement، improves the engineering properties and mechanical principles of soil such as strength، stiffness or elastic coefficient، ductility and bearing capacity. Materials for reinforcement include metal، polymer materials and even plants. The present study investigates the effect of poly propylene fibers (6 and 12 mm in length) with different percentages (% 0. 05، % 0. 1، % 0. 15 and % 0. 25) on shear parameters، density specifications and soil bearing capacity. The obtained results analyzed statistically in a completely randomized design، and their mean comparison organized in statistical level of %1 (P<0. 01). Results show that none of the poly propylene fibers have significant effect on optimum moisture and maximum weight per unit volume of soil adherence. While both lengths of mentioned fiber have a significant increase in angle of internal friction، bearing capacity of soil.

    Keywords: Unstable sand, polypropylene fibers, standard density, CBR, Direct Shear Test
  • H. Ansari *, M. Hassanpour Pages 32-43

    In the next decades، rapid population growth، increasing demand of agricultural yield and the standard living especially in the developing countries will significantly reduce water availability for agriculture. Therefore، desirable and optimal use of water resources and increasing agricultural productivity are vital. So، in this research، newly developed sensor has been designed and constructed for determining and monitoring real-time temperature، salinity and water content، with three years efforts from 1390. Environmental data measurement system using the brand REC-P55 in the field experiments showed that this system can record moisture content with accuracy less than 0. 05% and validity less than 0. 5% in different soil textures and depths. Moreover، the correlation coefficient for actual recorded data and REC-P55 one is 99%. Also، according to the capabilities of REC-P55، it was found that soil moisture profiles can be easily created and the results are of a high precision in comparison with the electrical resistance sensor and PR2.

    Keywords: Soil Moisture, Irrigation, Temperature, Salinity, Measurement
  • V. Ghadbeigi, M. J. Monem*, S. M.Hashemy Shahedani Pages 44-53

    Irrigation networks operation is not only affected by water delivery and water distirbution، but also is a function of physical conditions of canals and structures. According to the network physical characteristics variety، identifying those that have more impact on the network performance and degree of their impacts، Provides basis for rehabilitation strategies for existing networks، and appropriate performance-based design approach for similar networks. Applying intellectual data mining methods help the irrigation canal managers in finding out the hidden information. One of the most applied data mining methods is the association rules which have been used in this study to extract the performance patterns. Two groups of data have been used for this purpose، including the operational performance operational indices and the physical parameters of Qazvin irrigation network. In this way، the operational performance operational indices were considered as consequent and the physical parameters were presented as antecedents. Apriori algorithm was used to extract the rules. In single-agent relationship، results indicate that two physical parameters of: distance of off takes from main canal and the type of off-takes; are the parameters affecting water delivery adequacy index with high confidence levels of 44% and 47%، respectively. In addition، water delivery stability index have been influenced by the distance of off-takes from regulating structures. Simultaneous study of several physical parameters on operational indices provides more insights in comparison with single-variable analyses. Therefore، in order to benefit the advantages of association rules method the main affecting factors must be considered together.

    Keywords: Operational Performance, Modernization, Rehabilitation, Irrigation Networks, Data Mining, Apriori Algorithm
  • F. Ahmadi, F. Radmaneh, R.L. Mirabbasi Najaf Abadi, S. Ayashm* Pages 54-65

    In this study، for estimating grass reference crop evapotranspiration using support vector machine (SVM) and genetic programming (GP) techniques، monthly meteorological data of 6 synoptic stations in northwest of Iran during a 38 year period (1973-2010) were collected. At first، the monthly grass reference crop evapotranspiration values for selected station were calculated using the FAO-56 Penman-Monteith equation and considered as the output of SVM and GP models. In the next step، a regression equation was made based on effective climatic variables on evapotranspiration and different input patterns were defined for developing SVM and GP models. Since the relative humidity had the lowest effect on evapotranspiration، it was removed from the model’s input variables. In order to consider the effect of memory of time series in the accuracy of evapotranspiration prediction، the evapotranspiration values with one، two، three، four and five months lag time were used in model’s input patterns. Ten input patterns were made for every model. However، the obtained results showed the high accuracy of both SVM and GP models in predicting monthly grass reference crop evapotranspiration in northwest of Iran، but the SVM method had better performance than GP method. Also، the results showed that if there is no enough meteorological data، the memory of time series can be used for predicting monthly grass reference crop evapotranspiration.

