فهرست مطالب

نشریه دانش آب و خاک
سال بیست و دوم شماره 3 (پاییز 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/08/12
  • تعداد عناوین: 14
|
  • سعید صمدیان فرد، علی اشرف صدرالدینی، امیر حسین ناظمی، داود فرسادی زاده صفحه 1
    تحقق پتانسیل کامل آبیاری قطره ای، نیازمند بهینه سازی پارامترهای بهره برداری است. در یک خاک معین توسعه زمانی حجم خیس شده در تعیین فاصله مناسب بین قطره چکان ها و دور آبیاری به عنوان تابعی از حجم خاکی که ریشه های گیاه در آن قرار گرفته اند نقش دارد. شبیه سازی عددی و تحلیلی، راه حلی آسان و کم هزینه برای مطالعه فعالیت های مدیریتی آبیاری قطره ای بهینه می باشد. در این تحقیق، به منظور شبیه سازی پیشروی جبهه رطوبتی در آبیاری قطره ای، ابتدا مشخصات فیزیکی خاک تعیین گردید. سپس به منظور محاسبه پارامترهای مدل ون گنوختن، منحنی مشخصه رطوبتی خاک با استفاده از دستگاه صفحات فشار تعیین شد. همچنین برنامه هایی برای حل روابط فیلیپ و بن آشر با استفاده از زبان برنامه نویسی Mathematica 7.0 نوشته شد و نرم افزار هایدروس دو بعدی برای شبیه سازی عددی مورد استفاده قرار گرفت. مقایسه آماری بین فواصل شعاعی شبیه سازی شده و مشاهده شده از محل قطره چکان به منظور ارزیابی دقت مدل های تحلیلی و عددی انجام پذیرفت. نتایج نشان دادند که مدل هایدروس دو بعدی با داشتن میانگین خطای استاندارد 32572/3 و با ضریب همبستگی 9607/0، تطابق بهتری با داده های مشاهداتی در مقایسه با مدل های دیگر داشته و بهترین روش در شبیه سازی پیشروی جبهه رطوبتی در آبیاری قطره ای می باشد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، جبهه رطوبتی، شبیه سازی حرکت آب
  • حامد سبزچی، محمد بزانه، حسین رضایی، جواد بهمنش، قادر شیرین زاده صفحه 17
    منحنی مشخصه آب خاک نقش مهمی در علوم مربوط به آب و خاک دارد و روش های آزمایشگاهی برآورد آن گران و همراه با خطا است. بنابراین بسیاری از محققان منحنی رطوبتی خاک را مدل سازی کرده اند. یکی از این روش ها بر اساس تشابه منحنی دانه بندی و منحنی مشخصه آب خاک بنا نهاده شده است که در سال 1981 توسط آریا و پاریس ارائه گردید. مهمترین پارامتر این مدل، پارامتر عامل مقیاس (α) نام دارد که برای هر نوع بافت خاک مقداری ثابت در نظر گرفته شده و یا از روش های خطی و لوجستیک محاسبه می گردد. هدف از این پژوهش توسعه یک راه کار جهت اصلاح روش خطی در برآورد پارامتر α می باشد. در این تحقیق به جای استفاده از برازش یک خط در روش آریا و پاریس، سه خط برازش داده شده مورد استفاده قرار گرفت. در این راستا مقادیر مکش به سه کلاس 0-100، 100-1000 و بزرگتر از 1000 سانتی متر طبقه بندی و برای هر کلاس یک خط برازش داده شد. در این تحقیق داده های پایگاه اطلاعاتی UNSODA برای پنج بافت شن، لوم شن، لوم، سیلت لوم و رس مورد استفاده گرفت. برای مقایسه روش پیشنهادی با روش ارائه شده توسط آریا و همکاران، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) بین رطوبت های تخمینی و تجربی محاسبه گردید. مقایسه روش خطی و روش خطی اصلاح شده نشان داد که RMSE کاهش یافت. حداقل و حداکثر کاهش بر اساس نوع بافت خاک به ترتیب 09/0 و 743/1 متر مکعب بر متر مکعب بود. این کاهش در مقایسه روش های خطی اصلاح شده و لوجستیک تکرار گردید وحداقل و حداکثر کاهش به ترتیب به 108/0 و 366/1 متر مکعب بر متر مکعب رسید. دلیل این کاهش برآورد دقیق تر ناحیه مربوط به مکش های متوسط و زیاد در روش خطی اصلاح شده بود.
    کلیدواژگان: پارامتر عامل مقیاس، روش آریا و پاریس، روش خطی اصلاح شده، منحنی مشخصه آب خاک
  • یوسف حسن زاده، احمد فاخری فرد، امین عبدی کردانی* صفحه 29

    سیستم های پایش خشکسالی، از موثرترین عوامل در تدوین طرح های مقابله با خشکسالی و مدیریت منطقی آن می باشند. چنین سیستم هایی با استفاده از شاخص های خشکسالی طراحی می گردند و هدف آنها ارائه یک ارزیابی ساده و کمی از ویژگی-های خشکسالی است. از میان شاخص های موجود جهت پایش خشکسالی، شاخص بارندگی استاندارد شده بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. بدین منظور در این تحقیق جهت تخمین دقیق تر شاخص فوق در ایستگاه تبریز برای سال های 1965 تا 2004، از روش های فراکاوشی همچون الگوریتم ژنتیک و الگوریتم شبیه سازی حرارتی استفاده گردیده و در نهایت نشان داده شده که الگوریتم ژنتیک و سپس الگوریتم شبیه سازی حرارتی نسبت به روش حداکثر درستنمایی، نتایج مطلوبی را در تحلیل شاخص بارندگی استاندارد شده ارائه می دهند. این یافته منجر به پایش دقیق تر خشکسالی می شود.

