فهرست مطالب

دانش آب و خاک - سال بیست و پنجم شماره 3 (پاییز 1394)

نشریه دانش آب و خاک
سال بیست و پنجم شماره 3 (پاییز 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/10/12
  • تعداد عناوین: 22
|
  • مقاله پژوهشی
  • زهرا شجاعیان، سید محمود کاشفی پور، سید حبیب موسوی جهرمی صفحات 1-11
    باندال لایک ها نوعی از سازه های محلی هستند که در بنگلادش نزدیک به شبه قاره هند به منظور بهبود کشتی رانی در رودخانه های آبرفتی احداث می گردند. این سازه یک نوع جدید از آب شکن هست که به صورت ترکیبی از یک آب شکن نفوذپذیر و نفوذناپذیر ساخته می شود. آبشستگی موضعی دماغه آب شکن، یکی از مسائل در طراحی این سازه ها هست که به علت تنگ شدگی مقطع جریان و وجود گردابه های قوی اتفاق می افتد. لذا تعیین عمق آبشستگی در طراحی این سازه بسیار مهم هست. با توجه به تحقیقات اندک در زمینه آب شکن های نوع باندال لایک در این مطالعه به بررسی تاثیر درصد نفوذپذیری بر روی بیشینه عمق آبشستگی در این گونه آب شکن ها پرداخته شده است. آزمایش ها در شرایط آب زلال و با در نظر گرفتن 4 درصد نفوذپذیری و 4 دبی مختلف انجام گرفت. در همه آزمایش ها طول آب شکن (L) و نسبت فاصله به طول آب شکن () ثابت و به ترتیب برابر 20 درصد عرض کانال و 3 در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که بیشینه عمق آبشستگی در اطراف آب شکن های بسته به مراتب بیشتر از باندال لایک ها هست. کمترین مقدار کاهش عمق نسبی آبشستگی در باندال لایک ها نسبت به آب شکن بسته 16/ 34% هست که این مقدار کاهش در نفوذپذیری 30% و عدد فرود 24/ 0 و بیشترین مقدار 82/ 94% هست که در نفوذپذیری 64% و عدد فرود 18/ 0 محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: آبشستگی آب زلال، آبشستگی موضعی، آب شکن باندال لایک، آب شکن نفوذپذیر، حفاظت ساحل رودخانه
  • جواد بهمنش، نوشین مرتضوی، بایرامعلی محمد نژاد صفحات 13-27
    یکی از پیش نیازهای اساسی بهبود مدیریت مصرف آب در مزرعه، تخمین دقیق میزان آب مصرفی گیاه است. برآورد دقیق مقدار آبی که صرف تبخیر- تعرق گیاهی می شود، یکی از عوامل مهم برنامه ریزی جهت توسعه کشاورزی و افزایش محصول است. روش پنمن- مانتیث فائو (FPM) به عنوان استاندارد جهانی به منظور برآورد تبخیر- تعرق گیاه مرجع (ETo) و نیز برای ارزیابی دیگر روش های تخمین ETo پیشنهاد گردیده که نیازمند داده های تابش خورشیدی، سرعت باد، دما و رطوبت هوا است. متاسفانه امکانات اندازه گیری برخی از پارامترهای آب و هوایی در بعضی از ایستگاه های هواشناسی وجود ندارد. بنابراین، تشخیص درستی روش های تخمین ETo با استفاده از داده های آب و هوایی برآورد شده بسیار مهم است. بر این اساس، هدف از این مطالعه، ارزیابی عملکرد روش FPM در برآورد ETo زمانی که داده های تابش خورشیدی (Rs)، فشار بخار (ed) و رطوبت نسبی (RH) موجود نباشند، تحت شرایط اقلیمی شمال غرب ایران هست. داده های ایستگاه های سینوپتیک ارومیه و تبریز، به منظور مقایسه با ETo برآورد شده توسط روش FPM با مجموعه داده های کامل و با داده های محدود، مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد هنگامی که داده های RH و ed موجود نباشند، برآورد آن ها با استفاده از روش FPM گزینه بسیار خوبی برای به دست آوردن ETo در ارومیه و تبریز، با RMSE کوچک تر از 4/ 0 میلی متر در روز است. وقتی که داده های Rs موجود نباشد، برآورد آن با استفاده از روش FPM برای به دست آوردن ETo، با RMSE بیش از 7/ 0 میلی متر در روز، به اندازه کافی نتایج خوبی را ارائه نمی دهد. همچنین نتایج نشان داد موثرترین پارامتر برای برآورد تبخیر- تعرق تابش خورشیدی بوده و تاثیر داده های فشار بخار و رطوبت نسبی، بر دقت برآورد ETo، تقریبا به یک میزان است.
    کلیدواژگان: ارومیه، پنمن، مانتیث فائو، تبریز، تبخیر، تعرق، داده های کامل، داده های محدود
  • محمد جواد زینلی، ام البنی محمدرضاپور، فرید فروغی صفحات 27-38
    یکی از مسائل مهم بهینه سازی در مدیریت منابع آب، مساله بهره برداری بهینه از مخازن سدها است. در خصوص مسائل بهینه سازی روش های مختلفی به کار گرفته شده که با توجه به عدم توانایی روش های بهینه سازی معمول، در حل مسائل پیچیده بهینه سازی، به کارگیری الگوریتم های فرا ابتکاری بیش ازپیش مورد توجه قرارگرفته است. در این تحقیق از الگوریتم های ازدحام ذرات، ژنتیک و سیستم مورچگان پیوسته جهت بهینه سازی بهره برداری از مخزن سد درودزن استفاده شد. افزون بر این، تاثیر اعمال قیود زنجیره ای در بدنه این الگوریتم ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با در نظر گرفتن قیود زنجیره ای تمامی برنامه ها منجر به جواب های شدنی گردیده ولی بدون در نظر گرفتن قیود زنجیره ای در مواردی الگوریتم قادر به یافتن جواب شدنی نبوده است. لذا اعمال این قیود در بدنه این الگوریتم ها کارآیی آن ها را به مراتب بالا برد. همچنین الگوریتم ژنتیک در یافتن جواب بهینه شدنی عملکرد بهتری نسبت به دو الگوریتم دیگر داشته است. جهت تحلیل عملکرد الگوریتم ها از معیار اعتمادپذیری استفاده شده است و با توجه به این معیار که یکی از مهم ترین معیارها در تعیین عملکرد سیستم ها است، الگوریتم ژنتیک با اعتمادپذیری معادل 964/ 0، مناسب ترین عملکرد را داشته است.