    Keywords: Genetic programming, Memory of time series, Grass reference crop evapotranspiration, Support vector machine
  • Sh.Mirzaie*, M.Zakerinia, H.Sharifan, M.Shahabifar Pages 66-74

    In recent years، the Determination of Crop pattern with purpose the use of Optimum Available resources was considerded by Researchers and governments in order to Increasing the farmers'' incoming. According to the Water Crisis، Factors of production Specially water as the most limitative factor in agriculture should be use Systematic and careful planning. In this study we determine the optimized crop pattern of Golestan dam irrigation and drainage network for maximizing the incoming of formers using of MMAS (maximum- minimum ant system). The Result show that the current cropping pattern is not optimize and with applying out suggested crop pattern، benefit per hectar land of plant would be increased especially in fall and summer cropping. Also the model result showed that in fall cropping because of some rainy days، some allocation of water need of crop would be supplied، And it may be saved up to 75 percent in water consumption with application Suggested cropping pattern that would be around 24. 5 MCM water. In case of Storage The Significant volume of water You can cultivate the More land in summer.

    Keywords: Optimization, cropping pattern, Ant Colony Optimization Algorithm, Max, min nt System
  • M. Arezooman Omidi Langrudi, A. Khashei Siuki*, S. Javadi, S. R. Hashemi Pages 75-82

    Water shortage is one of the society''s problems regarding to population increase and industries development nowadays. In addition to quantity، water quality is of special importance. The quality of groundwater and prevent further contamination، especially in areas where have highly vulnerable aquifers is particularly important. Most of the canals in the Kuchesfehan-Astane plain are no lining and this factor leads to more water waste. High water leakage has the main role of underground water pollution in this region because ground water level is high and the salient farming is the water farming in this region. This article attempts to determine the rate of water leakage from traditional irrigation canals by the Seep w software and regarding this the network parameter was made and added to drastic parameters as the 8th parameter. A new plan was drawn that presented better results regarding to the standard drastic plan. It is realized that the vulnerability rate of NW drastic plan is about 7. 9 percent but in the standard drastic plan is about 1. 67 percent by the comparison of standard drastic plan and NW drastic plan. Correlation coefficient was used for the appropriateness assessment and comparison of two plans (between vulnerability and nitrate density factors) and it was about 40 percent for the standard drastic and 60 percent for the NW drastic that shows the high accuracy of NW drastic plan.

    Keywords: Standard drastic, Drastic, NW, Seep W leakage model, Network Irrigation, Drainage
  • A.Khalili*, H.Khozeymehnezhad, A.Akbarpour, P.Varjavand Pages 83-95

    Gravity current is one of the most important factors in sedimentation and reduction of life expectancy of reservoirs. Forehead part of gravity currents is one of the important parts of these currents that are under influence of many factors. The present research has surveyed the effects of vegetation cover in reducing the velocity of forehead gravity current. To do so، the gravity current is entered the flume with 10، 20، 30 and 40 g/l concentration. Then، vegetation covers with 15 and 20 cm heights and five densities of 0. 6، 0. 8، 1. 0، 1. 2، and 1. 4 percent are located across the currents. Measuring the velocity is done in 6 sections of 5 cm distance. The vertical concentration profile is measured in 3 sections with 1m distance. The results showed that as the density of vegetation cover with different heights increases، the development velocity of current proportion to smooth bed reduces to 13 to 28. 5 % and also the gravity current concentration reduces between 53. 54 to 81. 28 %. The 1. 4% density is the most effective density for reducing velocity and concentration of forehead gravity current. Finally، a relation has been presented for calculating the velocity in smooth bed and the vegetation cover beds with different densities.