    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، الگوریتم شبیه سازی حرارتی، روش حداکثر درستنمایی
  • هوشنگ افضلی گروه، محمد امین آسودار، زهرا خدارحم پور صفحه 47
    کشت دو محصول در یک سال محدودیت زمان تهیه بستر بذر برای محصول دوم و کمبود مواد آلی خاک را به همراه دارد که این امر از مشکلات کشاورزی استان کرمان می باشد. با توجه به محدود بودن منابع آبی و خشکسالی های اخیر، استفاده از روش های مناسب آبیاری همراه با مدیریت خاک ورزی می تواند سبب کند کردن روند تخریب زمین ها و افزایش پایداری در کشاورزی استان گردد. بدین منظور آزمایشی به صورت بلوک های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی کرمان با بافت خاک شنی اجرا گردید. فاکتور اصلی خاک ورزی با حفظ بقایای گیاهی در3 سطح شامل: خاک ورزی مرسوم (گاو آهن برگردان دار + دو بار دیسک + ماله)، کم خاک ورزی (دوبار دیسک) و بی خاک ورزی (کاشت مستقیم بذر) و فاکتور فرعی آبیاری به دو روش جوی و پشته ای و قطره ای–نواری بود. بر اساس نتایج حاصل اثر منفرد فاکتورهای خاک ورزی و آبیاری در سطح احتمال 1 درصد و اثر متقابل آنها در سطح احتمال 5 درصد برای صفت عملکرد معنی دار شد. بر اساس نتایج، تیمار کم خاک ورزی با 9835 کیلوگرم در هکتار بیشترین عملکرد را در بین بقیه تیمارها داشت. بین دو سطح شخم مرسوم و کم خاک ورزی اختلاف معنی داری در عملکرد دانه مشاهده نشد. عملکرد در آبیاری قطره ای-نواری 9 درصد بیشتر از روش آبیاری جوی و پشته ای بود. در آبیاری جوی و پشته ای 13850 و آبیاری قطره ای-نواری 7530 متر مکعب آب در هکتار مصرف شد. نتایج تحقیق نشان داد که تیمار آبیاری قطره ای نواری و کم خاک ورزی با 4/1 کیلوگرم بر متر مکعب بیشترین کارایی مصرف آب را داشت. آبیاری قطره ای-نواری باعث 40 درصد صرفه جویی در مصرف آب شد. با توجه به نتایج برای شرایط مشابه منطقه مورد تحقیق، روش کم خاک ورزی با آبیاری قطره ای-نواری توصیه می شود.
    کلیدواژگان: بقایای گیاهی، روش آبیاری، سطح خاک ورزی، عملکرد ذرت، کارایی مصرف آب
  • داود زارع حقی، محمدرضا نیشابوری، منوچهر گرجی، حسن منیری فر، مهدی شرفاء صفحه 59
    فراهمی مستمر آب خاک، یکی از تعیین کننده ترین فاکتورها برای رشد گیاه محسوب می گردد. گیاهان درصورت فقدان دسترسی به آب کافی و نیز درشرایط نزدیک به اشباع که تهویه خاک کاهش می یابد دچار تنش می شوند. به منظور بررسی رفتار نهال پسته (Pistachio vera L.) در رطوبت های مختلف و تعیین دامنه رطوبتی بدون محدودیت رشد، آزمایش گلخانه ای با دو سطح تراکمی و شش سطح رطوبتی با سه تکرار به اجرا درآمد. مجموعا 36 استوانه خاک آماده و به صورت کاملا تصادفی روی یک شاسی در گلخانه قرار گرفت. جهت ایجاد دو سطح تراکمی (جرم مخصوص ظاهری 35/1 و 65/1 گرم بر سانتی متر مکعب)، خاک لوم شنی عبور کرده از الک 75/4 میلی متری به داخل استوانه های پی وی سی ریخته (به قطر 24/15 و ارتفاع 50 سانتی متر) و به دو سطح جرم مخصوص ظاهری مورد نظر رسانده شد. پس از انتقال گیاهچه های پسته به استوانه ها و استقرار آنها شش دامنه رطوبت حجمی از نقطه اشباع تا نقطه پژمردگی دایم برای هر سطح تراکمی اعمال گردید. اندازه گیری هدایت روزنه ای برگ بالغ سوم بین ساعت 13 الی 14 طی مدت اعمال تیمارهای رطوبت صورت گرفت. در پایان مدت مذکور ارتفاع بوته ها اندازه گیری و تعداد برگ های هر بوته شمارش و نمونه های برگی جهت تعیین محتوای نسبی آب (RWC) ومیزان پرولین تهیه گردید. تجزیه واریانس داده ها تاثیر معنی دار (01/0 p ≤) سطوح رطوبتی بر تمامی پارامترهای گیاهی در هر دو سطح تراکمی را نشان داد. درسطح تراکمی35/1 گرم بر سانتی متر مکعب بوته ها در دامنه رطوبتی 7 تا 14 درصد رطوبت حجمی با محدودیت رویشی و فعالیت فیزیولوژیکی مواجه شدند. بنابراین دامنه رطوبتی 14 تا 49 درصد به عنوان دامنه رطوبتی غیر محدود کننده برای گیاهچه پسته در این سطح تراکمی تعیین گردید. درسطح تراکمی65/1 گرم برسانتی مترمکعب بوته ها در دامنه 9 تا 22 درصد رطوبت حجمی به دلیل کمی رطوبت و در دامنه 33 تا 38 درصد به دلیل تهویه ضعیف، با محدویت رویشی و فعالیت فیزیولوژیکی مواجه شدند. بنابراین دامنه رطوبتی غیرمحدودکننده در این سطح تراکمی برای بوته-های پسته 22 تا 33 درصد حجمی تعیین گردید. این درحالی است که دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت از مدل داسیلوا و همکاران برای دو سطح تراکمی 35/1 و65/1 گرم بر سانتی مترمکعب به ترتیب 10 تا 5/24 و 17 تا 28 درصد حجمی برآورد شد. این تفاوت ها نیاز به واسنجی مدل های برآورد کننده دامنه رطوبتی بدون محدودیت برای هر خاک و گیاه را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: پرولین، پسته، دامنه رطوبتی غیر محدود کننده، هدایت روزنه ای
  • محمد رضوانی، فائزه زعفریان، عبداللطیف قلی زاده صفحه 73
    گیاه پالایی یکی از تکنولوژی های اکولوژیک اصلاح خاک های آلوده به فلزات سنگین محسوب می شود. در این تکنولوژی معرفی گیاهان جدیدی که توانایی جذب و انتقال آلودگی به اندام هوایی را دارند، به عنوان یک راهبرد امیدبخش مطرح می باشد. بدین منظور، در یک آزمایش اسپلیت پلات در زمان در قالب طرح کاملا تصادفی با 5 تکرار اثر غلظت های 0، 500، 1000، 2000، 4000 و 8000 میلی گرم سرب در کیلو گرم خاک بر رشد، وزن خشک و جذب سرب و عناصر غذایی به وسیله گیاه چمن شور، در شرایط گلدانی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان داد که مصرف سرب موجب کاهش رشد و تولید ماده خشک گیاه شد. اثر غلظت های مختلف سرب بر جذب عناصر پرمصرف و کم مصرف معنی دار بود. مصرف سرب باعث کاهش جذب روی و آهن و افزایش جذب منیزیم بخش هوایی گیاه شد. حداکثر تجمع سرب در ریشه در تیمار 8000 میلی گرم در کیلو گرم و به مقدار 7/155 میلی گرم سرب در کیلو گرم ماده خشک بود. بیشترین میزان انتقال سرب به بخش هوایی (531 میلی گرم در کیلو گرم ماده خشک گیاه) در تیمار 4000 میلی گرم سرب در کیلو گرم خاک وجود داشت. با توجه به نتایج، گیاه چمن شور دارای توانایی مناسبی در انتقال سرب به بخش هوایی خود می باشد که می تواند به عنوان فاکتور مطلوب برای استفاده از آن در استخراج گیاهی و پاک سازی خاک های آلوده به سرب باشد.