    کلیدواژگان: اعتمادپذیری، الگوریتم های فرا ابتکاری، بهینه سازی، سد درودزن، قیود زنجیره ای
  • ابوذر سیفی، علی حسین زاده دلیر، داود فرسادی زاده صفحات 39-51
    پیش بینی میزان آبشستگی موضعی در پایین دست سازه های هیدرولیکی از موضوعات مورد توجه محققان در سال های اخیر بوده است. در این مطالعه، اثرات شکل سرریز لبه پهن دوشیبه در اعداد فرود مختلف بر روی آبشستگی در اعداد فرود ذره متفاوت بررسی شد. ابتدا مهم ترین عوامل موثر بر فرآیند آبشستگی در پایین دست کف بند شناسایی و با استفاده از تحلیل ابعادی به صورت بدون بعد تنظیم گردیدند. سپس تغییرات ابعاد گودال آبشستگی برحسب تغییرات طول تاج سرریز، شیب پایین دست سرریز و طول کف بند به ازای عدد فرود ذره متفاوت موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از وابستگی آبشستگی متاثر از تغییرات طول تاج سرریز و زاویه شیب پایین دست به عدد فرود ذره هست. درحالی که تاثیر تغییرات طول کف بند بر آبشستگی وابستگی کمتری را به عدد فرود ذره نشان می داد. همچنین وجود تشابه بین پروفیل های آبشستگی مختلف تایید شد و پارامترهای گودال آبشستگی به صورت نمودارهایی برحسب پارامترهای بدون بعد آورده شده است که می توان در طراحی ها جهت حفاظت بستر در برابر آبشستگی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، تحلیل ابعادی، سرریز لبه پهن، عدد فرود ذره، گودال آبشستگی
  • یوسف حسن زاده، امین عبدی کردانی، مریم شفیعی نجد، سعید خوش طینت صفحات 53-63
    پیش بینی دقیق جریان روزانه، نقش به سزایی در مدیریت کارآمد منابع آب ایفا می کند. به این منظور در این تحقیق سعی شده است که جهت مدل سازی هرچه دقیق تر فرآیند پیش بینی جریان روزانه رودخانه نوران چای واقع در حوضه آتشگاه، از شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) استفاده گردد. همچنین به منظور افزایش کارآیی ANN از تجزیه مولفه های اصلی (PCA) جهت پیش پردازش داده های ورودی استفاده گردیده و درنهایت داده های خروجی حاصل، با نتایج مدل رگرسیون خطی چند متغیره (MLR) مقایسه شده است. نتایج نشان داد که مدل ترکیبی ANN-PCA در قیاس با مدل ANN منفرد و MLR از دقت بسیار بالایی برخوردار است. به طوری که نتایج معیارهای ارزیابی شامل ضریب همبستگی (CC)، ضریب راندمان (EC) و جذر میانگین مربعات خطاها (RMSE) برای مدل ترکیبی ANN-PCA (در مرحله صحت سنجی) برابر CC=0.9959، EC=0.9905 and RMSE=0.0071، مدل ANN منفرد (در مرحله صحت سنجی) برابر CC=0.9093، EC=0.8269 and RMSE=0.0405 و مدل MLR برابر CC=0.8866، EC=0.7860 and RMSE=0.0926 به دست آمدند. همچنین استفاده از PCA به عنوان یک روش موثر جهت پیش پردازش داده ها، با ایجاد مولفه های مستقل از هم موجب از بین رفتن هم خطی چندگانه می شود. بنابراین PCA موجب افزایش کارآیی مدل ANN می گردد.
    کلیدواژگان: پیش بینی جریان روزانه، تجزیه به مولفه های اصلی، حوضه آتشگاه، رگرسیون خطی چند متغیره، شبکه های عصبی مصنوعی
  • محمدرضا نیشابوری، داود زارع حقی، نصرت الله نجفی، سولماز یزدانی، محمد ابراهیم صادق زاده ریحان صفحات 65-74
    آب، اکسیژن، دما و مقاومت مکانیکی در خاک فاکتورهای فیزیکی هستند که می توانند مستقیما بر رشد گیاه موثر باشند. با دمای مساعد، در دامنه رطوبتی با کمترین محدودیت (LLWR) نه تنها آب کافی برای گیاه فراهم است دو عامل دیگر نیز برای فعالیت ریشه محدودکننده نیست. به منظور تعیین LLWR برای گیاه ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس 704، آزمایش گلخانه ای در یک خاک لوم رسی انجام شد. خاک سطحی پس از عبور از الک 76/ 4 میلی متری داخل استوانه های پی وی سی به قطر 2/ 15 و ارتفاع 50 سانتی متر به تدریج ریخته شد و آن قدر متراکم گردید تا چگالی ظاهری آن ها به 25 /1 و 6/ 1 گرم بر سانتی متر مکعب برسد. با سه سطح رطوبتی (محدوده LLWR، کم تر از حد پایینی و بیش تر از حد بالایی آن)، دو سطح تراکم خاک و سه تکرار مجموعا 18 ستون خاک آماده گردید. سه بذر ذرت سینگل کراس 704 در هر ستون کشت گردید. پس از سبز کردن و کاهش تعداد بوته به یک عدد تیمارهای رطوبتی از مرحله 5 برگی به بعد اعمال گردید. صفات گیاهی شامل ارتفاع گیاه، مساحت برگ، مقدار نسبی آب و هدایت روزنه ای برگ اندازه گیری شد. اختلاف در این صفات بین تمام تیمارهای رطوبتی در سطح احتمال 1 درصد معنی دار گردید. افزایش چگالی ظاهری، LLWR را از 18 درصد حجمی در سطح تراکمی 25/ 1 گرم بر سانتی متر مکعب، به 6 درصد حجمی در سطح تراکمی 6/ 1 گرم بر سانتی متر مکعب کاهش داد. مقایسه میانگین صفات گیاهی نشان داد که در هر دو سطح تراکمی بیشترین مقدار این صفات در دامنه رطوبتی تعریف شده باLLWR حاصل گردید. بنابراین حدود رطوبتی بحرانی مربوط به تخلخل تهویه ای 10 درصد، نقطه پژمردگی دائم و با مقاومت مکانیکی2 مگاپاسکال تعریف شده در LLWR بر مبنای شاخص های رشد برای ذرت در این خاک مورد تایید قرار گرفت.
