فهرست مطالب

نشریه دانش آب و خاک
سال بیست و دوم شماره 1 (بهار 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/03/29
  • تعداد عناوین: 14
|
  • انور فرهمند، شاهین اوستان، علی اصغر جعفرزاده، ناصر علی اصغرزاد صفحه 1
    شوری و سدیمی بودن خاک بسته به روش و هدف اندازه گیری با پارامترهای مختلفی بیان می شوند. برخی محققان سعی کرده اند تا از طریق برقراری ارتباط بین پارامترهای مزبور، پارامترهایی را که اندازه گیری مستقیم آنها وقت گیر، پرهزینه یا توام با خطاست، از پارامترهای سهل الوصولتر برآورد نمایند. این معادلات عام نبوده و ممکن است بسته به نوع خاک متفاوت باشند. هدف از این تحقیق جستجوی روابط ساده ای است که با استفاده از آنها بتوان شاخصهای متداول شوری و سدیمی بودن خاک های متاثر از نمک دشت تبریز را به طور قابل قبولی برآورد کرد. بدین منظور تعداد 30 نمونه مرکب خاک از منطقه مزبور جمع آوری گردید. نتایج اندازه گیری ها نشان داد که پارامترهای شوری (TSS، قدرت یونی، غلظت یونهای کلراید و سدیم) و حتی سدیمی بودن (SAR وESP) با EC عصاره اشباع ((ECe در ارتباط نزدیک هستند. روابط زیر برای برآورد پارامترهای قدرت یونی (1-mmol L)، TSS) 1-mmolcL) و SAR 5/0) 1-mmol L) با استفاده از ECe (dSm-1) در خاک های مورد بررسی پیشنهاد می شوند: (57= SEE و 991/0=2R، ECe1/19= I)، (9 /30= SEE و 994/0= 2R، 13/1 ECe 56/7= TSS) و (3 /11= SEE و 916/0= 2R 925/0 ECe 44/1= SAR). همچنین نتایج نشان داد که pH عصاره اشباع (برخلاف pHگل اشباع) با غلظت بی کربنات همبستگی معنی دار مثبتی داشته و مقدار عددی آن ممکن است کمتر یا بیشتر از pHگل اشباع باشد که بستگی به میزان شوری خاک دارد.
    کلیدواژگان: شوری، سدیمی بودن، خاک های متاثر از نمک، SAR، ESP، TSS
  • علیداد کرمی، مهدی همایی، محمد بای بوردی، محمد محمودیان شوشتری، ناصر دوات گر صفحه 17
    پراکنش مکانی پارامترهای نفوذ آب به خاک در پهنه ای به وسعت 4000 هکتار از اراضی دشت کوار واقع در شرق شیراز بررسی شد. بدین منظور، نفوذ آب به خاک با استوانه های دوگانه در 161 ایستگاه با شبکه بندی منظم 500×500 متر اندازه گیری گردید. جرم ویژه ظاهری (BD)، مقدار رطوبت اولیه خاک، درصد شن، سیلت و رس خاک، مقدار کربن آلی، درصد اشباع خاک، EC و pH خاک نیز اندازه-گیری شدند. میان یابی پارامترهای نفوذ، با روش های کریجینگ، وزن دادن عکس فاصله و کوکریجینگ، با مدل های خطی، نمایی، گوسی و کروی انجام گردید. اعتبارسنجی متقاطع با استفاده از آماره های میانگین اریب خطاها، میانگین مطلق خطاها، مربع میانگین خطاها و ریشه میانگین مربعات خطاها، انجام و بهترین درون یاب انتخاب شد. با بهترین روش درون یاب، نقشه پراکنش مکانی پارامترها تهیه گردید. برآورد ضریب a مدل کستیاکوف به روش کوکریجینگ (مدل کروی) و با استفاده از فاکتور کمکی جرم ویژه ظاهری، با 99/0=R2، اثر قطعه ای 002/0- و دامنه موثر 3002 متر بر روش کریجینگ ارجحیت داشت. توان b مدل کستیاکوف با 97/0=R2، اثر قطعه ای 005/0 و دامنه موثر 14410 متر از روش کریجینگ با مدل نمایی حاصل شد. برای برآورد ضریب S مدل فیلیپ، روش کوکریجینگ با مدل کروی و با فاکتور کمکی جرم ویژه ظاهری با 99/0 =R2 و دامنه موثر 2973 متر بر روش کریجینگ ارجحیت نشان داد. برآورد ضریب انتقالی مدل فیلیپ به روش کوکریجینگ و مدل گوسی با 996/0=R2، اثر قطعه ای 0003/0 و دامنه موثر 3862 متر دقت مناسبی داشت. استفاده از رطوبت اولیه خاک، BD، درصد اندازه ذرات، درصد اشباع و کربن آلی خاک به عنوان فاکتورهای کمکی تقریبا نتایج قابل قبول برای برآورد پارامترهای نفوذ ارائه دادند.
    کلیدواژگان: توزیع مکانی، زمین آمار، کریجینگ، کوکریجینگ، نفوذ آب به خاک
  • محمد جواد وحیدی، علی اصغر جعفرزاده، شاهین اوستان، فرزین شهبازی صفحه 33
    جهت حفظ حاصلخیزی و افزایش بهره وری خاک در کشاورزی پایدار، آگاهی از تاثیر کاربری اراضی بر خصوصیات مختلف خاک ضروری می باشد. در این تحقیق اثر کاربری گندم و سیب درختی بر روی خواص فیزیکی، شیمیایی و کانی شناسی خاک های جنوب شهرستان اهر مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام این مطالعه، دو خاکرخ با کاربری گندم و دو خاکرخ با کاربری باغ سیب حفر گردید و خاک های تحت بررسی بر اساس کلید رده بندی 2010 رده بندی شدند. میزان آبشویی در کاربری باغ سیب بیشتر از گندم بوده است که از دلایل این امر می تواند کشت دیم گندم نسبت به کشت آبی باغ سیب و وجود ریشه های عمیق درختان باشد. تغییرات ظرفیت تبادل کاتیونی در کاربری باغ سیب بیشتر از گندم و میزان هدایت الکتریکی و درصد آهک کل نیز در کاربری گندم بیشتر از باغ سیب می باشد و حداکثر تغییرات مقدار آهک در کاربری باغ سیب مشاهده گردید. مقدار کربن-آلی در هر دو کاربری، با افزایش عمق از سطح خاکرخ، کاهش و میزان واکنش افزایش می یابد. تجزیه های کانی شناسی با استفاده از پراش پرتو ایکس، نشان داد که کانی های رس خاکرخ ها شامل: کلریت، اسمکتیت، ایلیت و کائولینیت می باشد و کاربری های متفاوت بر نوع کانی های رس شناسایی شده تاثیری نداشته است.