    کلیدواژگان: جذب عناصر غذایی، چمن شور، سرب، وزن خشک
  • سید حسین حسینی، علی حسین زاده دلیر، داود فرسادی زاده، هادی ارونقی، محمد علی قربانی صفحه 87
    در این تحقیق تاثیر توام صفحات مستغرق وطوق در کاهش آبشستگی اطراف پایه های مستطیلی با دماغه ی گرد بررسی شد. صفحات مستغرق سازه هایی هستند که غالبا برای کاربردهای مختلفی از قبیل، حمایت از سواحل در برابر فرسایش، خروج رسوبات از دهانه ی آبگیرها و افزایش عمق کشتیرانی استفاده می شوند. این صفحات با تغییر در رژیم حرکت بار بستر این امکان را فراهم می سازند تا محل رسوب گذاری و فرسایش قابل کنترل باشد. طوق نیز مانع از برخورد جریان پایین رونده با بستر شده و عمق آبشستگی را کاهش می دهد. آزمایشات مختلفی بر روی پایه با زوایای مختلف انجام شد. همچنین عملکرد صفحات مستغرق در ارتفاع های مختلف روی بستر و زوایای مختلف با جهت جریان بررسی گردید. طوق مورد استفاده نیز دارای عرضی سه برابر عرض پایه بوده و در روی بستر نصب شد. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه ی پایه با جهت جریان از تاثیر صفحات مستغرق در کاهش آبشستگی کاسته می شود. حداکثر کاهش آبشستگی برای پایه ی 0، 5 و 10 درجه با جهت جریان با صفحات مستغرق با ارتفاع 5/2 سانتیمتر در روی بستر و زاویه ی 30 درجه با جهت جریان به ترتیب در حدود 57/45، 76/39 و 78/27 درصد بود. آزمایشات با طوق نشان دادند که با افزایش زاویه ی پایه با جهت جریان از عملکرد طوق کاسته می شود. حداکثر کاهش آبشستگی در آزمایشات با صفحات مستغرق و طوق برای پایه ی 0، 5 و 10 درجه با طوق به ترتیب برابر با 62/69، 4/49 و78/7 درصد بود.
    کلیدواژگان: آبشستگی، پایه پل، جریان های ثانویه، جریان پایین رونده، صفحات مستغرق، طوق، گرداب
  • یوسف رمضانی، مهدی قمشی، سید حبیب موسوی جهرمی صفحه 103
    شکست پل ها ناشی از آبشستگی در تکیه گاه پل ها اهمیت مطالعه در مورد پیش بینی آبشستگی و راه های کاهش آن را روشن می سازد. طول تکیه گاه یکی از مهمترین پارامتر های موثر بر آبشستگی می باشد. اکثر تکیه گاه پل ها در دشت سیلابی قرار گرفته اند و قرار گرفتن آن ها در مجرای اصلی کمتر رایج است. یکی از موارد متداول در دشت سیلابی وجود پوشش گیاهی می باشد. هدف این تحقیق بررسی تاثیر طول تکیه گاه بر آبشستگی تکیه گاه با دیواره عمودی در مقطع مرکب می باشد. آزمایش ها در طول های مختلف تکیه گاه، تراکم های گوناگون پوشش گیاهی در دشت سیلابی و شرایط آبشستگی آب زلال انجام گرفت. نتایج نشان می دهد در یک عمق ثابت، با افزایش طول تکیه گاه، تاثیر پوشش گیاهی در کاهش عمق آبشستگی بیشتر می شود. همچنین، در کمترین عمق آب در دشت سیلابی، با افزایش طول تکیه گاه، عمق آبشستگی با یک نرخ سریع افزایشی، بیشتر می شود. با افزایش عمق آب، این نرخ سریع افزایشی به تدریج تبدیل به یک نرخ کاهشی شده و با افزایش طول تکیه گاه، عمق آبشستگی با یک نرخ کاهشی، افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: آب زلال، آبشستگی، پوشش گیاهی، تکیه گاه پل، طول تکیه گاه، مقطع مرکب
  • زهرا شجاعیان، علی حسین زاده دلیر، مهدی دریایی، سیدمحمود کاشفی پور، داود فرسادی زاده صفحه 115
    حوضچه آرامش از مهمترین سازه های مستهلک کننده انرژی جریان در پایین دست سازه های آبی که جریان در آن ها حالت فوق بحرانی دارد، می باشد. نظر به اهمیت این سازه و همچنین پرهزینه بودن احداث آن، ضرورت مدل کردن قبل از ساخت کاملا محسوس می باشد. همچنین مدل کردن این سازه در شرایط آزمایشگاهی برای حالات مختلف پرهزینه بوده و نیاز به زمان زیادی دارد. لذا از گذشته سعی بر این بوده که خصوصیات پرش هیدرولیکی از قبیل طول پرش، افت انرژی پرش، نسبت اعماق مزدوج و غیره را به پارامترهای هیدرولیکی و مشخصات سطح مقطع جریان مانند عدد فرود، زاویه واگرایی، شیب کف، شیب دیواره های جانبی و غیره ارتباط دهند. به همین جهت مطالعات زیادی در این خصوص صورت پذیرفته است. در این تحقیق خصوصیات پرش هیدرولیکی شامل نسبت اعماق مزدوج، طول پرش و افت انرژی پرش در مقاطع مستطیلی واگرا با شیب معکوس به صورت توابعی از پارامترهای عدد فرود اولیه، شیب کف و زاویه واگرایی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی مدل گردیدند و میزان دقت مدل در برآورد هر یک از این مشخصات هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که مدل قادر به پیش بینی این خصوصیات با دقت بسیار بالا می باشد. هم چنین میزان اهمیت هر یک از پارامترهای مورداستفاده در پیش بینی خصوصیات مورد مطالعه پرش هیدرولیکی در این تحقیق توسط مدل تعیین، که با استفاده از نتایج حاصل و نرم افزارData Fit برای هر یک از این خصوصیات یک رابطه بر حسب پارامترهای موجود استخراج گردید که این روابط نیز از دقت بالایی در پیش بینی خصوصیات موردنظر بهره مند می باشند