    کلیدواژگان: تهویه، دامنه رطوبتی با کمترین محدودیت، چگالی ظاهری، مقاومت مکانیکی، مقدار آب نسبی، هدایت روزنه ای
  • نگار نورمهناد، سید حسن طباطبایی، محمدرضا نوری امامزاده ای، شجاع قربانی دشتکی، عبدالرحیم هوشمند صفحات 75-90
    لجن فاضلاب مقدار نسبتا زیادی نمک و مواد آلی دارد که بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک تاثیر می گذارد. در این تحقیق اثر افزودن لجن فاضلاب شهری بر آب گریزی و نقاط مهم منحنی رطوبتی خاک بررسی گردید. به این منظور از خاک با بافت لوم رسی استفاده شد که این خاک از منطقه ای در مجاورت تصفیه خانه فاضلاب فولادشهر- اصفهان برداشت شد و مقادیر مختلفی (25، 50،65 و 80 درصد) از لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری به آن اضافه شده به این ترتیب تیمارهای S25%، S50%، S65%،S80% به دست آمدند و با تیمار شاهد (بدون لجن فاضلابS0) مقایسه شدند. حدودا 50 روز بعد از افزودن لجن آب گریزی آن ها با استفاده از روش نفوذ قطره آب (WDPT) و مولاریته محلول اتانول (MED) تعیین شد. با افزودن مقادیر فوق درجات آب گریزی اندک تا شدید در خاک ایجاد شد. منحنی رطوبتی تیمارها توسط دستگاه غشاء نایلونی فشار و دستگاه جعبه ماسه ای تعیین شد، سپس با استفاده از نرم افزار SAS8 و آزمون فیشر اثر لجن فاضلاب بر پارامترهای معادله ون گنوختن مشخص شد. نتایج نشان داد که بین زمان نفوذ آب در خاک در مقیاس لگاریتم ((Log (WDPT) و مقدار ماده آلی همبستگی مثبت و خطی وجود دارد. به علاوه بین مقادیر WDPT و MED در آزمایش های آب گریزی نیز رابطه ای خطی با ضریب تبیین 95/0= R2 مشاهده شد. بیشترین میزان Өs در تیمار آب گریز با 80 درصد لجن فاضلاب و کمترین میزان Өs در خاک آب دوست مشاهده شد. علت این موضوع احتمالا بافت لوم رسی و مواد آلی کم تر در خاک آب دوست و مواد آلی بالاتر در خاک آب گریز S80% است. میزان رطوبت باقیمانده Өr در تیمار آب گریز S80% نسبت به سایر تیمارها کمتر بود درحالی که تیمار آب دوست S0 رطوبت باقیمانده بیشتری داشت. پارامتر α در تیمارهایS65% وS80% بیشتر از سایر تیمارها با درجه آب گریزی اندک بود که نشانه دامنه کوچک تری از ورود هوا به خاک هست. مقدار n با افزایش ماده آلی در تیمار S25% و S50% نسبت به مقدار آن در S0 افزایش، اما در تیمارهای S65% و S80% کاهش یافت. این موضوع می تواند به دلیل درجه آب گریزی بالاتر و وجود مواد آب گریز در سطح ذرات خاک در تیمارهایS65% وS80% باشد. بنابراین شاید آب گریزی شدید بر روی این پارامتر نیز تاثیر گذاشته و سبب کاهش آن شود. همچنین خاک های آب گریز، آب ثقلی و آب قابل استفاده بیشتری نسبت به خاک آب دوست اولیه داشتند.
    کلیدواژگان: آب ثقلی، آب قابل استفاده، معادله ون گنوختن، مواد آلی
  • مجتبی بارانی مطلق، طیبه ایمانی، عبدالامیر بستانی، فرهاد خرمالی صفحات 91-103
    هدف از این تحقیق بررسی تثبیت درجای سرب در یک خاک آلوده به سرب در حضور فسفات بود. بدین منظور یک نمونه مرکب خاک سطحی (5-0 سانتی متر) از حاشیه جاده تهران- قم نمونه برداری شد. به منظور بررسی اثرات تیمار فسفر بر تثبیت درجای سرب، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با استفاده از سه تیمار فسفر: دی آمونیوم فسفات(DAP)، سوپر فسفات تریپل (TSP) و نسبت 1:1 اسید فسفریک و سنگ فسفات، در نسبت های مولی P/Pb، 3، 6 و9 انجام شد. نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین ها نشان داد که از بین سه تیمار فسفر بیشترین تبدیل سرب از جزء های غیر باقی مانده (محلول، تبادلی، کربناتی، پیوندیافته با اکسیدهای آهن و منگنز و سرب موجود در بخش ماده آلی) به باقی مانده در تیمار دی آمونیوم فسفات و کمترین آن در تیمار نسبت 1:1 اسید فسفریک و سنگ فسفات حاصل شده است (P<0.01). همچنین نتایج نشان داد که در مجموع تیمارهای سنگ آپاتیت- اسید فسفریک، سوپر فسفات تریپل و دی آمونیوم فسفات قادر بوده اند به ترتیب 3/ 18، 4/ 21 و1/ 33 درصد از مجموع جزءهای غیر باقی مانده را به جزء باقی مانده تبدیل کنند. مقایسه نتایج پراش نگارهای پرتو ایکس (XRD) و خاک های تیمار شده با خاک شاهد نشان داد که افزودن فسفر به خاک باعث تشکیل کانی پایرومورفیت شده و از بین سه تیمار شدت پیک در گراف مربوط به دی آمونیوم فسفات بیش از دیگر تیمارها بود.
    کلیدواژگان: تثبیت درجای سرب، فسفر، کانی پایرومورفیت، نسبت مولی P، Pb
  • شهرام شاه محمدی کلالق، حسین بیرامی، حبیب رمضان زاده صفحات 105-116
    حذف الکتروسینتیک فلزات سنگین از خاک های آلوده (به ویژه در خاک های با هدایت هیدرولیکی پایین) یک روش ابتکاری برای اصلاح آن ها است. در این پژوهش اصلاح خاک لوم رسی که با روی (Zn) به صورت مصنوعی آلوده شده بود به روش الکتروسینتیک در سه عمق صفر، 15 و 30 سانتی متری در 4 کرت در شرایط مزرعه ای بررسی و ارزیابی گردید. آزمایش ها با اعمال شیب ولتاژ یک ولت بر سانتی متر در سه دوره زمانی دو، چهار و شش روز در مزرعه ای در اطراف شهرستان مرند در استان آذربایجان شرقی انجام گردید. خاک موردنظر پس از آلوده شدن، دارای غلظت بالایی از فلز سنگین Zn (1575، 828 و 965 میلی گرم بر کیلوگرم به ترتیب در سه عمق صفر، 15 و 30 سانتی متری) بود. نتایج آزمایش ها نشان داد که کارایی حذف روی از خاک آلوده با افزایش مدت زمان اعمال جریان الکتریکی به طور چشم گیری افزایش یافت. به عنوان مثال، افزایش مدت زمان اعمال جریان الکتریکی از 2 روز به 4 روز منجر به افزایش 26 /60، 74/ 70 و 67 درصدی میانگین حذف روی به ترتیب در عمق های صفر، 15 و 30 سانتی متر گردید. بیشینه کارآیی حذف Zn برای سه عمق صفر، 15 و 30 سانتی متری به ترتیب برابر 1/ 19، 9/ 21 و 8/ 23 درصد بود. افزون بر این، تغییرات pH در طول کرت های آزمایشی نشان دهنده روند افزایشی آن از آند به کاتد بود.