    کلیدواژگان: اهر، خواص فیزیکی و شیمیایی، کاربری اراضی، کانی شناسی رس
  • مریم ریاحی، فایز رئیسی صفحه 49
    چرای مرتع توسط دام ممکن است به طور مستقیم و غیر مستقیم سبب ایجاد تغییراتی در ویژگی های خاک و در نتیجه رشد و فعالیت میکروب های خاک، و زیست توده میکروبی آن گردد. این مطالعه با هدف بررسی نقش مدیریت مرتع (قرق و چرا) بر کربن و نیتروژن، زیست توده میکروبی در مراتع طبیعی استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. سه مدیریت مرتع شامل الف) قرق، ب) چرای تحت کنترل و ج) چرای آزاد (مفرط) در مجاورت یکدیگر در سه منطقه سبز کوه (18 سال قرق)، بروجن (23 سال قرق) و شیدا (2سال قرق) در استان چهارمحال و بختیاری انتخاب و از عمق 15-0 سانتی متری نمونه های خاک جمع آوری و میزان کربن آلی، نیتروژن کل خاک و کربن و نیتروژن زیست توده میکروبی در شرایط استاندارد اندازه گیری شد. مدیریت کنترل ورود دام و قرق در منطقه سبز کوه باعث افزایش نیتروژن خاک گردید. منطقه سبز کوه و شیدا به ترتیب بیشترین (mg g-1 6/14) و کمترین (mg g-1 80/4) مقدار کربن آلی خاک را داشتند و میزان کربن آلی و نیتروژن به طور معنی دار در منطقه سبز کوه با اقلیم مرطوب تر بیشتر از دو منطقه دیگر بود. زیست توده میکروبی خاک در مرتع قرق 366 درصد بیشتر از مراتع تحت چرای آزاد در منطقه سبزکوه گردید، در حالی که در منطقه شیدا چرای سبک و کنترل شده بیشترین زیست توده میکروبی خاک را نشان داد. در منطقه بروجن اثر مدیریت مرتع بر زیست توده میکروبی معنی دار نبود. در مجموع به نظر می رسد خاک اکوسیستم های مرتعی مناطق سبز کوه و بروجن با مدیریت مناسب و صحیح قابلیت احیا شدن دارند در حالی که در منطقه شیدا برای احیای خاک، ایجاد حالت پایا و بهبود کیفیت و باروری خاک زمان طولانی تری لازم است.
    کلیدواژگان: ترسیب کربن، چرای مفرط، زیست توده میکروبی، کربن آلی، مدیریت مرتع، نیتروژن
  • اسماعیل اسدی، احمد فاخری فرد، محمد علی قربانی صفحه 61
    اگرچه مدل های متعددی برای بارش-رواناب توسط هیدرولوژیست ها توسعه داده شده اند، با این وجود روش های هیدروگراف واحد در بسیاری از حوضه ها که در آنجا داده های هیدرولوژیکی ثبت شده کافی جهت استفاده مدل های توزیعی بارش-رواناب وجود ندارد هنوز یک ابزار مفید برای تخمین سیلاب می باشد. هدف از مقاله حاضر استخراج توابع پاسخ پالس واحد رواناب سریع و آهسته جریان آبراهه ای به روش تحلیلی با استفاده از یک مدل مفهومی شامل سه مخزن سری و یک مخزن هیبریدی موازی می باشد. وابستگی داخلی بین مخزن ها با استفاده از روابط نمایی از پارامترهای مدل که منعکس کننده خصوصیات فیزیوگرافیکی حوضه می باشد نشان داده شده است. پارامترهای مدل با استفاده از روش بهینه سازی نلدر-مید برای منطقه مورد مطالعه تعیین گردید. کارایی و اعتبار مدل مفهومی توسعه یافته با استفاده از پارامترهای بهینه استخراج شده، برای رویدادهای مختلف مشاهداتی با استفاده از معیار هایی آماری نظیر ناش-ساتکلیف، میانگین خطای مطلق نسبی برای مقادیر دبی، دبی اوج و ارتفاع رواناب مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل توسعه داده شده از توانایی خوبی در پیش بینی فرایند بارش-رواناب بدون نیاز به تعریف بارش مازاد و با لحاظ کردن شرایط رطوبتی خاک قبل از رگبار برخوردار می باشد.