    کلیدواژگان: پرش هیدرولیکی، شبکه عصبی مصنوعی، شیب معکوس، مقاطع واگرا
  • مهرداد مقدس، علی رئیسی استبرق، جمال عبداللهی بیک صفحه 127
    خاک های متورم شونده خاک هایی هستند که بر اثر تغییر رطوبت متورم یا منقبض می شوند که این تغییر حجم می تواند سبب بالا آمدن سطح زمین و در نتیجه خسارت به سازه های روی آن ها شود. در این تحقیق رفتار یک خاک متورم شونده تحت چرخه های تر و خشک شدن بررسی شد. آزمایشات آزمایشگاهی روی نمونه های خاک متراکم شده به روش استاتیکی تحت سربار 10 و 20 کیلو پاسکال در دستگاه تحکیم اصلاح شده انجام شد. تغییر شکل محوری نمونه خاک در حین چرخه های تر و خشک و همچنین میزان EC (قابلیت هدایت الکتریکی) آب محفظه دستگاه در طول هر سیکل و نیز انتهای چرخه های مختلف اندازه گیری شد. آزمایش های همزمان دیگری نیز روی نمونه های خاک مشابه نمونه اصلی در دستگاه تحکیم معمولی تحت سربار مشابه صورت پذیرفت. نسبت تخلخل و درصد رطوبت نمونه خاک در چند مرحله در حین چرخه ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تورم و انقباض پس از پنجمین چرخه برگشت پذیر بوده و در این حالت تغییر شکل نمونه خاک به حالت تعادل می رسد. مقادیر EC در طول هر چرخه افزایش می یابد تا به مقدار ثابتی برسد و با افزایش تعداد چرخه ها مقدار آن کاهش می-یابد. مسیرهای خیس و خشک شدن خاک نیز شبیه منحنی هائی S شکل بوده و این منحنی ها متشکل از یک بخش خطی شکل و دو بخش منحنی شکل می باشند و در حالت تعادل این دو مسیر بر یکدیگر منطبق شده و قسمت اعظم تغییر شکل خاک در بخش میانی منحنی و بین خطوط اشباع 50% و 90% به وقوع می پیوندد.
    کلیدواژگان: تحکیم اصلاح شده، تر و خشک شدن، خاک های متورم شونده، شوری، مسیرهای تورمی، انقباضی
  • احمد پاکپورربطی، علی اصغر جعفرزاده، فرزین شهبازی، پرویز عماری صفحه 139
    ارزیابی اراضی و تعیین تناسب آنها برای تیپ های بهره وری خاص یکی از روش های مدیریت و توسعه کشاورزی پایدار بوده که مدیران و برنامه ریزان را قادر می سازد ضمن برنامه ریزی برای افزایش تولید، استفاده بهینه و مستمر از اراضی را نیز برای آینده لحاظ نمایند. هدف از این تحقیق استفاده از مدل های تصمیم گیریTerraza، Cervatana و Almagra در محیط میکرولیز و تولید نقشه های زمین مرجع شده با استفاده از تکنیک GIS به منظور آمایش زمین در منطقه ای به وسعت 37775 هکتار واقع در عرض 30 36 تا 50 36 شمالی و طول 05 45 تا 25 45 شرقی است. بر اساس پارامترهای موثر در هر مدل، به ترتیب محدودیت های بیو-اقلیمی، کلاس های قابلیت یا استعداد و ارزیابی کیفی اراضی توسط مدل های فوق الذکر تعیین شدند و نتایج مدل Terraza نشان داد که کشت دیم همه تیپ های بهره وری مورد مطالعه (آفتابگردان، ذرت و سویا) امکان -پذیر نمی باشد. همچنین رعایت برخی توصیه های مدیریتی مانند تعیین زمان حساس گیاه به آب آبیاری موجب صرفه جویی در مصرف آب بدون هرگونه تاثیر منفی در میزان عملکرد سالانه محصول می شود. بر اساس نتایج مدل Cervatana حدود 35/91 درصد اراضی به عنوان اراضی خوب تا عالی و ولی حدود 65/8 درصد اراضی به عنوان متوسط تا خوب با محدودیت های خاک، شیب و فرسایش تشخیص داده شدند. در ادامه مراحل ارزیابی جهت حفاظت خاک، اراضی غیرمستعد کشاورزی برای احداث جنگل و مرتع معرفی شدند. بنابراین ارزیابی کیفی تناسب اراضی مستعد با استفاده از مدل Almagra نشان داد که به ترتیب 21/10 و 79/89 درصد اراضی برای محصولات مورد مطالعه به دلیل محدودیت های بافت، کربنات، عمق موثر، توسعه پروفیل و زهکشی به ترتیب در کلاس های مناسب (2S) و نسبتا مناسب (3 S) قرار می گیرند.