    کلیدواژگان: اصلاح الکتروسینتیک، خاک، روی (Zn)، شرایط مزرعه ای، فلز سنگین
  • زهرا دهقان، معصومه دلبری *، ام البنی محمدرضاپور صفحات 117-132

    با توجه به رشد سریع جمعیت و محدود بودن منابع آب، مدیریت جامع منابع آب از اهمیت فراوانی برخوردار است. برای مدیریت و برنامه ریزی بهینه منابع آب در سطح یک حوضه مدل های مختلفی وجود دارد. در سال های اخیر مدل WEAP به دلیل جامعیت در لحاظ کردن توام فرآیند های فیزیکی– هیدرولوژیکی و سیستم مدیریت یکپارچه و اولویت بندی تخصیص منابع آب، مورد توجه بسیاری از محققان قرارگرفته است. هدف اصلی از انجام این تحقیق بهره گیری از مدل WEAP برای تعیین مقدار آب تخصیص یافته برای بخش صنعت از سد های گلستان و وشمگیر در حوضه گرگان رود (استان گلستان) بود. در این راستا ابتدا حوضه آبریز گرگان رود از نظر آورد ماهانه شبیه سازی شد و مدل برای شرایط پایه و سناریوهای مختلف اجرا گردید. برای این منظور از روش سال آبی مدل WEAP استفاده شد. در این مدل، حجم رسوب گذاری در مخازن سدها به صورت اضافه نمودن حجم مرده در پایان هر ماه به صورت تجمعی، در نظر گرفته شده است. پس از بررسی های انجام شده و مدل نمودن حوضه گرگان رود، درصد حجم آب قابل تخصیص برای نیازهای کشاورزی، صنعت، آبزی پروری و زیست محیطی با توجه به اهداف موردنظر طرح به دست آمد. نتایج نشان داد در برنامه ریزی جدید تخصیص منابع آب حوضه گرگان رود می توان با پذیرفتن 5 % کاهش اعتماد پذیری سیستم، نیاز صنعت حاشیه سد وشمگیر را به میزان 5/ 9 میلیون متر مکعب تامین کرد. در نظر نگرفتن رسوب گذاری مخزن در مدل سازی، میزان اعتماد پذیری سیستم را به میزان قابل توجهی کاهش داد. لحاظ نمودن کاهش رسوب گذاری در مخزن، (هر پنج سال به میزان 1 میلیون متر مکعب) ازیک طرف و افزایش راندمان آبیاری از طرف دیگر می تواند اعتماد پذیری سیستم را در برنامه ریزی حفظ کند.

    کلیدواژگان: اعتمادپذیری، برنامه ریزی منابع آب، تخصیص آب، حوضه گرگان رود، مدل WEAP، مصرف صنعت
  • سید محمد جواد میرزایی، بهزاد قربانی، مجتبی رمضانی اعتدالی*، عباس آقاخانی، رضا پورواعظی روکرد صفحات 133-143

    مشکلات عدیده ای که سختی آب در زندگی و صنعت ایجاد می کند، ضرورت کاهش سختی آب را مشخص می نماید. در این تحقیق از جاذب های مختلف از جمله پوسته بادام، پوسته گندم، پوسته برنج، خاک اره، زئولیت، بنتونیت و کربن فعال در حالات معمولی، اصلاح شده اسیدی و اصلاح شده بازی برای حذف عناصر کلسیم و منیزیم و در نتیجه سختی آب استفاده شد. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد برخی جاذب ها برای حذف منیزیم، کلسیم و سختی از محلول آب شور نیاز به اصلاح توسط اسید و یا باز دارند. در مورد آب با شوری 20 دسی زیمنس بر متر، اصلاح اسیدی پوسته برنج، خاک اره، زئولیت و کربن فعال، حذف منیزیم از محلول را به ترتیب به میزان 10، 4، 22 و 15 درصد افزایش داد. برای همین شوری، اصلاح بازی پوسته بادام و بنتونیت و همچنین اصلاح اسیدی پوسته گندم و برنج حذف کلسیم را به ترتیب 8، 3، 17 و 22 درصد بیشتر نمود. از طرفی اصلاح بازی پوسته بادام (8 درصد) و بنتونیت (15 درصد) و همچنین اصلاح اسیدی خاک اره (12 درصد)، پوسته گندم (6 درصد) و برنج (16 درصد) باعث کاهش سختی از محلول آب شور شد. همچنین نشان داده درصد حذف کلسیم، منیزیم و سختی برای شوری 9 دسی زیمنس بر متر بیشتر از شوری 20 دسی زیمنس بر متر بود.

    کلیدواژگان: آزمایش ناپیوسته، جاذب اصلاح شده، سختی، کلسیم، منیزیم
  • محمد ناظری تهرودی، کیوان خلیلی، جواد بهمنش صفحات 155-168
    در بیشتر موارد مشاهده شده است که مقادیر پارامترهای آماری با گشتاورهای داده های مشاهداتی هم خوانی ندارد. در مطالعه حاضر، داده های حجم کمبود آب در دوره های خشکی برای 9 رودخانه از حوضه های غرب دریاچه ارومیه، تا تداوم 60 روزه، از داده های دبی روزانه محاسبه و مورد تحلیل فراوانی قرار گرفت. به منظور برآورد احتمال خشک سالی هیدرولوژیکی در این حوضه ها، 12 توزیع آماری رایج مورد آزمون قرار گرفتند. با استفاده از آزمون نکویی برازش خی دو و ضریب تبیین بین داده های مدل شده و مشاهده ای، تابع لاگ پیرسون نوع 3 به عنوان مناسب ترین توزیع (از بین مدل های استفاده شده) انتخاب گردید. جهت تخمین پارامترهای توزیع آماری منتخب، روش های بیشینه درست نمایی، گشتاورهای معمولی، گشتاورهای میانگین متفرقه و گشتاورهای کاربردی لگاریتم مشاهدات مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که روش تخمین پارامتر گشتاورهای میانگین متفرقه نسبت به سایر روش های مورد استفاده، از دقت بیشتری برخوردار است. متوسط آماره جذر میانگین مربعات خطا برای این روش، 855/ 0 متر مکعب بر ثانیه بود.