    کلیدواژگان: بارش، رواناب، بهینه سازی، تابع پاسخ پالس واحد، حوضه ناورود
  • رسول قبادیان، میلاد فرمانی فرد، علیرضا کریمی صفحه 77
    شناسائی پارامترهای تاثیر گذار بر ضریب تخلیه سرریزهای تاج دایره ای در بهره برداری بهینه و کاربرد بهتر از آن ها از اهمیت بسزائی برخوردار می باشد. از آنجائی که دراجرای سرریزهای تاج دایره ای ممکن است از مصالح ساختمانی مختلف با زبری های متفاوت استفاده شود بنابراین در این تحقیق تاثیر اندازه زبری بر ضریب تخلیه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات در شرایط بدون اعمال زبری که بر روی سرریزهای تاج دایرهای با پنج شعاع مختلف از 5/2 تا 5/7 سانتی متر انجام گردید نشان داد که بیشترین عامل تاثیرگذار بر ضریب آبگذری نسبت بار آبی بالا دست به شعاع سرریز میباشد. همچنین با افزایش این نسبت ضریب تخلیه نیز افزایش یافت. از طرفی تغییرات نسبت ارتفاع تاج به بار کل روی سرریز تاثیر قابل ملاحظه ای بر ضریب تخلیه نگذاشت. تاثیر چهار اندازه زبری متفاوت بر روی ضریب تخلیه و خصوصیات هیدرولیکی جریان در سرریزهای تاج دایره ای که کمتر مورد توجه تحقیقات قبلی بوده نیز در نظر گرفته شد. نتایج آزمایش های اخیر نشان داد با افزایش زبری نسبی ضریب تخلیه دبی کاهش می یابد و تاثیر زبری نسبی کمتر بر کاهش ضریب تخلیه دبی بیشتر است. در نهایت دو رابطه ریاضی بر حسب پارامترهای تاثیر گذار برای محاسبه ضریب تخلیه سرریز تاج دایره ای ارائه شد. در رابطه اول که مربوط به شرایط بدون اعمال زبری است ضریب تخلیه تنها تابعی از نسبت بار آبی بالا دست به شعاع سرریز می باشد. با اعمال یک ضریب اصلاحی که تابعی نمائی از زبری نسبی است رابطه نهائی برای محاسبه ضریب تخلیه که در برگیرنده اثر زبری نیز باشد، بدست آمد.
    کلیدواژگان: خصوصیات هیدرولیکی جریان، رابطه دبی، اشل، زبری، سریز تاج دایره ای، ضریب تخلیه
  • پریا شجاعی، داود فرسادی زاده، علی حسین زاده دلیر، فرزین سلماسی، محمدعلی قربانی صفحه 91
    صفحات مستغرق سازه های مستطیلی نازکی هستند که به لحاظ داشتن زاویه با جهت جریان ناحیه پر فشار و کم فشار در دو طرف آن ها ایجاد می شود. این سازه ها باعث ایجاد گرداب ثانویه و تغییر الگوی جریان در کف رودخانه و در نتیجه تغییر روند انتقال رسوب و فرسایش می شوند. عملکرد صفحات مستغرق برای کاهش آبشستگی پایه پل و حرکت رسوب از اطراف صفحات به علت ایجاد جریان رو به پایین در جلوی آن ها تحت تاثیر نحوه قرارگیری صفحات می باشد. در این تحقیق به منظور کاهش آبشستگی پایه پل، از صفحات مستغرق استفاده گردید. بدین منظور پایه استوانه ای پل به قطر 6 سانتی متر در کانال مستطیلی آزمایشگاه به طول 8 متر و عرض 80 سانتی متر در شرایط آب زلال با 9/0 u* / u*c =، مدل سازی شد. آزمایشات با دو نسبت طول به ارتفاع روی بستر صفحات مستغرق) 2،3 = (L/H و همچنین هم تراز بستر (H = 0) انجام شد. صفحات مستغرق با آرایش و زوایای مختلف برخورد با جریان مورد آزمایش قرار گرفت. براساس نتایج این تحقیق در شرایط کاربرد 6 صفحه مستغرق با حالت های مختلف قرارگیری آن ها، کاهش عمق آبشستگی تا 51% حاصل شد. بیشترین کاهش آبشستگی در این حالت مربوط به قرارگیری هر ردیف صفحه مستغرق با زوایای متفاوت بود. همچنین در شرایط کاربرد 4 صفحه مستغرق، 12% کاهش عمق آبشستگی ایجاد شد. این کاهش در حالت کاربرد 2 صفحه مستغرق 5% نیز رسید. بنابراین کاربرد 6 صفحه مستغرق با زوایای متفاوت در هر ردیف بهترین وضعیت برای کاهش عمق آبشستگی پایه پل در این تحقیق بود.
    کلیدواژگان: آبشستگی، انتقال رسوب، پایه پل، تنش برشی، صفحات مستغرق
  • محمد تاج بخش، سعیدرضا خداشناس صفحه 109
    امروزه همراه با پیشرفت جوامع و توسعه حریم شهرها، سطوح غیرقابل نفوذ آنها افزایش یافته و موجب افزایش ارتفاع و حجم رواناب شده است. لذا کنترل سیلاب در مناطق شهری همواره دغدغه طراحان و مدیران بوده است. در این تحقیق، عملکرد سیستم زهکشی رواناب سطحی حوضه آبریز اقبال شرقی واقع درجنوب و جنوب شرق شهر مشهد با مساحتی حدود 71 کیلومتر مربع ارزیابی گردید. برای تخمین مولفه های فیزیکی زیرحوضه ها، هیدرولیکی مجاری و انجام محاسباتی مانند میانگین وزنی، تهیه نقشه های کاربری و زیرحوضه-بندی از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شد. به دلیل پیچیدگی های موجود در زمینه شبیه سازی رواناب شهری، جهت انجام محاسبات بارش-رواناب و ارزیابی عملکرد شبکه، مدل MIKE SWMM مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه با توجه به وضعیت توپوگرافی، کانال های سیلابی و بازدیدهای میدانی، سه مکان مناسب جهت احداث حوضچه های کنترل سیلاب شناسایی گردید. ارزیابی عملکرد شبکه نشان داد 6 مجرا دچار اشکال بوده و دبی شبیه سازی بیشتر از دبی طراحی است. با توجه به حضور حوضچه های کنترل سیلاب، شبیه سازی مجدد نشان داد که این حوضچه ها قادرند دبی اوج سیلاب را بین 8 تا 100% کاهش داده و 35/12 مترمکعب در ساعت آب را نفوذ دهند.