    کلیدواژگان: آمایش زمین، کشاورزی پایدار، مدل های تصمیم گیری میکرولیز
  • آ . رشید شمالی، ح. خداوردی لو * صفحه 157

    وسایل نقلیه از راه های گوناگون موجب آلودگی خاک ها و گیاهان پیرامون جاده ها شده و در نهایت این آلودگی ها به زنجیره غذایی راه می یابند. هدف از این پژوهش، بررسی آلودگی سرب، کادمیوم، روی و نیکل در خاک ها و گیاهان حاشیه بزرگراه اصلی مسیر ارومیه- سلماس با بار ترافیکی بالا بود. برای بررسی سطوح آلودگی فلزهای سنگین در خاک از شاخص ژئوانباشت (Igeo) و برای بررسی توانایی جذب همزمان فلزهای مورد مطالعه توسط هر گیاه از شاخص انباشت فلز (MAI) استفاده شد. نتایج نشان داد غلظت این فلزها در خاک ها و بیشتر گیاهان رشد یافته در پیرامون جاده به گونه ای معنی داری (05/0 p ≤) بیشتر از نمونه های مرجع بود. هم چنین خاک های سطحی و گیاهان رشد یافته در منطقه مورد مطالعه در مقایسه با سطوح زمینه، نسبتا آلوده بودند. خاک ها و گیاهان پیرامون این جاده به ویژه به سرب آلوده بودند. از این رو، چرای دام در این مناطق ممکن است خطر انتقال احتمالی این فلزها (به ویژه سرب) به زنجیره غذایی را در پی داشته باشد. به طور کلی غلظت این فلزها، به ویژه سرب، در گیاهانی که به جاده نزدیک تر بودند، بیشتر بود. هم چنین گیاه بومادران (Achillea millefolium L.) با مقدار MAI برابر با 01/100 در مقایسه با دیگر گیاهان توانایی بهتری در جذب همزمان فلزهای مختلف داشت. برپایه نتایج این پژوهش، انجام اقداماتی برای مدیریت خاک و چرای گیاهان پیرامون جاده ها ضروری است.

    کلیدواژگان: آلودگی جاده ای، حداکثر غلظت مجاز، فلزهای سنگین
  • علی مولایی، ناصر علی اصغرزاد، شاهین اوستان صفحه 173
    کمپوست شهری و لجن فاضلاب که برای اصلاح ساختمان خاک و افزایش حاصلخیزی خاک به کار می روند، اغلب دارای مقادیری از Pb، Cd، Zn، Ni و Cu هستند که برای میکروارگانیسم های خاک سمی می باشند. در میان این عناصر Pb نسبت به بقیه دارای غلظت بالاتری است. در این تحقیق اثرات سطوح مختلف Pb (به صورت نیترات سرب) بر جوامع میکروبی خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. شش سطح Pb شامل صفر، 100، 200، 300، 400 و 500 میلی گرم Pb در کیلوگرم خاک به گلدان های حاوی دو کیلوگرم خاک در دو تکرار افزوده شده و در رطوبت 7/0 ظرفیت مزرعه و دمای 2±25 درجه سلسیوس به مدت شش ماه انکوباسیون گردید. در روزهای 15، 30، 90 و 180 تعداد جمعیت باکتری ها و قارچ ها به روش شمارش کلنی در ظرف پتری تعیین شد. در هریک از دوره های زمانی با افزایش غلظت Pb جمعیت باکتری ها کاهش یافت و بیشترین اثر منفی از غلظت 200 میلی گرم Pb در کیلوگرم خاک به بالا مشاهده شد. 15 روز پس از انکوباسیون جمعیت قارچ ها در سطوح 400 و 500 نسبت به سطح صفر Pb به طور معنی داری کاهش یافت. با افزایش زمان انکوباسیون به 180 روز، تعداد جمعیت قارچ ها در سطوح مختلف Pb تفاوت معنی داری (05/0≥p) نداشت. به نظر می رسد که در خاک مورد آزمایش، جمعیت قارچ ها نسبت به جمعیت باکتری ها دارای تحمل بیشتری به سطوح بالای Pb بودند.
    کلیدواژگان: باکتری، تحمل، سرب، شمارش کلنی، قارچ
  • امیرفرید هاشمی، امیر خسروجردی، حسین صدقی صفحه 183
    سرعت زیاد سیال همراه با افت شدید فشار باعث اغتشاش های زیاد در جریان شده که می تواند منجر به وقوع پدیده های مخرب مانند کاویتاسیون و کوبش در سازه های هیدرولیکی و تخریب جدی در قسمت هایی از آنها گردد. در این تحقیق نوسان های فشار، روند آنها و پدیده کاویتاسیون در ناحیه شیار دریچه سرویس مدل فیزیکی تونل تحتانی سد مخزنی گتوند علیا بررسی شد. آزمایش ها در بازشدگی های10،30،50،70 و100 درصد دریچه با ارتفاع معادل فشار آب 2،3 و4 مترانجام شد. داده های فشار با استفاده از مبدل فشار برداشت شد و به یک دستگاه تقویت کننده منتقل و در نهایت در رایانه ثبت گردید. این داده ها با احتمال وقوع 1/0درصد مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که احتمال وقوع کاویتاسیون در باز شدگی های30،50 و70 درصد دریچه بیشتر از مقادیر آن در بازشدگی های10 و100 درصد دریچه می باشد. همچنین پیزومتری که به لبه دریچه نزدیکتر است در معرض نوسان های بیشتری قرار دارد و با افزایش باز شدگی دریچه نقطه بحرانی نوسان های فشار به نقاط بالاتر انتقال می یابد. ضریب بی بعد نوسان های فشار نیز در بازشدگی10% دریچه بیشینه بوده که نشان دهنده کوبش و ضربه های فشاری به سازه در این بازشدگی می باشد. لذا با استفاده از پوشش مناسب، کنترل شرایط هیدرولیکی و تغییرات هندسی شیار می توان احتمال وقوع کاویتاسیون را به کمترین میزان ممکن رساند.