    کلیدواژگان: تابع توزیع، تخمین پارامتر، خشک سالی هیدرولوژیکی، دریاچه ارومیه، لاگ پیرسون نوع 3
  • محمد مهدی حیدری، سارا محمدپور صفحات 169-179
    کاهش منابع آب و پایین بودن راندمان شبکه های آبیاری، توجه به روش های مدیریتی و بهره برداری مناسب از کانال های آبیاری را ضروری می سازد. در هر شبکه آبیاری تعداد متنوعی سازه آبگیر و تنظیم کننده وجود دارد که تغییر در شرایط کار هر یک از آن ها (اختلالات هیدرولیکی و سازه ای) بر عملکرد و رفتار سازه های دیگر تاثیر گذاشته و منجر به کاهش عملکرد هیدرولیکی شبکه می شود. اختلالات سازه ای به علت تغییرات جزئی در میزان بازشدگی سازه های آبگیر و تنظیم کننده ایجاد می شود که این امر باعث تغییر عمق طراحی و پروفیل سطح آب می گردد. تغییرات جزئی دبی ورودی به کانال موجب اختلالات هیدرولیکی و تغییر پروفیل سطح آب در بازه های شبکه می شود. در این پژوهش به منظور بررسی تاثیر اختلالات سازه ای و هیدرولیکی بر عمق جریان، با استفاده از بسط تیلور رابطه حاکم بر پروفیل سطح آب در جریان متغیر تدریجی خطی شد و یک رابطه تحلیلی برای محاسبه تغییرات عمق آب ارائه گردید. سپس برای شرایط مختلف هیدرولیکی، نتایج حاصل از حل عددی رابطه حاکم بر جریان متغیر تدریجی با رابطه تحلیلی ارائه شده، مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که خطای رابطه تحلیلی ارائه شده برای محاسبه تغییرات پروفیل سطح آب در شرایط اختلالات سازه ای و هیدرولیکی به ترتیب کمتر از 4% و 8/ 3% است.
    کلیدواژگان: اختلالات سازه ای هیدرولیکی، پروفیل سطح آب، شاخص حساسیت هیدرولیکی، شبکه های آبیاری
  • عبدالله طاهری تیزرو، نصرالدین پارسافر، امین ترنجیان صفحات 181-193
    در این تحقیق، با استفاده از بعضی روش های قطعی و زمین آمار از قبیل کریجینگ، فاصله معکوس، چندجمله ای موضعی و توابع پایه شعاعی، تغییرات فصلی و مکانی عنصر کادمیوم در آب های زیرزمینی دشت همدان-بهار واقع در استان همدان مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از 30 حلقه چاه در چهار فصل تابستان، پاییز و زمستان 1381 و بهار 1382 نمونه گیری به عمل آمد. به منظور تحلیل فصلی و مکانی کیفیت عناصر مورد بررسی در آبهای زیرزمینی از امکانات نرم افزاری زمین آمار ArcGIS نسخه 10 استفاده گردید. معیارهای ارزیابی میانگین خطای مطلق (MAE)، ریشه میانگین مربع خطا (RMSE) و انحراف استاندارد عمومی (GSD)، با استفاده از روش اعتبارسنجی متقابل بود. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل چند جمله ای موضعی، روش کریجینگ (با توابع ساده و گسسته)، روش کریجینگ (با مدل های احتمالی و شاخص) و کریجینگ (با مدل های احتمالی و شاخص) به ترتیب بهترین روش برای تخمین غلظت کادمیوم در فصل های تابستان، پاییز، زمستان و بهار می باشند. همچنین روش کریجینگ (با مدل های احتمالی و شاخص) در فصل های تابستان و پاییز و روش توابع پایه شعاعی در فصل های زمستان و بهار به عنوان نامناسب ترین روش ها تعیین گردیدند. نتایج ارزیابی نشان داد، بهترین روش انتخاب شده در یک مقطع زمانی را نمی توان برای سایر فصل ها نیز استفاده نمود. همچنین غلظت کادمیوم در فصل تابستان در شمال دشت و در فصل بهار در شمال شرقی دشت بالا بود. این غلظت در فصل پاییز در تمام دشت برابر 2/ 0 میکروگرم بر لیتر و در فصل زمستان از سمت شرق به غرب روبه افزایش مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: آب های زیرزمینی، دشت همدان، بهار، روش قطعی، زمین آمار، کادمیوم
  • رویا طلوعی، محمدرضا نیشابوری، علی رسول زاده صفحات 195-210
    در بیشتر مطالعات برای تعیین منحنی رطوبتی خاک h)θ) از طریق توابع انتقالی، شاخه خشک شدن بیشتر موردتوجه بوده و مطالعه ای در زمینه ایجاد توابع توصیف کننده شاخه خیس شدن صورت نگرفته است. در توصیف برخی پدیده های مهم طبیعی از جمله آبیاری و نفوذ، شاخه خیس شدن h)θ)موردنیاز است. بدین منظور داده های تجربی شاخه های خیس و خشک شدن به ترتیب با استفاده از روش مزرعه ای شانی و دستگاه صفحه های فشاری در 24 خاک مختلف حاصل شد. پارامترهای بروکس- کوری از طریق برازش مدل به داده های تجربی برای هردو شاخه محاسبه شدند. رابطه رگرسیونی غیرخطی چند متغیره بین هرکدام از پارامترهای مدل بروکس- کوری با استفاده از ویژگی های زودیافت خاک برقرار و توابع مختلف جهت برآورد آن ها برای هر دو شاخه خشک و خیس شدن ارائه شد. برای ارزیابی صحت تخمین توابع از ملاک های آماری شاخص مطابقت اصلاح شده، جذر میانگین مربعات خطای نسبی، میانگین هندسی نسبت خطا و انحراف استاندارد هندسی نسبت خطا استفاده شد. تمام توابع از نوع معادلات رگرسیونی غیرخطی چندگانه با 2R هایی در محدوده 80/ 0 تا 90/ 0 به دست آمد. با توجه به تکرار ویژگی های خاک در توابع (به عنوان متغیر مستقل) به نظر می رسد ماده آلی و جرم مخصوص ظاهری به عنوان دو ویژگی غالب در شکل گیری شاخه خشک و خیس شدن تابع h)θ) و همچنین رفتار پس ماند نقش اساسی دارند. نتایج تحلیل حساسیت نیز اهمیت این دو متغیر را تایید کرد.