    کلیدواژگان: حوضچه های کنترل سیلاب، سیلاب شهری، شبکه زهکشی رواناب شهری، مدل هیدرولیکی MIKE SWMM
  • عادل ریحانی تبار صفحه 125
    روی (Zn) یکی از عناصر کم مصرف برای گیاهان بوده و کمبود آن در خاک های ایران رایج است. از طرف دیگر بسیاری از ویژگی های خاک های مناطق خشک و نیمه خشک تحت تاثیر حضور کربنات ها قرار می گیرد. در تحقیق جاری، جذب روی در بیست نمونه مرکب خاک سطحی (cm30 -0) از مناطق مرکزی ایران قبل و بعد از حذف کربنات ها با استفاده از بافر استات سدیم (pH=4.75) بررسی شد. مطالعات پراش با اشعه ایکس (XRD) نشان داد که کربنات غالب در خاک های مورد آزمایش کلسایت است. بر اساس نتایج حاصله حذف کربنات ها نتوانست شکل همدمای جذب روی را که L شکل بود تغییر دهد. با افزایش غلظت روی مصرفی تاثیر حذف کربنات ها بر جذب روی بیشتر شد. پدیده پس ماند (هیسترسیس) در جذب و واجذب روی، قبل و بعد از حذف کربنات ها مشاهده شد. سطح ویژه خاک ها بر اثرحذف کربنات ها کاهش یافت و مقدار جذب روی در واحد وزن خاک ها نیز تنزل پیدا کرد اما مقدار جذب روی در واحد سطح خاک ها افزایش معنی دار (p<0.01) نشان داد. معادله تجربی فروندلیچ () قبل و بعد از حذف کربنات ها به خوبی داده های جذب روی را توصیف کرد و تغییرات ضریب بسیار بیشتر از تغییرات ضریب فروندلیچ بود. معادله تک مکانی لانگ موییر نتوانست توصیف خوبی از داده ها داشته باشد ولی معادله دو مکانی لانگ موییر برازش معنی دار نشان داد. بر اساس نتایج حاصله ضرایب ‘ به ترتیب انرژی جذب روی در مکانهای اول و دوم جذبی‘ به علت حذف کربناتها کاهش قابل توجهی نشان دادند.
    کلیدواژگان: روی، سطح ویژه، فروندلیچ، لانگ موییر، کربنات
  • محمدحسین نوری قیداری صفحه 145
    رگبار طرح برای طراحی سازه های هیدرولیکی ضروری می باشد اما روش های متداول برآورد آن به علت داشتن پارامترهای زیاد و نیاز داشتن به داده های بارش در تداوم های مختلف توسط هیدرولوژیست ها مورد انتقاد قرار گرفته است. امروزه برای بهبود برآورد رگبار طرح از تئوری فرکتال استفاده می گردد. در این روش تعداد پارامترها کم بوده و تنها می توان با اطلاعات داده های حداکثر بارش سالانه در تداوم روزانه رگبار طرح را در تداوم و دوره بازگشت مورد نظر برآورد کرد. در این تحقیق تئوری فرکتال برای برآورد رگبار طرح در ایستگاه باران سنجی سد گتوند که در استان خوزستان و جنوب غرب ایران قرار دارد، بکار گرفته شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که مدل مونوفرکتال برآورد کمتری از رگبار طرح ارائه می دهد اما رگبار طرح بدست آمده از مدل مالتی فرکتال انطباق خوبی با داده های بارش مشاهده ای دارد.
    کلیدواژگان: ایستگاه سد گتوند، رگبار طرح، مالتی فرکتال، مونوفرکتال
  • ستاره امانی فر، ناصر علی اصغرزاد، نصرت الله نجفی، شاهین اوستان، صاحبعلی بلندنظر صفحه 155
    همزیستی گیاه با قارچ های میکوریز آربوسکولار در خاک های آلوده به فلزات سنگین می تواند رشد، تغذیه و مقاومت گیاه به فلزات سنگین را تحت تاثیر قرار داده و نقش مهمی در گیاه پالایی داشته باشد. در این تحقیق تاثیر همزیستی با دو گونه قارچ گلوموس اینترارادیسز و گلوموس موسه بر جذب و انتقال سرب در گیاه سورگوم در شرایط گلخانه ای بررسی گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح طرح پایه کاملا تصادفی با چهار سطح سرب (صفر، 200، 400 و 600 میلی گرم سرب بر کیلوگرم خاک) و سه تیمار قارچ (دو گونه میکوریز و شاهد غیرمیکوریز) با چهار تکرار انجام شد. برای ایجاد تیمارهای سرب از نمک نیترات سرب استفاده شد. تلقیح گیاهان با هر دو گونه قارچی انتقال سرب به بخش هوایی را به طور معنی داری کاهش داد. همزیستی با قارچ گلوموس اینترارادیسز سبب افزایش وزن خشک بخش هوایی در سطح 200 میلی گرم سرب بر کیلوگرم خاک و افزایش وزن خشک ریشه در سطوح 400 و 600 میلی گرم سرب بر کیلوگرم خاک در مقایسه با گیاهان غیرمیکوریزی گردید ولی اثر معنی داری بر سایر پارامتر های رشد نداشت. در سطوح بالای سرب، همزیستی با قارچ گلوموس موسه سبب کاهش معنی دار (p<0.05) وزن تر و خشک گیاه، سطح برگ و شاخص کلروفیل برگ ها در مقایسه با گیاهان غیرمیکوریزی گردید. در سطوح 400 و 600 میلی گرم سرب بر کیلوگرم خاک، نسبت غلظت سرب ریشه به بخش هوایی گیاهان در همزیستی با قارچ گلوموس موسه به طور معنی داری بیشتر از گیاهان بدون میکوریزی و گیاهان تلقیح شده با گلوموس اپنترارادیسز بود.