    کلیدواژگان: افت فشار، تونل تحتانی، دریچه سرویس، سرعت زیاد سیال، ضریب نوسان های فشار، کاویتاسیون
|
  • S. Samadianfard, Aa Sadraddini, Ah Nazemi, D. Farsadi Zadeh Page 1
    Achieving the full potential of drip irrigation requires optimizing its effective operational parameters. For a given soil، knowing the temporal evolution of the wetted volume can contribute to a proper determination of emitter spacing and duration of irrigation as a function of the root zones soil volume. To investigate the optimal drip management practices، numerical and analytical simulations are easy and inexpensive approaches. In this study، the physical properties of the soil for simulation of wetting front position in drip irrigation were determined. Then، in order to calculate Van Genuchten model parameters، soil water characteristic curve was determined by means of a pressure membrane apparatus. Also، for solving the Philip and Ben-Asher equations، some computer programs were provided using Mathematica 7. 0. The HYDRUS 2D was used for numerical simulations. Statistical comparisons of the simulated and observed radial distances from emitters were employed to evaluate the accuracy of the analytical and numerical models. Results showed that HYDRUS 2D output with relevant root mean square error of 3. 32572 and correlation coefficient of 0. 9607 had a better agreement with the observed wetting front data in comparison with other methods and، in general، it’s the best method for simulating of wetting front in drip irrigation.
    Keywords: Drip irrigation, Water movement simulation, Wetting front
  • H. Sabzchi, M. Bazzaneh, H. Rezai, J. Behmanesh, Gh Shirinzadeh Page 17
    Soil water retention curve plays an important role in water and soil sciences and laboratory methods of its determination are expensive and time consuming. Therefore many researchers have modeled the soil water retention curve. One of these models based on the similarity between soil particle size distribution curve and soil water retention curve has been presented by Arya and Paris. The most important parameter of this model is called scaling parameter which can be assumed as a constant value for any soil texture or can be determined by linear and logistic methods. The goal of this research is to develop a solution for the improvement of the linear method in determining of scaling parameter (α). This improvement yields more accurate determination of soil water retention curve. In the present research، instead of one linear fit used in the Arya and Paris method، three linear fits were utilized. In this direction، pressure heads were divided into three classes of 0-100، 100-1000 and more than 1000 cm and for each class one line was fitted. In this research، according to Arya and Paris studies، UNSODA data were used for five soil textures which included sand، sandy loam، loam، loam silt and clay. For comparison of the proposed methods with the two methods proposed by Arya and Paris، the root mean square error (RMSE) was calculated. Comparing of the linear and improved methods showed reductions in RMSE values. The minimum and maximum reductions of RMSE dependent on the soil texture were 0. 09 and 1. 793، respectively. These reductions were repeated in comparing of the logistic and improved linear methods and the minimum and maximum reductions were 0. 108 and 1. 366، respectively. The reason of these reductions in the improved linear method is the accurate determination of the soil water retention curve in the moderate and high head pressures.
    Keywords: Arya, Paris method, Modified linear method, Scaling parameter, Soil water retention curve
  • Y. Hassanzadeh, A. Abdi Kordani, A. Fakheri Fard Page 29

    Drought monitoring systems are efficient factors in providing methods for drought mitigation and its logic management. These systems are designed by using of drought indices and their goals are presenting a simple and quantitative evaluation of drought characteristics. From the many of drought indices، the standardized precipitation index is used vastly for drought monitoring. For this purpose in the present study، meta-heuristic methods such as genetic algorithm and simulated annealing algorithm were used for accurate estimation of this index in Tabriz station for 1965 to 2004. The results showed that genetic algorithm and then simulated annealing algorithm had better results، respectively، in analyzing standardized precipitation index in comparison with maximum likelihood method which was conducted to precisely monitor drought events.

    Keywords: Drought monitoring, Genetic algorithm, Simulated annealing algorithm, Standardized precipitation index
  • H. Afzali Gorouh, Ma Asoodar, Z. Khodarahmpoor Page 47
    Cultivation of two crops in one year may lead to time limitation for seedbed preparation of the second crop and inadequacy of organic material. These are some of Kerman province agricultural problems. In addition، regarding to the limited water resources and recent droughts use of proper irrigation methods with tillage management methods can reduce destruction of agricultural lands and increase sustainability of agriculture. For this purpose، an experiment using a split plot in randomized complete blocks design (RCBD) with four replications was conducted at Kerman agricultural research center. Tillage systems consisted of conventional tillage (CT)، reduced tillage (RT) and no tillage (NT) were the major treatments and two irrigation methods (furrow (FI) and tape irrigation (TI)) were the sub plots. The results of this research showed: tillage and irrigation treatments had significant effect on corn yield at PV= 1 % and interaction of these treatments had significant effect at PV= 5% on corn yield. RT treatment produced the maximum yield (9835 kg/ha). CT and RT treatments did not show any significant difference. Corn yield under tape irrigation was 9% more than that of furrow irrigation. By furrow and tape irrigation treatments 13850 and 7350 m3/ha water were used respectively. So treatment of TI with NT treatment had the maximum Water Use Efficiency (1. 4 kg/m3) based. On the results، tape irrigation caused 40% water saving. Regarding to the results RT with TI system is recommended at the study area.
    Keywords: Corn yield, Crop residue, Irrigation system, Tillage level, Water use efficiency
  • D. Zarehaghghi_M. R Neyshabouri_M. Gorji_H. Monirifar_M. Shorafa Page 59
    Continuous availability of soil water is an important factor for plant growth. Both lack of adequate access to water in soils and adequate oxygen in saturated soils، may reduce or even stop plant growth. In order to study the behavior of pistachio seedling (Pistachio vera L.) at various moisture levels and to determine non limiting water range for its growth، a greenhouse experiment with two levels of compaction at six moisture levels with three replications was conducted. The air dried soil was passed through soil 4. 75 mm sieve، and transferred into 36 PVC cylinders (diameter 15. 24 and height 50 cm)، the soils of cylinders were compacted in order to prepare two levels of soil bulk density (1. 35 and 1. 65 g cm-3). After transferring the pistachio seedlings into soil cylinders and their establishment، six different volumetric water contents، from saturation to permanent wilting point، for each compaction level were applied. Stomatal conductance in the third mature leaf was measured in the course of exerting moisture treatments between 1:0 to 2:0 pm، during the experiment. Number of leaves and height of seedlings were recorded and leaf relative water content (RWC) and proline content were determined. The effect of moisture levels on all growth parameters were significant (p≤0. 01). With bulk density of 1. 35 g cm-3، the seedlings faced with vegetative and physiological limitations at the range of 7 to 14 percent volumetric water content. Thus non-limiting water range for pistachio seedling at this bulk density level ranged from 14 to 49 percent volumetric moisture. In the compacted treatment (bulk density of 1. 65 g cm-3) both vegetative growth and physiological activities were considered within the range of 9-22 percent water content due to moisture deficit and at the range of 33-38، because of soil poor aeration led to growth retardation. Also non-limiting water range at this compaction level ranged from 22-33 percent water content. The least limiting water range predicted from Dasilva et al. model at the two Db of 1. 35 and 1. 65 g cm-3 were 10- 24. 5 and 17- 28 percent، respectively. The differences between the predicted range and the range obtained based on the seedling response implies the need for the calibration of the predicting model for each particular soil and plant.