    کلیدواژگان: پدیده پس ماند، توابع انتقالی خاک، روش شانی، شاخه خشک و خیس شدن، منحنی رطوبتی خاک
  • فرشاد احمدی، فریدون رادمنش، رسول میرعباسی نجف آبادی صفحات 211-225
    تغییر اقلیم و افزایش متوسط درجه حرارت هوا یکی از مسائل مهم زیست محیطی بشر به حساب می آید که در سال های اخیر مطالعات زیادی در مورد آن انجام شده است. در این مطالعه روند متوسط درجه حرارت هوای منطقه نیمه جنوبی ایران در مقیاس ماهانه و سالانه با استفاده از آزمون ناپارامتری من- کندال موردبررسی قرار گرفت. داده های مورداستفاده اطلاعات دمای 14 ایستگاه سینوپتیک، در دوره آماری 2010-1971 می باشند. به منظور تخمین شیب خط روند، از روش تخمین گر شیب سن استفاده شد. نتایج نشان داد که در مقیاس سالانه، یازده ایستگاه (79 درصد ایستگاه های منتخب) از 14 ایستگاه موردبررسی، روند افزایشی معنی دار را تجربه کرده اند و فقط دو ایستگاه (بیرجند و چابهار) افزایش معنی دار در سری های درجه حرارت هوا نداشتند. ایستگاه شهرکرد روند کاهشی (غیر معنی دار) نشان داد. بیشترین نرخ افزایش دما در مقیاس سالانه مربوط به ایستگاه کرمان با شیب0.061 °C /yr بود. در مقیاس ماهانه، تعداد ماه ها با روند افزایشی 13 برابر تعداد ماه ها با روند کاهشی بود. به جز ایستگاه های بیرجند، چابهار و شهرکرد که تلفیقی از روند های مثبت و منفی را تجربه کرده بودند، سایر ایستگاه ها فقط روند افزایشی را نشان دادند. ماه های فوریه و نوامبر نیز به ترتیب بیشترین (تمامی ایستگاه ها) و کمترین (7 ایستگاه) تعداد ایستگاه با روند افزایشی معنی دار را داشته اند.
    کلیدواژگان: آزمون من، کندال، ایران، خودهمبستگی، درجه حرارت هوا، روند، شیب سن
  • نرگس رئیسی، مهدی قمشی صفحات 227-240
    آبشستگی اطراف پایه های پل یکی از دلایل عدم پایداری آن ها می باشد و در صورت عدم اتخاذ راهکار مناسب، در نهایت منجر به تخریب این سازه می گردد. از این رو، مطالعه مکانیزم وقوع آبشستگی و پارامتر های اثرگذار بر مقدار آن حائز اهمیت است. این تحقیق، با هدف بررسی تاثیر مقیاس پایه های پل در آزمایش های آبشستگی انجام شده است. بدین منظور، آزمایش ها برای پایه پل های استوانه ای به قطر های 10، 20، 30، 40، 50 و 60 میلی متر با برقراری شرایط آب زلال در سرعت های نسبی 95/ 0، 86/ 0، 76/ 0 و 67/ 0 در یک کانال آزمایشگاهی با بستری از ذرات رسوبی به اندازه متوسط 51/ 0 میلی متر انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش 15/ 13 درصدی سرعت نسبی جریان از 76/ 0 به 86 /0 برای پایه 40 میلی متری عمق آبشستگی 8/ 38 درصد، و با افزایش 20 درصدی قطر پایه از 50 به 60 میلی متر، در سرعت نسبی 95/ 0 عمق آبشستگی 34/ 10 درصد افزایش داشته است. هم چنین با تحلیل نتایج آزمایش ها پایه 40 میلی متری، پایه ای با قطر مناسب برای انجام سایر کارهای آزمایشگاهی مشابه پیشنهاد گردیده است.
    کلیدواژگان: آب زلال، آبشستگی، پایه پل استوانه ای، سرعت نسبی، مقیاس پایه
  • بختیار کریمی، فرهاد میرزایی، تیمور سهرابی صفحات 241-252
    از پارامترهای مهم در طراحی سامانه های آبیاری قطره ای سطحی و زیر سطحی در نظر گرفتن الگوی سطح خیس شده خاک بالا و پائین قطره چکان می باشد. در این مطالعه، به کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از تحلیل ابعادی، روابطی به منظور تخمین سطح خیس شده جبهه حرکت آب در خاک بالا و پائین موقعیت نصب قطره چکان ارائه گردید. آزمایش ها در یک مدل فیزیکی پلکسی گلاس شفاف با ابعاد (3m×1.22m×0.5m) به انجام رسید. در این تحقیق از سه نوع بافت (بافت متوسط، سنگین و سبک) مجزا استفاده گردید. در این تحقیق قطره چکان ها در چهار عمق نصب (عمق های صفر (سطحی)، 15 (H1)، 30 (H2) و 45 (H3)سانتی متری) مورد ارزیابی قرار گرفتند و همچنین دبی های قطره چکان ها با زمان آبیاری 6 ساعت و با مقادیر 4/ 2 (Q1)، 4 (Q2)، 6 (Q3)، لیتر بر ساعت اعمال گردید. در این تحقیق به کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از تحلیل ابعادی روابطی به منظور تخمین سطح خیس شده بالا و پائین قطره چکان ها در سامانه های آبیاری قطره ای سطحی و زیر سطحی ارائه گردید. نتایج ارزیابی بین مقادیر شبیه سازی شده و اندازه گیری شده (با ضریب همبستگی بیش از 90 درصد) نشان داد که این مدل ها با دقت بالایی سطح خیس شده را پیش بینی می کنند. متوسط مقادیر شاخص میانگین ریشه دوم خطا (RMSE) در تخمین سطح خیس شده پائین (در تمامی عمق ها) و برای بافت های رسی، لومی و شنی به ترتیب برابر با 015/ 0، 019 /0 و 033/ 0 برآورد گردید که نشان از برتری نسبی معادلات در شبیه سازی سطح خیس شده جبهه رطوبتی در خاک های رسی می باشد. همچنین، متوسط مقادیر این شاخص در سطح خیس شده بالا برای بافت های مورد بررسی (به ترتیب، 02/ 0، 034 /0 و 053/ 0) نشان دهنده دقت معادلات می باشد. در نظر گرفتن این روابط در طراحی سامانه های آبیاری قطره ای سطحی و زیر سطحی می تواند باعث بهبود عملکرد این سامانه ها گردد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای سطحی و زیر سطحی، تحلیل ابعادی، شبیه سازی سطح خیس شده، مدیریت آبیاری
  • مریم صوفی رحیمی، احمد فاخری فرد، یعقوب دین پژوه، اسماعیل اسدی، محمد علی قربانی صفحات 253-265
    تحلیل مقادیر حدی در یک نمونه تصادفی از اهمیت زیادی برخوردار است. پیش بینی دقیق مقادیر حدی در مدیریت و برنامه ریزی علمی برای مقابله با جنبه های مختلف زیان آور منابع آب، مانند سیل، خشک سالی و... مهم است. در دهه های اخیر کاربرد توزیع های آماری در هیدرولوژی جهت به دست آوردن داده های طراحی موردتوجه بسیاری از متخصصان قرارگرفته است. بسیاری از توزیع های احتمالاتی رایج (شامل تعدادی از توزیع هایی که در زمینه تحلیل فراوانی سیلاب به کاربرده می شوند) از جمله توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته، لاجستیک تعمیم یافته، نرمال تعمیم یافته، پیرسون تیپ III، پاریتوی تعمیم یافته و چند توزیع دیگر، حالت های خاصی از توزیع چهار پارامتری کاپا می باشند. در این مطالعه، از تحلیل منطقه ای، برای برازش توزیع های فوق بر روی داده های دبی بیشینه سالانه ایستگاه های استان آذربایجان شرقی استفاده شده است. با استفاده از روش گشتاورهای خطی کل استان به چهار منطقه متمایز (فاقد ایستگاه ناسازگار) تقسیم شده و پارامترها و چندک های منطقه ای توزیع های مختلف (از جمله توزیع کاپا) تخمین زده شده است. نتایج نشان داد که توزیع کاپا به عنوان توزیع منطقه ای، برازش خوبی بر روی داده های دبی بیشینه سالانه دارد.