    Keywords: Currentflow, Velocity of forehead, Vegetation density, Concentration profil
  • M. Assari, M. Mirlatifi*, M. Akbari, A. Naseri Pages 96-108

    In the present research، irrigation management and water productivity on irrigation and drainage networks of Mirza koochak khan agro Industrial Company is evaluated by vegetation index and soil surface moisture maps resulted from SEBAL algorithm and TERRA-MODIS satellite images. In the first stage، reflection coefficient of ground surface، ground radiation coefficient، vegetation indexes such as NDVI، SAVI، GVI and BGR were determined by data preprocessing obtained from satellite images during growth period for 2 years of 1384 and 1385. Then cultivation area and density were estimated. Using the SEBAL algorithm، elements of energy balance on ground surface and Real evapotranspiration were computed and assumed as the water consumption and relative supply of water. Biological production of sugarcane obtained using the average daily solar radiation and fraction of photosynthetic absorbed radiation is determined in form of BGR index and assumed as a symbol of production. Water productivity is resulted from the ration of biological production to real evapotranspiration. Process of seasonal variation is gained for biological production، vegetation index and evapotranspiration. Studying of water supply and demand presents no lack of water in this network and the fraction of overflow is used for salt leaching in soil profile. Average water productivity for biological production in this network for two years of 1384 and 1385 is 4. 24 and 5. 32 kg/m3. In addition، relative water supply for these two years are 1. 67 and 1. 73 respectively. Results of this study، suggests the application of this method for water productivity evaluation in large scale irrigation and drainage networks.

    Keywords: vegetation index, SEBAL algorithm, water productivity, MODIS sensor
  • N. Abbasi* Pages 109-119

    In spite of that، there are variety of construction materials and methods for lining of irrigation canals، cement concrete is the most common construction material used for canal lining in Iran. However، due to high costs of preparation and application of cement concrete and its sensitivity to technical criteria such as mixing design، executive and curing methods، and impossibility of total observance of such criteria in small projects e. g. canal lining، an feasibility study of the use of alternative materials is inevitable. So، in this research using of precosted sulfur concrete tiles for lining of irrigation canals was investigared. Sulfur concrete is made up of molten sulfur and sulfur modifier additive، fine and coarse aggregates which results in a hard material similar to cement concrete that can be used as a construction material. For this purpose، a small canal with a length of 60 meters was constructed and lined using sulfure concrete tiles. Then the seepage losses and roughness of lining were evaluated. Based on the results of the investigation، the seepage losses and Maning coefficient of lining were determined about 0. 14 m3/m2/day and 0. 013 respectivly. Also lake of improper equeipments for construction and application of sulfur concret was determined as the main excutive problem in lining of small irrigation canal using sulfure concrete tiles.

    Keywords: Water conveyance, Hydraulic structure, Maning coefficient, Seepage losses
  • A. Ahmadinik, A. Rahimikhoob* Pages 120-130

    The more accurate estimate of evaporation in Solar Stills is considered as an important step in the planning and design of condensation irrigation system in hot and dry region. Since received radiation to evaporation surface is different inside and outside the Still، to initial estimate of evaporation in Stills، can not apply the commonly techniques used in open surface water. The main purpose of this study is modification of Penman model (as a compound and base model to estimate evaporation from open surface) radiation component and Priestley – Taylor model (as a recommended radiation model for estimating evaporation from closed environments such as greenhouses) to estimate the evaporation rate from the Solar Stills. Comparison of measured and estimated values over the one-year period of the study showed that modification the radiation component have a positive effect in more accurate estimate of evaporation from Solar Stills. The results showed that the modified Penman model is capable of estimate evaporation from Still with R2 0. 950، MBE= 1. 116 (mm/day) and RMSE=1. 258 (mm/day).