    Keywords: Leaf stomatal conductance, Non, limiting water range, Pistachio, Proline
  • M. Rezvani, F. Zaefarian Al Gholizadeh Page 73
    Phytoremediation has been proposed as an ecological remediation technology for soils polluted with heavy metals. In this technology introduction of new plants having heavy metals uptake and translocation ability to shoot is considered as a promising strategy. In a pot culture experiment، effects of 0، 500، 1000، 2000، 4000 and 8000 mg Pb kg-1 soil were investigated on growth and uptake of lead and some nutrients in Aeluropus littoralis plant. The results showed Pb application reduced plant growth and dry matter production. Different concentrations of Pb had significant effects on macro and micro nutrients uptake by A. littoralis. The maximum Pb accumulation in root (155. 7 mg kg-1) was for the treatment of 8000 mg Pb kg-1 soil. The highest translocation of Pb (531 mg/kg dry matter) into shoot was observed at the treatment of 4000 mg Pb kg-1 soil. Results indicated that A. littoralis had an appropriate performance in Pb translocation to shoot. This characteristic is an important factor of this plant that can play key role in phytoextraction and cleaning up of Pb contaminated soil.
    Keywords: Aeluropus littoralis, Dry weight, Lead, Nutrients uptake
  • Sh Hosseini, A. Hosseinzadeh Dalir, D. Farsadizadeh, H. Arvanaghi, Ma Ghorbani Page 87
    In this research، the influences of submerged vanes and collar on scour reduction around rectangular bridge piers with circular nose were investigated. Vanes are used as protective structures against bank erosion، exclusion of sediment from water intake structures and increasing navigational depth. Vanes change the regime of bed load movement that lead to control place of deposition and erosion. Collar prevents the direct impact of down flow with the bed that leads to decreasing the scour depth. Experiments were carried out with different piers and submerged vanes at various arrangements. The width of the collar was three times greater than the pier width and was installed on the bed. It was found that effectiveness of submerged vanes reduces by increasing the skewness of the pier. Maximum reductions of scouring were 45. 57، 39. 76 and 27. 78% for submerged vanes with 2. 5cm heights on the bed and skewed at to the flow when the angle of pier was and skewed at and to the flow، respectively. Results showed that the performance of collar decreased with increasing of pier angle with flow direction. Also maximum reductions of scouring were 69. 62%، 49. 4% and 7. 78% for pier with submerged vanes and collar when were aligned and skewed at and to the flow، respectively.
    Keywords: Bridge pier, Collar, Down flow, Scouring, Secondary circulation, Submerged vanes, Vortex
  • Y. Ramezani, M. Ghomeshi, S.H. Musavi Jahromi Page 103
    Bridge failures due to scour at bridge abutments clarify importance of scour prediction and scour reduction. Abutment length is one of the most important parameters influencing the scour process. Most of bridge abutments are located in floodplains and locating them in main channels are less common. One of common cases in floodplains is the existence of vegetation cover. Scope of this study is to investigate the effect of vertical wall abutment length on scour in compound channels. Experiments were carried out in different abutment lengths، vegetation concentrations under clear water condition. Results show that for constant flow depth، with increasing the abutment length، the effect of vegetation on reduction of scour depth increased. Also، with increasing the abutment length at the minimum flow depth، the scour depth got larger at a rapidly increasing rate. With increasing flow depth، this rapidly increasing rate changed to a slowly increasing rate.
    Keywords: Abutment length, Bridge abutment, Clear water, Compound channel, Scour, Vegetation
  • Z. Shojaeian, A. Hosseinzadeh Dalir, M. Daryaee, Sm Kashefipour, D. Farsadizadeh Page 115
    Stilling basins are the most important energy dissipating structures placed at the end of spillways and any source of supercritical flow to control the hydraulic jump. Due to its importance and high construction costs، modeling of stilling basins are necessary prior to construction. Physical modeling of stilling basins are time consuming and costly، therefore attempts have been made so far to relate the hydraulic jump characteristics such as the jump length، energy loss، etc.، to some hydraulic parameters like Froude number، divergence and the bed slope. In this study hydraulic jump characteristics such as the jump length and energy loss in divergent rectangular sections on inverse slopes were modeled as functions of Froude number، angle of divergence and inverse bed slope، using Artificial Neural Network. The accuracy of the model for estimating different hydraulic parameters was also verified. The results indicated that the model was capable of predicting hydraulic parameters with high accuracy. Furthermore، the weight of each parameter for estimating hydraulic characteristics was determined. Data Fit software was used to produce relationships between the parameters. The relationships found to be accurate enough to predict the hydraulic jump characteristics.
    Keywords: Artificial Neural Networks, Divergent channel sections, Hydraulic jump, Inverse slope
  • M. Moghaddas, A. Raeesi Estabragh, J. Abdolahi Page 127
    Expansive soils swell or shrink when subjected to water content changes. These volume changes can give rise to ground uplift which may cause damages to the on site structures. In this research the behavior of an expansive soil was investigated through a number of wetting and drying cycles. Laboratory tests were carried out on statically compacted samples in a modified odometer under surcharge pressures of 10 and 20 kPa. The vertical deformation of the soil sample and EC (electrical conductivity) of the water of the consolidation cell were measured during cycles of wetting and drying. The void ratio and water content of the soil samples were determined at different stages. The results showed that swelling and shrinkage were reversible after the fifth cycle while soil deformation reached the equilibrium condition. The value of EC increased during each cycle and attained to a constant value but it decreased with increasing the number of cycles. Wetting and drying paths were as S shaped curves. These curves consisted of a linear and two curved portions، and in equilibrium condition these paths coincided. The majority of the soil deformations occurred in the middle part of the curves between the degrees of saturation 50% and 90%.