    کلیدواژگان: سرب، سورگوم، فلز سنگین، گیاه پالایی، میکوریز آربوسکولار
  • حامد ارجمندی، مهدی قمشی، جواد احدیان، حسن گلیج صفحه 171
    جریان های غلیظ هرگاه به یک توده سیال سبک تر برخورد نمایند، یک ناحیه غوطه وری را ایجاد می کنند. با توجه به این که در ارتفاع غوطه وری مرز بین سیال غلیظ با سیال پیرامون در محل نقطه غوطه وری مشخص می گردد، برآورد این نقطه از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این تحقیق پارامترهای هیدرولیکی جریان غلیظ و همچنین شیب بستر سیال ساکن که بر نقطه غوطه وری می گذارند، بررسی شده است. برای نیل به اهداف این تحقیق ابتدا یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران ساخته شد و آزمایش های مختلف در آن انجام گردید. در همه آزمایش ها ارتفاع غوطه وری در دبی های مختلف از سیال غلیظ و تفاوت دانسیته 6، 9، 13 و 16 گیلوگرم بر مترمکعب برای سه شیب 8، 12 و 16 درصد اندازه گیری شد. سپس با استفاده از مدل Flow-3D تحت شرایط مدل تلاطمی RNG ارتفاع نقطه غوطه وری برای شرایط آزمایشگاهی موجود شبیه سازی شد. بررسی مقایسه ای نشان داد که عمق غوطه وری برآورد شده با استفاده از Flow-3D تحت شرایط مدل تلاطمی RNG در مقایسه با داده های مشاهداتی در آزمایشگاه از دقت مناسبی برخوردار می باشند به گونه ای که به طور متوسط برای شیب 8 درصد مدل ریاضی حدود 14 درصد نتایج را بیشتر پیش بینی می نماید و این در حالی است که برای کلیه شیب ها به طور متوسط نتایج حاصل از مدل تلاطمی RNG 5/10 درصد بیشتر از مقادیر اندازه گیری شده می باشد.
    کلیدواژگان: ارتفاع غوطه وری، شبیه سازی، شیب بستر، مدل تلاطمی RNG
  • مهدی احسانی، باب الله حیاتی، قادر دشتی، محمد قهرمان زاده، جواد حسین زاد صفحه 187
    در سال 1386 در حدود 2/91 درصد از آب استحصال شده در استان قزوین در بخش کشاورزی مصرف شده است که نشان دهنده اهمیت این نهاده در تولیدات کشاورزی استان می باشد. از این رو اتخاذ تدابیر و راهکارهای علمی و مدیریتی مناسب جهت بهره گیری مطلوب از این نهاده دارای اهمیت فراوانی است. مسئله اصلی در مدیریت اقتصادی منابع آبی در هر منطقه، ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضای آن می باشد که در برقراری این تعادل، قیمت یا ارزش اقتصادی آب مانند قیمت هر کالا و نهاده دیگر نقش تعیین کننده ای بر عهده دارد. برای مدیریت تقاضای آب یا به عبارتی صرفه جویی در مصرف آب می توان از طریق محرک های اقتصادی (محاسبه ارزش اقتصادی آب) به عنوان عامل انگیزشی و اقتصادی استفاده نمود. در این راستا، هدف مطالعه حاضر برآورد ارزش اقتصادی آب از دید تقاضا کننده در تولید جو در ورودی مزرعه در شبکه آبیاری دشت قزوین با استفاده از دو رهیافت باقی مانده و تابع تولید می باشد. آمار و اطلاعات لازم از طریق تکمیل پرسشنامه در سال زراعی 87-1386 جمع آوری شد. بر اساس نتایج، ارزش اقتصادی نهاده آب از روش باقی مانده 909 ریال برای هر متر مکعب و از روش تابع تولید براساس قیمت مبادله ای و قیمت تضمینی محصول جو به ترتیب 907 و 546 ریال برای هر متر مکعب برآورد شد.
    کلیدواژگان: آب، ارزش اقتصادی، ارزش باقی مانده، تابع تولید، جو، دشت قزوین
  • حسین کاظمی پشت مساری، زین العابدین طهماسبی سروستانی، بهنام کامکار، شعبان شتایی، سهراب صادقی صفحه 201
    در این پژوهش با استفاده از روش های مختلف زمین آمار مانند کریجینگ، وزن دهی فاصله معکوس، توابع پایه شعاعی، چندربعی معکوس و چندجملهای موضعی، تغییرات مکانی مقادیر نیتروژن کل، فسفر و پتاسیم قابل استفاده در اراضی کشاورزی استان گلستان مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور بالغ بر 505 نمونه خاک در سال 1387 از مزارع تهیه شد و مقادیر این عناصر برای هر نمونه اندازهگیری گردید. معیارهای ارزیابی در این پژوهش، میانگین مطلق خطا، میانگین انحراف خطا و ریشه دوم میانگین مربعات باقیمانده با استفاده از روش اعتبارسنجی جک نایف بودند. نتایج بدست آمده نشان داد روش کریجینگ، بهترین الگو برای تخمین نیتروژن کل، فسفر و پتاسیم قابل استفاده در این منطقه میباشد زیرا بالاترین صحت و کمترین خطا را دارا بود. همچنین روش چندجملهای موضعی درجه 3 نامناسبترین الگو جهت تخمین مقادیر این عناصر شناخته شد. تجزیه و تحلیل نیم تغییر نماها نشان داد که نیتروژن کل و پتاسیم قابل استفاده با مدل نمایی و فسفر قابل استفاده با مدل کروی بهترین برازش را داشتند. نتایج پهنه بندی نشان داد که غلظت نیتروژن و فسفر قابل استفاده در بخشهای شمال و شرق اراضی مورد مطالعه کمتر از سایر مناطق است.