    Keywords: Condensation Irrigation System, Desalination, Penman model, Priestley – Taylor model, Saline Water, Solar Stills
  • S. Seifi*, A. Alizadeh, K. Davari, M. Banayan Aval Pages 131-142

    A significant part of Iran lays in arid and semi-arid regions، that face with drought and salinity. In other hand، Water use efficiency under this condition is generally low. Mathematical models that simulate transpiration of plant as a function of soil moisture availability are useful tools for water productivity management. Various mathematical models have developed to estimate transpiration of plant reduction due to combined effect of drought and salinity stresses. This study compares six different macroscopic reduction functions; namely: Van Genuchten (additive and multiplicative، 1987)، Dirksen & Augustijn (1993)، Van Dam et al. (1997)، Homaee (1999) and Skaggs et al. (2006). These models were evaluated against measured transpiration of turfgrass (Lolium prenne) in greenhouse environment for 12 treatments. The factorial experiment was performed based oncompletly randomized design with four levels of salinity (0. 5، 5. 5، 7. 5 and 10 dS/m) and three levels of drought (water refills of 100، 75 and 50 %FC) and three replicates for each treatment. The results indicated that the crop response to water and salinity stresses is additive in low salinity level and is multiplicative at salinity level above 5. 5 dS/m. Among used models، reduction functions of Skaggs et al، Homaee and Van Genuchtenshowed better agreement with the measured data.

    Keywords: Drought Stress, Lolium prenne, Water Uptake Model
  • Kami Kaboosi* Pages 143-151

    In the current study، the effects of hysteresis on calibration curve of gypsum block affected by soil texture and compaction were investigated. For this، calibration curve of gypsum block in 3 soil texture including Sandy Loam، Loam and Silty Clay in three bulk density (natural in the farm and plus 10% and minus 10%) for two phases of wetting and drying were provided. The results showed that block calibration curves were different in two phases of wetting and drying in the different soil compaction and texture. By reducing soil compaction، hysteresis and its effect on shape of calibration curve of block were increased because of fine pores reduction and more non-uniformity of soil pores distribution. The effect of soil compaction on block calibration curve was different during drying and wetting phases such as for specific soil moisture، with increasing soil compaction، the block electric resistance increased and reduced during drying and wetting phases، respectively. During drying and wetting phases، increasing of soil compaction caused 16% increase and 3% decrease in field capacity، respectively. Accordingly، it is recommended that soil compaction of installation place of gypsum block and around be equal.

    Keywords: Bulk Density, Gypsum Block, Hysteresis, Soil Compaction, Soil Moisture
  • S. Akhavan*, V. Afshar, F. Soroush Pages 152-162

    The objective of this study was to investigate polyacrylamide (PAM) application and alternate furrow irrigation system on soil erosion. The study was conducted in Dastjerd Research Farm، Bu Ali Sina University، Hamadan، Iran. The experiment was designed as factorial، based on completely randomized design with three replications. Treatments were conventional furrow irrigation without PAM application (FS 0)، conventional furrow irrigation with PAM application (FSP1. 5)، alternate furrow irrigation without PAM application (FAP0)، and alternate furrow irrigation with PAM application (FAP1. 5). The results showed that there is significant difference (p-value <0. 01) in soil losses in alternate furrow irrigation treatment and PAM application (FA P1. 5). The FA P1. 5 treatment، in comparison with FSP0، lead to reduction of soil losses by 98، 98 and 99 percent in the first، second and third irrigations، respectively. Also، the shape of cross section of furrows didn’t have too much change in treatments with PAM application rather than without PAM application treatment. In general، PAM application could cause stability in soil and cross sections of furrows.

    Keywords: Furrow cross section, Sediment, Soil losses, Surface irrigation
  • H.Sharifan*, M. Kazemi Hasanvand Pages 163-169

    The shortage of suitable quality water resources is becoming one of the main challenges in arid، semi-arid، and coastal zones، sorghum yield declines with an increase in salinity، but its Sensitivity to salts varies with the salt composition in Water and the plant growth stage. The possible use of the Caspian Sea water، which its salinity is well below that of open seas، is desirable for irrigation. This research was conducted to study the effects of salinity levels and irrigation levels and determine the most appropriate mix of sea water and drinking water on yield and yield components of sorghum in research field experiment at Gorgan University of Agricultural Science and Natural Resource during 2012-2013 growing season. A factorial experiment was conducted using a randomized complete block design with four replicates. Salinity levels were S1، S2، S3، S4، S50%، 25%، 50%، 75%، and 100% mixture of Caspian Sea water and well water) and three irrigation levels included as A1، A2 (1. 5*A1) and A3 (2. 5*A1) crop water requirement. The results showed that there was a significant difference in plant height، tiller number، shoot weight and leaf weight per plant (1% level).