    Keywords: Expansive soils, Modified odometer, Salinity, Swell, shrink paths, Wetting, drying
  • A. Pakpour Rabati, A.A. Jafarzadeh, F. Shahbazi, P. Ammary Page 139
    Land evaluation and its suitability determination for specific land-uses is one of the management procedures and sustainable agriculture development that enables the managers and applicants not only for planning to increase the production but also to focouse on the future optimum and continous use. The aim of this research is using the Terraza، Cervatana and Almagra models as decision support models within the MicroLEIS to create geo-referenced maps for the purpose of land use planning in an area with 37775 ha extension، which is located in 36°30´ to 36°50´ North latitude and 45°05´ to 45°25´ East longitude. Based on each model effective parameters، bioclimatic deficiency، land capability and qualitative land suitability were determined using above mentioned models. The results of Terraza model showed that rainfed cultivation is not possible for all studied land uses (sunflower، maize and soybean). Also، considering some of the manegement recommendations such as identifying the sensitive time of crops for irrigation، reduce the water consumption without any negative impacts on annual yield. According to Cervatana model results، 91. 35% of total area was distinguished as good to excellent، while 8. 65% of the area due to soil، slope and erosion limitation factors was classified as moderate to well lands. Following the land evaluation process، the unsuitable lands determined by Cervatana model are introduced to be stablished as rangeland or forest to prevent the soil degradation. Therefore، qualitative land suitability evaluation of susceptible lands using Almagra model revealed that 10. 21% and 89. 79% of total area can take place in suitable (S2) and moderately suitable (S3) respectively by soil texture، carbonate، useful depth، drainage and profile development factors.
    Keywords: Decision support models, Land use planning, MicroLEIS, Sustainable agriculture
  • A. Rashid Shomali, H. Khodaverdiloo Page 157

    Vehicles contaminate soils and plants along the roadside by different ways and finally these contaminants enter the food chain. The aim of this study was to assess Pb، Cd، Zn and Ni contamination of soils and plants around the Urima-Salmas highway with heavy traffic. Geoaccumulation index (Igeo) was calculated for characterizing the contamination levels of heavy metals in the soils. Metal accumulation index (MAI) was also employed for assessing simultaneous accumulation of the studied metals by each plant. Results showed that concentrations of these metals were higher than those of the control samples (p ≤ 0. 05) for soils and most of the plants grown in the roadside. In comparison with background areas، surface soils and plants grown along the roadside were relatively contaminated. Also soils and plants of the roadside were specifically contaminated with Pb. Therefore، animal grazing in this site would be of potential transfer risk of these metals (especially Pb) to the food chain. In general، concentration of the metals، specifically Pb، was higher in plants which were closer to the road. In comparison with other plants studied، Yarrow plant (Achillea millefolium) with MAI = 100. 01 had better ability for simultaneous absorption of different metals. According to the results of this study، actions are needed to be applied for better management of the soils and grazing of the plants in the roadsides.

    Keywords: Heavy metals, Maximum permitted concentration, Roadside contamination
  • A. Molaei, N. Aliasgharzad, Sh Oustan Page 173
    Municipal compost and sewage sludge which are used as amendments to improve soil structure and fertility، often contain Pb، Cd، Zn، Ni and Cu at levels that are toxic to soil microorganisms. Among these elements، Pb appears at relatively higher concentration. In this study، the impact of different levels of Pb as Pb (NO3) 2 on the population of soil microorganisms in soil were evaluated. Six levels of Pb including 0، 100، 200، 300، 400 and 500 mg Pb per kg soil were added at two replications to the pots containing 2 kg of soil and kept 25±2°C and 0. 7 FC soil moisture for six months. Bacterial and fungal cells numbers were enumerated using plate count method، on days 15th، 30th، 90th and 180th day during incubation. At each incubation period، bacterial number decreased with increasing Pb levels. The most adverse effect of Pb was observed at above 200 mg Pb kg-1. Fifteen days after incubation، the fungal population was significantly (p≤0. 05) declined at 400 and 500 mg Pb kg-1 compared to the control level (zero addition of Pb). By increasing of incubation time to 180 days، the fungal number cells showed no significant differences between Pb levels. It seems that the fungal population is more tolerant to Pb than the bacterial population in the tested soil.
    Keywords: Bacteria, Fungi, Pb, Plate count, Tolerance
  • Af Hashemi, A. Khosrowjerdi, H. Sedghi Page 183
    High velocity of fluid along with the severe head loss causing several turbulences in the flow، may lead to the occurrence of cavitation phenomenon in hydraulic structures and severe destruction in some parts of them. In this research، pressure fluctuations، its processes and cavitation phenomenon in area of service gate slot have been investigated and analyzed by a hydraulic model including bottom outlet of Gotvand Olya storage dam. These experiments were conducted at the gate openings of 10، 30، 50، 70، and 100 percent and at different 2، 3 and 4 meter-heads in the region of gate slot. Pressure data were collected by using a transducer and were then transferred to an amplifier and finally were recorded in the computer. These data were analyzed on the basis of 0. 001 probability level. The obtained results indicated that the probability of cavitation occurrence in 30، 50 and 70 percent of gate openings was higher than 10 and 100 percent ones. Also the piezometer which was the closest to the gate lip was subject to more fluctuations and critical point of pressure fluctuations was shifted to higher points due to increase of gate opening. ِِDimensionless coefficient of pressure fluctuations (C''p) was the maximum for 10 of gate opening، indicating compaction and pressure impacts on the structure in this opening. So by suitable lining، control of hydraulic conditions، and change of slot geometry probability of cavitation occurrence can be decreased to the lowest value.
    Keywords: Bottom outlet, Cavitation, Coefficient of pressure fluctuations, Head loss, High velocity of fluid, Service gate