    کلیدواژگان: پهنه بندی، پتاسیم، زمین آمار، فسفر، نیتروژن
|
  • A. Farahmand, Sh Oustan, A. Asghar Jafarzadeh, N. Aliasgharzad Page 1
    Salinity and sodicity are expressed in a number of ways, depending on the method and purpose of the measurements. Some researchers attempt to estimate the parameters which can be time consuming, expensive and linked with error from easy- to- obtain parameters. However, these relationships are not universal and, may also vary depending on the type of soil. The aim of this study was to find simple equations in order to estimate the salinity and sodicity parameters for the salt-affected soils of Tabriz plain. For this purpose 30 composite soil samples were taken from the area. According to the results, salinity (TSS, ionic strength and concentration of chloride and sodium ions) and even sodicity (SAR and ESP) parameters are in close relation with the ECe. The following equations are proposed for estimating parameters of ionic strength (mmol L-1) TSS (mmolc L-1) and SAR (mmol L-1)0.5 from ECe(dS m-1): I=19.1 ECe (R2=0.991, SEE=57), TSS=7.56 ECe1.13 (R2=0.994, SEE=3.9) and SAR= 1.44 ECe0.925 (R2=0.916, SEE=11.3). The data showed that there is a significant positive relationship between pH of saturation extract (in contrast to pH of saturation paste) and bicarbonate concentration. Moreover, this pH may be greater or lower than the pH of saturation paste, depending on the degree of salinity.
    Keywords: Salinity, Sodicity, Salt, affected soils, SAR, ESP, TSS
  • A. Karami, M. Homaee, M. Bybourdi, M. Mahmoodian Shushtari, N. Davatgar Page 17
    Spatial variability of infiltration parameters were investigated in about 4000 ha of Kavar plain, east of Shiraz, Iran. For this purpose, infiltration was measured on a systematic squared grid pattern with 500 by 500 m in 161 sites using double ring infiltrometer. Soil bulk density (BD), initial soil water content, soil texture, organic carbon content (OC), saturation percentage (SP), pH, and EC were also measured. The interpolation of infiltration parameters in non-sampled areas were predicted using kriging, inverse distance weighted, and co-kriging methods. The experimental semi-variograms were fitted to linear, exponential, gaussian, and spherical models. Cross validation method using statistical parameters of MBE, MAE, MSE, and RMSE was used to choose the most accurate interpolation method. The spatial distribution map of parameters was obtained using the best interpolation method. Estimating the coefficient of a in Kostiakov model using co-kriging method (spherical model) and co-factor of BD with R2=0.99, nugget effect of -0.002, and range of 3380 m was superior to kriging method. The power b of Kosiakov was estimated by exponential mode and kriging method with R2= 0.97, nugget effect of 0.005 and range of 14410 m. To estimate sorptivity parameter (S) of Philip model, the co-kriging method with spherical model and co-factor of BD with R2=0.99 and range of 2973 m was preferred to kriging method. Likewise, estimation of transmissivity parameter of Philip model using co-kriging method (Gaussian model) with R2=0.996, nugget effect of 0.0003, and range of 3862 m showed high accuracy. Using soil moisture content, BD, texture, SP, and organic carbon as co-factors of co-kriging method, resulted in relatively better estimation of infiltration model parameters.
    Keywords: Co, kriging, Geostatistics, Infiltration, Kriging, Spatial distribution
  • Mj Vahidi, Aa Jafarzadeh, S. Oustan, F. Shahbazi Page 33
    Acquiring knowledge about land use effect on soil properties is essential for maintenance and increase of soil fertility and productiveity in sustainable agriculture. In the present study, soil physical, chemical and mineralogical properties in southern Ahar area as affected by crop (wheat) and orchard (apple) land use were studied. Two profiles on the crop land use and two profiles on the orchard land use were selected to classify according to keys to soil taxonomy 2010. Profiles located on the orchard land use showed higher rate of leaching. It can be related to the irrigation water on the orchard and dry farming of crop land use, and also deeper root of orchard in comparison with crop. Changes of cation exchange capacity in orchard were higher than crop, while electrical conductivity and total calcium carbonate percentage increased in crop land use. The maximum changes in soil carbonates were shown in orchard land use. With increase of soil depth, in spite of increase of pH in soils on the both land use, organic carbon decreased in these soils. Mineralogical analysis using XRD spectrums showed that chlorite, montmorillonite, illite, kaolinite and quartz were dominant clay minerals in soils of the study area, and detected clay minerals were not affected by different land use.
    Keywords: Clay mineralogy, Land use, Profile, XRD
  • M. Riahi, Raiesi Page 49
    Livestock grazing may directly and indirectly make changes in plant cover and soil properties, with a consequence for alterations in soil microbial activity, growth and biomass. The primary objective of this study was to assess the effects of pasture management (grazing and ungrazing) on soil N and C contents, and the amounts of microbial biomass C and N in the natural pastures of Chaharmahal Va Bakhtiyari province. Three managerial regimes including: a) long-term ungrazed, b) controlled grazed and c) free (over) grazed in close vicinity were selected at three sites including SabzKouh (grazing- protected for 18 years), Boroujen (grazing-protected for 23 years) and Sheida (grazing-protected for 2 years). Soil samples were collected from 0-15 cm depth and organic C, total N and microbial biomass C and N were measured under standard conditions. Results showed that SabzKouh and Sheida sites had the highest (14.6 mg g-1) and the lowest (4.80 mg g-1) soil C stocks, respectively. Soil N and C contents at SabzKouh were significantly higher when compared to the other sites, probably due to more rainfall and humid climate. The amount of microbial biomass was significantly higher (366%) in ungrazed than grazed soils at SabzKouh, while at Sheida the light grazing pasture had a greater soil microbial biomass, and no change was found at Boroujen site. In brief, degraded pastures at SabzKouh and Boroujen seem to recover rather quickly from the long-term overgrazing with a proper management, while pasture ecosystems at Sheida site with cropping history need a much longer period for steady-state conditions and for improvements in soil quality and fertility after long-term soil degradation and disturbance.