    Keywords: sorghum, Sea water, salinity, yield, Caspian Sea
  • M. Abdollahi-Siahkalroudi*, J. Nikbakht, M.H. Mohammadi, M.R. Khaledian Pages 170-179

    Having proper information of the wetted width and depth of soil for the appropriate design and management of a drip irrigation system is essential. This research was carried out to calculate the wetted depth and the maximum wetted width in both surface and subsurface drip irrigations with normal and magnetic waters. Measured values were compared with linear and nonlinear regression and neural network models. Experimental measurements were done on a clay loam soil in the greenhouse of Zanjan University. The results showed that the simple linear and multiple regression for Schwartzman and Zur (1986) and Mirzaei et al 2008) to estimate the wetted depth in surface drip irrigation with normal water was better (r=0. 988 and RMSE=0. 011 m). The difference between the estimated values using Schwartzman and Zur (1986) and Mirzaei et al (2008) in the wetted depth with magnetic water in surface drip irrigation (r=0. 974 and RMSE=0. 014 m) and the maximum wetted width in surface drip irrigation with normal water (r=0. 950 and RMSE=0. 028 m) and with magnetic water (r=0. 976 and RMSE=0. 023 m) with the observed data was minimal. Among the artificial neural networks models used in this study، multilayer perceptron model as compared with radial basis function model performed better.

    Keywords: Artificial neural networks, Drip irrigation, Normal water, Magnetic water, Regression
  • M.J. Nahvinia, A.M. Liaghat*, F. Abbasi Pages 180-194

    Diagnosis of water management at the irrigation district level is required for therational modernization of the irrigation schemes and the subsequent increase in the efficiency of water allocation and application. The objective of this study is to evaluate globally in 3079 ha of land under modern irrigation system Hamody. The main district’s water inputs (irrigation، precipitation and canal releases) and outputs (actual evapotranspiration of crops، outflow surface drainage and canal seepage) were measured or estimated during the 1385 to 1388 hydrological years. The annual average water outputs were 16% higher than the corresponding water inputs، presumably due to canal seepage and lateral groundwater inflows from neighbor dry-land watershed. The district-level irrigation performance was poor (mean 1385-88 seasonal irrigation consumptive use coefficient- ICUC were equal 44%)، due to the low distribution (68%) and on-farm (53%) efficiencies for the 1385-88 irrigation seasons. Thus، despite the high volume of applied irrigation water، the actual district ET was 19% lower than the maximum achievable ET، indicating that the water-stressed crops yielded below their maximums. The evaluation by using neoclassical approach indicated that the values of net (0. 77) and effective efficiency (0. 65) were more than classical efficiency (0. 53)، in surface irrigation systems. The results obtained in this study showed that effective efficiency has suitable expression about irrigation management and method at farm scale، whereas net efficiency only considers concept of reuse of beneficial losses on spatial scale larger than the field. Potential reductions in water allocation were analyzed for three ICUC values (65، 75 and 85%) and two scenarios of modernization (I and II). In scenario I، where the aim was to achieve maximum ET and crop yields، water allocation could be reduced from 0 to 23% of the current allocation. In scenario II، where the aim was to achieve the maximum conservation of water under the actual ET and crop yields، reductions in water allocation would be much higher (from 31 to 47% of current allocation). Thus، significant volumes of water could be conserved in the rehabilitation of this district by increasing the distribution efficiency and، in particular، the onfarm irrigation efficiency.