    کلیدواژگان: تحلیل منطقه ای، توزیع کاپا، سیلاب شاخص، گشتاورهای خطی
  • حسن اوجاقلو، تیمور سهرابی، فریبرز عباسی صفحات 267-279
    تعیین معیارهای کودآبیاری در روش های جدید آبیاری سطحی از جمله آبیاری جویچه ای با جریان موجی به منظور افزایش کارآیی مصرف آب و کود ضروری است. از مهم ترین شاخص های کودآبیاری، میزان یکنواختی توزیع آب و کود هست. به همین منظور در تحقیق حاضر، شاخص های یکنواختی توزیع آب و نیترات در کودآبیاری جویچه ای با جریان موجی و پیوسته با استفاده از داده های مزرعه ای مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش در یک خاک با بافت لوم رسی در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در سال 1391 انجام شد. مدیریت های کودآبیاری مختلف در آزمایش های با جریان موجی شامل تزریق کود نیترات آمونیوم در تمامی موج های مرحله پیشروی، مرحله پس از پیشروی و ترکیب موج انتهایی فاز پیشروی و ابتدای مرحله پس از پیشروی مورد آزمایش قرار گرفت. برای جریان پیوسته نیز تزریق کود در نیمه دوم مرحله پیشروی و پس از مرحله پیشروی اعمال گردید. یکنواختی توزیع چارک پایین نیترات در آزمایش های کودآبیاری با جریان موجی و پیوسته به ترتیب در محدوده 4/ 54 تا 8/ 93 و 7/ 77 تا 6/ 93 درصد به دست آمد. همچنین یکنواختی توزیع چارک پایین آب در آزمایش های با جریان موجی و پیوسته به ترتیب در محدوده 0/ 88 تا 7 /93 و 0/ 78 تا 5/ 90 درصد به دست آمد. تلفات نیترات در آزمایش های مختلف عمدتا از طریق رواناب بود و مقدار آن در آزمایش های با جریان موجی و پیوسته به ترتیب 1/ 5 تا 1/ 47 و 7/ 3 و 2/ 27 درصد محاسبه شد. شاخص راندمان توزیع چارک پایین به منظور بررسی راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع آب و نیترات مورداستفاده قرار گرفت. مقدار این شاخص برای نیترات در آزمایش های با جریان موجی و پیوسته به ترتیب در محدوده 0/ 45 تا 5/ 80 و 2/ 68 تا 5/ 79 درصد محاسبه گردید. نتایج نشان داد، گزینه مناسب در مدیریت کودآبیاری جویچه ای با جریان موجی و پیوسته به ترتیب تزریق کود در تمام موج های مرحله پیشروی و نیمه دوم مرحله پیشروی بود.
    کلیدواژگان: آبیاری موجی، تلفات نیترات، راندمان، مدیریت کودآبیاری، یکنواختی توزیع آب
  • سمانه پورمحمدی، محمد تقی دستورانی، علیرضا مساح بوانی، هادی جعفری، محمدحسین رحیمیان صفحات 281-296
    بیلان آبی دشت ها از مهم ترین مسائلی است که در مدیریت منابع آب و تصمیم گیری ها و برنامه ریزی های منابع طبیعی، محیط زیست و کشاورزی مورد توجه می باشد. این در حالی است که بررسی بیلان آبی به علت ورودی ها و خروجی های زیاد و عدم قطعیت هایی که در تخمین برخی پارامترها در طبیعت وجود دارد، پیچیدگی های زیادی را در محاسبات ایجاد می کند. بررسی همزمان بیلان آب سطحی و زیرزمینی به علت افزایش مولفه های ورودی و خروجی در دشت و حوضه های آبخیز منتهی به آن، این پیچیدگی را دو چندان می نماید. بنابراین هدف از انجام تحقیق حاضر، ارائه مدلی جامع و در عین حال ساده برای تعیین اجزای بیلان آبی دشت ها و حوضه های آبخیز منتهی به آنها می باشد که تمامی پارامترهای بیلان آب سطحی و زیرزمینی را در بر گیرد. بدین منظور، پس از دریافت داده های بارش، رواناب، نقشه های پایه اولیه و اطلاعات ژئوهیدرولوژیکی دشت تویسرکان همدان، به تحلیل داده ها و تعیین ورودی ها و خروجی های دشت پرداخته شد. پس از اینکه بیلان آبی سطحی و زیرزمینی به صورت جداگانه بررسی شد، در نهایت فرمول ساده و جامعی برای تعیین بیلان آبی دشت ارائه گردید. از مزایای فرمول ارائه شده کاهش تعداد مولفه های ورودی بیلان از 6 به 3 (شامل رواناب ورودی، جریان زیرقشری ورودی و بارش) و کاهش مولفه های خروجی از 5 به 3 (تبخیر و تعرق، جریان زیرسطحی خروجی و رواناب خروجی) می باشد.