    Keywords: Carbon sequestration, Microbial biomass, Organic carbon, Overgrazing, Pasture management, Nitrogen
  • E. Asadi, A. Fakheri Fard, Ma Gorbani Page 61
    Although many kinds of rainfall-runoff models have been developed by hydrologists, the unit hydrograph methods are still gainful tool for flood estimation in many basins where recorded hydrological data are not sufficient to support distributed rainfall- runoff models. The aim of this paper is to derive the analytical unit pulse response functions of quick and slow runoff of stream flow using a conceptual model containing three serial tanks as well as a parallel hybrid tank. The interrelation of the tanks can be shown using exponentially structured models which their parameters reflect the physiographical characteristics of the basin. Parameters of the model were estimated using Nelder–Mead optimization method. Efficiency and validity of the developed conceptual model were evaluated for various observed events using statistical criteria such as Nash-Sutcliffe, mean relative absolute error for discharge, peak flow and runoff depth. Results showed that the developed model had good capability in predicting rainfall- runoff process considering soil moisture conditions before rainfall occurrence without the need for definition of excess rainfall.
    Keywords: Navrood basin, Optimization, Rainfall, runoff, Unit pulse response function
  • R. Ghobadian, M. Farmanifard, A. Karimi Page 77
    Identifying the parameters affecting discharge coefficient of circular crest weir in an optimum application is very important. Since circular weir crest may be constructed by different materials with different roughness. So in this research influence of roughness on discharge coefficient has been investigated. Without present of roughness, the result of the experimental test on weirs with five different curvature radii (from 2.5 to 7.5 cm) indicated that the most effective parameter on discharge coefficient was the ratio of upstream total head to crest radius. Also discharge coefficient increased with increasing this ratio. On the other hand variation of weir height to upstream total head ratio had no significant effect on the discharge coefficient. The effect of four different sizes of roughness on discharge coefficient, which had been overlooked in previous researches, was also evaluated. Results of the tests showed that with increasing relative roughness, discharge coefficient reduced and lower relative roughness, had the higher influence on reducing the discharge coefficient. Two mathematical relationships based on the affected parameters on discharge coefficient were presented. The first relation that is for the conditions imposed without roughness, discharge coefficient is just a function of upstream total head to crest radius ratio. Applying a correction factor, which is an exponential function of the relative roughness, the final relationship for calculating the coefficient of discharge including the effects of roughness, was obtained.
    Keywords: Circular crest weir, Discharge coefficient, Flow conditions, Roughness, Stage, discharge relation
  • P. Shojaee, D. Farsadizadeh, A. Hoseinzadeh Dalir, F. Salmasi, Ma Ghorbani Page 91
    Vanes are rectangular thin angled flow-training structures that high and low pressure zones are produced on both sides of them. These structures generate a secondary vortex, which is used to modify the near-bed flow pattern and thus redistribute the sediment transport and erosion within the channel cross section. The function of vanes to reduce scour around the bridge piers and sediment movement in the region of vanes due to downflow in front of them are affected by arrays of the vanes. This research reports a laboratory study that examines the effectiveness of submerged vanes as pier scour protection devices. Experiments were conducted in an 8m long and 0.8m wide flume and a cylindrical pier of 6 cm diameter. Clear-water scour tests with u*/u*c=0.9 were performed with two different vane aspect ratios (length to height of 2 and 3), and one placed at streambed level. Dissimilar arrays of vanes with different angles to main flow direction were employed. Results showed that reduction of scour with different arrays of six vanes was 0.4% to 51%. The highest reduction occurred in the layout of each row of vanes with different angles. In the case of application of four vanes, scour depth reduced to 12%. The reduction for two vane case was 1% to 5%. Finally, application of six vanes in the layout of each row with different angles was the best case of scour reduction around the bridge piers in this research.
    Keywords: Bridge pier, Scouring, Sediment transport, Shear stress, Submerged vanes
  • M. Tajbakhsh, Sr Khodashenas Page 109
    Nowadays along with development of societies and border extension of cities, their impervious areas increase and therefore higher amount and volume of runoff accrue. Thus control of flood in urban areas has always been a major concern of designers and managers. In this research the performance of East Eghbal urban drainage system located in the south and southeast of Mashhad city was analyzed in a region with area of 71 Km2. To estimate the physical parameters of subcatchments and hydraulic parameters of conduits, and some other computations like calculation of weighted average, subdividion of catchments into sub-catchments and providing land use map, the GIS was used. Because of the complicacy in simulation of urban drainage system, MIKE SWMM was applied for rainfall - runoff simulation and hydraulic response evaluation of the urban drainage system. Finally, 3 suitable places were recognized for retention basins based on topographic maps, flood conduits position and land surveying. Results showed that 6 conduits had difficulty and computed flow was more than the designed flow. Urban drainage system was simulated again by the presence of retention basins and results showed that these basins could reduce the flood peak from 8 to 100% and also infiltrate 12.35 m3/h and also infiltrate of water.
    Keywords: MIKE SWMM model, Retention basins, Urban drainage system, Urban flood
  • A. Reyhanitabar Page 125
    Zinc is one of the micronutrients for plants and its deficiency is common in calcareous soils. On the other hand, many features of arid and semi-arid soils are affected by the presence of carbonates. To evaluate carbonates influence, Zn sorption was studied in 20 composite soil samples (0-30 cm) collected from the central region of Iran before and after carbonates removal. Carbonates were removed with sodium acetate buffer (pH=4.75). X- ray diffraction (XRD) analysis showed that calcite was the most commonly carbonate found in the studied soils. Original and free carbonate soils described L- curves isotherm and carbonate removal did not change the isotherm type. With increasing the applied Zn concentration, the effect of carbonate removal became more obvious. Upon carbonates removal, specific surface areas of the soils decreased and so did the amount of sorbed Zn (mg Zn/ kg soils). Sorbed Zn in per unit particles surface area (mg Zn/m2 soil) however, significantly increased. Freundlich empirical model () adequately described Zn sorption data in both original and carbonate free samples and the K – Freundlich variation was much higher than the n- coefficient. Single site Langmuir sorption model did not properly describe Zn sorption data, but double site Langmuir equation was well fitted to the data. The results showed that, k1 and k2 coefficients considerably decreased after carbonate removal.