    Keywords: Systemirrigation, Irrigation efficiency, Irrigation consumptive use coefficient, Water conservation
  • K. Khalili, M. Nazeri Tahrudi, F. Ahmadi* Pages 195-208

    Evaluation of the rainfall phenomenon is important as the most effective meteorological factors that influence the access to the water resources directly. In this research precipitation concentration index (PCI) calculated using of monthly precipitation time series of 34 synoptic stations in the recent half century (1961-2010) and their trends in two annual and seasonal scales investigated. The results of the zoning the mentioned index in annual scale showed that concentration of the precipitation in two 25 years time reach followed from the same pattern. Also results of PCI index showed that rainfall was scattered irregular in the center and southern regions of Iran in the Kerman، Bandar Abbas، Yazd، Zahedan، Shahrekord، Birjand، Bushehr، Ahwaz and Isfahan also in none of the mentioned stations uniform concentration (PCI <10) were not observed in the annual time scale. Results of winter trend investigation of PCI index in the period of 1961-2010 showed that non significant upward and downward trend occurred for the number of sixteen and fifteen stations respectively and in the Dezful، Saghez and Hamedan stations significant decreasing trend observed. Also in the spring season، PCI index results showed significant increasing in the PCI trend for two Kerman and Ramsar stations which means that scattering rainfall was irregular significantly in two mentioned stations. In summer، the Gorgan station showed high irregularity as the PCI index and in autumn، the Tabriz and Zahedan stations showed significant increasing trend while decreasing trend detected for Bablosar station. In annual scale about 50 percentages followed increasing of PCI index values.

    Keywords: Iran, Precipitation Concentration Index, Trend, Mann, Kendall
  • M. Khoshravesh*, M. Raeini, E. Nikzad-Tehrani, A. Koulaian Pages 209-220

    Urbanization development and residential constructions cause permanent changes in agricultural land use features. Therefore the outcome of these changes is an increase in impervious areas in cost of farm lands and natural resources ecosystems، which in turn results in devastating urban runoff. To reduce the cause of urbanization it is inevitable to control، conduct and manage urban flooding. Therefore، the aim of the present study is to assess the impacts of urbanization development on the watershed runoff of Sardaabrud basin، Kalardasht، using HEC-HMS hydrological model. Using the most recent satellite images the residential land areas in the sub-basin were determined. Results show that residential area in downstream of sub-basin (S2) has remarkable growth in compared to upstream sub-basin (S1). Residential area in S1 sub basin includes 0. 3 percent of total area، while in S2 sub-basin it took 8 percent of the total area. Four flooding events were employed to analyze the sensitivity of the model. Results showed that initial loss has high sensitivity compared to the other parameters. Based on this finding the model was validated. The RMSE، t test and correlation coefficient (r) values were acceptable for peak flow in model simulation. Finally، in order to determine the impacts of urban area on watershed runoff، the thunderstorm characteristics were estimated based on intensity – duration. For this purpose the frequency analysis of rainfall data was employed using extreme value type 1 and its curves for 2، 5، 10، 25، 50، 100 years return period. The results show that 25 years flood for S2 sub-basin is almost 4 times of S1 sub-basin. The potential runoff producing of the S2 sub-basin has increased compared to the S1 sub-basin، which is due to development of residential areas.

    Keywords: Urbanization development, Urban runoff, Rainfall, runoff model, Sardaabrud river
  • M.I. Kamali Pashakolaei*, A. Faridhosseini, H. Ansari, M. A. Gholami Sefidkouhi Pages 221-232

    Evapotranspiration (ET0) is a basic parameter for determination irrigation program which has to be estimated using interpolation methods due to its spatial variation. A factor which can affect interpolation results is interpolation stages sequence. Current study was conducted to compare two ways for preparation of spatial distribution maps of ET0. In the first way، ET0 was calculated using climatic data and Hargreaves-Samani method in weather stations positions and then were interpolated. In the second way، the Hargreaves-Samani equation components are firstly interpolated and then ET0 maps were produced by proper commands in GIS. So، 10-year climatic data (2001-2010) of 46 stations for preparation the maps and 5 stations as validation stations in Mazandaran province were gathered. The data were interpolated using Ordinary Kriging method and the interpolation error was compared using Root Mean Squared Standardized Error (RMSSE). The results showed that the temperature data has better spatial correlation and lower interpolation error. But for estimation verification، ET0 amounts derived from the two ways were compared to the computed ET0 in validation stations positions and showed that the two ways difference was not significant. So، these two ways have not differences for producing ET0 maps.

    Keywords: GIS, Interpolation, Ordinary Kriging, Reference evapotranspiration, Spatial distribution