    Keywords: Carbonate, Decalci, Freundlich, Langmuir, Specific surface, Zinc
  • Mh Noorigheidari Page 145
    Design storm is required for designing of hydraulic structures but its current estimation methods are criticized by hydrologists since these method need many parameters and requires the rainfall data at different durations. Nowadays fractal theory is used to improve the estimation of design storm which has few parameters and the design storm at different durations and with any return periods is estimated only from annual 1-day maximum rainfall series. In this research, fractal theory was used to estimate the design storm in Ghotvan Dam site. The results showed that momofractal model underestimated the design storm, but the estimated design storm by multifractal model was consistant with the observation data.
    Keywords: Design storm, Ghotvan dam site, Monofractal, Multifractal
  • S. Amanifar, N. Aliasgharzad, N. Najafi, Sh Oustan, S. Bolandnazar Page 155
    Arbuscular mycorrhizal fungi in association with plant roots may affect plant growth, nutrition and tolerance to heavy metals in polluted soils. Therefore, this association can play an important role in phytoremediation. In this study, the effects of two arbuscular mycorrhizal fungi species including Glomus intraradices and Glomus mosseae, on the uptake and translocation of Pb in sorghum, were investigated under greenhouse conditions. The experiment was conducted as factorial, completely randomized design including four levels of Pb2+ (0, 200, 400 and 600 mg Pb2+ kg-1) and three treatments of fungi (two mycorrhizal fungi species and a non-mycorrhizal plant) with four replications. Lead were added to the pots as Pb(NO3)2. The Results indicated that symbiosis with G. intraradices increased shoot dry weight at 200 and root dry weight at 400 and 600 mg Pb kg-1 compared to the non-mycorrhizal treatment. There were, however, no significant effects on other growth parameters. Both mycorrhizal fungi caused a significant decrease in Pb2+ translocation from the root to the shoot. However, the shoot and root dry weights, leaf area and chlorophyll content in plants inoculated with G. mosseae at higher levels of Pb2+ were considerably (p<0.05) decreased compared to the non-mycorrhizal plants. At pb levels of 400 and 600 mgkg-1, the ratio of Pb concentration in root to that of shoot in plants inoculated with G. mosseae was significantly (p<0.05) greater than that of plants inoculated with G. intraradices and none inoculated ones.
    Keywords: Arbuscular mycorrhizae, Heavy metal, Lead, Phytoremediation, Sorghum
  • H. Arjmand, M. Ghomeshi, J. Ahadiayn, H. Goleij Page 171
    When the density current smashes into the lower dense fluid mass a plunge region will occur. Since the plunge depth bounds between density current and ambient fluid, determining of this point is important. In this research, the hydraulic parameters of density current and bed slope of stagnant fluid were investigated. To achieve the purpose of this research a physical model was built in the hydraulic laboratory of Shahid Chamran University (SCU) and various experiments were performed. In the experiments, the plunge depth at the different discharge of density current and density difference 6, 9, 13 and 16 kg/m3 at three slopes 8, 12 and 16% was measured. Then using Flow-3D under RNG turbulence model, plunge depth was simulated for the same experimental condition. The comparison of results obtained showed that the predicted plunge depth with Flow-3D under RNG turbulence model had a high and satisfactory accuracy. Finding showed that for the 8% bed slope, the results of RNG turbulence model 14% was more than experimental data. While, for the entire slope, the results of RNG turbulence model was predicted 10.5% in average more than measured data. Generally, the statistical investigations showed that the RNG turbulence model with satisfactory precision estimated the plunge point depth.
    Keywords: Bed slope, Plunge point depth, RNG model, Simulation, Turbulence Model
  • M. Ehsani, B. Hayati, G. Dashty, M. Gahremanzadeh, J. Hossenzad Page 187
    In 2007, 91.2 percent of the exploited water in Gazvin province has been consumed in agricultural sector that implies the importance of this input in the agricultural products of this province. So making the scientific and managerial strategies will be important to optimal use of water. Balancing between water supply and demand is the main issue in economic management of water resources. To this end, price or economic value of water has a responsible deterministic role as well as the price of other inputs. The economic stimulus (water economic value calculation) can be used as the motivation and economic factor to control the demand of water. In this respect, this study estimated the water economic value in barley production in Qazvin plane irrigation network from applicant perspective by using residual method and production function approach. The required data was gathered by questionnaire in 2007-08 year. The results indicated that in barley production, the economic value of water was estimated 909 Rials/m3 by using the residual method. Also it was estimated 907 and 546 Rials/ m3 based on market and guarantee prices of barley by utilizing production function approach, respectively.
    Keywords: Barley, Economic value, Gazvin plain, Production function, Residual method, Water
  • H. Kazemi Poshtmasari, Z. Tahmasebi Sarvestani, B. Kamkar, Sh Shataei, S. Sadeghi Page 201
    In this research, the spatial distribution of N, P and K in agricultural lands of Golestan province were evaluated using different geostatistical methods such as Kriging, Inverse Distance Weighting, Radial Basis Function, Inverse Multiquadric and Local Polynomial. For this porpose, 505 soil samples were collected from fields in 2008 and concentrations of these elements were measured for each sample. The performance criteria for evaluation were Mean Absolute Error, Mean Bias Error and Root Mean Square Error with the Jacknife methods. The results showed that Kriging was the best method for estimating N, P and K. Because, it showed the highest accuracy and the lowest error for estimating of these elements. Local Polynomial (degree3) was also found as the most unsuitable method for estimating of these elements. Semivariograms analysis indicated that N and K were the best fitted by Exponential models, also P by Spherical model. Result of zoning showed that amounts of N and P were lower in north and east regions of the study lands.
    Keywords: Geostatistics, Nitrogen, Phosphorus, Potassium, Zoning