    کلیدواژگان: آب سطحی، آب زیرزمینی، بیلان آب، تغییرات ذخیره، دشت تویسرکان
  • سولماز بی دست، احمد فاخری فرد، اکبر فرقانی، محمود شهابی صفحات 297-320
    به منظور حفظ کیفیت آب های زیرزمینی اطلاع از پراکنش مکانی و زمانی آن ها حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق تغییرات مکانی و زمانی متغیرهای کیفی آب بر مبنای داده های 47 چاه منتخب در دشت تبریز در طول دوره آماری 10 ساله (1391-1382) تحلیل شد. به منظور تحلیل مکانی، روش های کریجینگ ساده (SK) و وزن دهی معکوس فاصله جهت استخراج منحنی های هم کیفیت برای کلسیم، کلر، بیکربنات، پتاسیم، منیزیم و pH در پهنه دشت بکار گرفته شدند. مطالعه پروفیل های سالانه مستخرج از خطوط هم کیفیت برای هر متغیر کیفی نشان داد که اغلب متغیرها در بخش جنوب غربی و شمال شرقی سفره تجمع پیدا کرده اند. با کاربرد روش وارد به عنوان یک روش چندمتغیره آماری جهت خوشه بندی توام با روش آماره S به عنوان روشی جهت آزمون همگنی خوشه ها مناطق همگن برای pH در پهنه سفره تعیین گردید؛ و بالاخره تغییرات سالانه متغیرهای کیفی مطالعه و مشخص گردید که اغلب متغیرها به جز پتاسیم دارای روند افزایشی در طول دوره 10 ساله آماری بوده اند.
    کلیدواژگان: آزمون آمارهS، ارزیابی متقاطع، تحلیل خوشه ای، تغییرات مکانی و زمانی
|
  • Zahra Shojaeian, S.M. Kashefipour, S.H. Mosavi Jahromi Pages 1-11
    Bandal like structures are used in the Indian Sub-Continent like Bangladesh as a local structure to maintain the navigability of the channel in alluvial rivers. This structure is a new type of spur dike with is made as a combination of permeable and impermeable spur dike. Local scouring in the nose of this structure is a designing problem of it that happens because of section constriction and strong vortexes. So determination of scour depth in designing of this structure is very important. There are few researches on Bandal Like spur dike, so in this research effect of spur dike permeability on maximum depth of scour hole around it was investigated. The experiments were conducted clear water conditions with the main variables of permeability percentage (4 cases) and four different discharges. For all experiments the spur length (L) and spurs relative spacing (S/L) were kept constant as 20% of the flume width and 3, respectively. The results showed that the maximum scour hole depth for the impermeable spur was much higher than that for Bandal Like. The minimum and maximum reductions on relative scour depth for Bandal Like spurs in comparison with the impermeable spur were calculated as 34.16% for permeability of 30%, at Froud-Number of 0.24 and 94.82% for permeability of 64%, at Froud-Number of 0.18, respectively.
    Keywords: Bandal Like spur dike, Local scouring, Permeable spur dike, River bank protection, Scouring of clear water
  • J. Behmanesh, N. Mortazavi, B. Mohammadnezhad Pages 13-27
    One of the essential prerequisites for improving water consumption management in a farm is the accurate estimation of the crop water consumptive use. Accurate estimation of the consumed water by the crop evapotranspiration is one of the important factors in planning for agriculture development and increasing agricultural production. The FAO Penman– Monteith (FPM) method has been proposed as a universal standard method to estimate the reference crop evapotranspiration (ETo) and to evaluate the other procedures of EToestimation, which needs solar radiation, wind speed, air temperature and relative humidity data. Unfortunately, there are no facilities for measurement of some weather parameters at some weather stations. Therefore, identifying the correctness of the ETo estimation methods by using the estimated climatic data is very important. Based on this, the objective of the present study was to evaluate the performance of the FPM method for estimating ETo when solar radiation (Rs), vapor pressure (ed) and relative humidity (RH) data were not available under climatological conditions of the northwest of Iran. Data of Urmia and Tabriz stations were used to compare the estimated ETo by the FPM method for the complete and limited data sets. The results showed that when RH and ed data were missing, the FPM method was still a very good option for estimating ETo in Urmia and Tabriz stations, with RMSE value smaller than 0.4 mm day-1. When Rs was missing, the FPM method was not good enough for estimating ETo, and RMSE increased to 0.7 mm day-1. The results also showed that solar radiation was the most effective parameter on ETo estimation and both vapor pressure and relative humidity had the same effect on ETo estimation.
    Keywords: Completed data, Evapotranspiration, FAO Penman Monteith, Limited data, Tabriz, Urmia
  • Mj Zeynali, O. Mohammad Reza Pour, F. Frooghi Pages 27-38
    One of the most important problems in water resources management is the optimal operation of dam reservoirs. Various methods have been applied to deal with optimization problems. Noting the inability of the conventional optimization methods to solve complex optimization problems, the Meta-Heuristic algorithms have been noticed more than ever. In this study, particle swarm, genetic and continuous ant colony system algorithms were used to optimize the operation of the Doroodzan reservoir. Furthermore, the effect of chain constraints inclusion on the framework of these algorithms were analyzed. The results indicated that regarding the chain constraints, all programs resulted in feasible solutions, where without chain constraints, in some cases the algorithm was unable to find a feasible solution. Therefore, applying these constraints in the framework of the algorithms improved their performances further. In finding the optimized solution, the Genetic algorithm had a better performance than the two other algorithms. Reliability criterion was used to evaluate the algorithms performances. Based on this criterion, as one of the most important criteria in determining system performance, the Genetic algorithm with the Reliability value of 0.964 had the most suitable performance.
    Keywords: Chain constraints, Doroodzan dam, Meta, Heuristic algorithms, Optimization, Reliability
  • A. Seyfi, A. Hosseinzadeh Dalir, D. Farsadizadeh Pages 39-51
    Prediction of local scouring at downstream of hydraulic structures is one of the subjects which has been paid attention by researchers in recent years. In this study, the effects of shape of broad- crested weir with side slopes at different Froude numbers on local scouring were investigated at different particle Froude numbers. Firstly, the main factors affecting the process of downstream scouring were detected and adjusted as dimensionless parameters using dimensional analysis. Then variation of the sizes of scour hole dimensions were investigated by changing the lengths of weir crest and the horizontal apron, downstream slope of the weir at different particle Froude numbers. The results showed that the effects of weir crest length and the angle of downstream slope on scour hole depended on particle Froude number, while the scouring was less affected by particle Froude number with changes of the length of horizontal apron. Meanwhile, it was confirmed that there was a similarity between the various profiles of the scour. The parameters of the scour hole were presented as the dimensionless graphs that could be used in structure design to protect the bed against scouring.
    Keywords: Broad, Crested weir, Dimensional analysis, Local scour, Particle Froude number, Scour hole
  • Y. Hassanzadeh, A. Abdi Kordani, M. Shafiei Najd, S. Khoshtinat Pages 53-63
    Accurate forecasting of the daily discharge plays a significant role in the efficient management of water resources. For this purpose in order to model more accurately the process of forecasting the daily discharge of Nooranchay river in Atashgah basin, the artificial neural networks model (ANN) was used. In addition, in order to increase the accuracy of ANN, the principal component analysis (PCA) was used for preprocessing of input data. Finally, the results of multivariate linear regression (MLR) model were compared with the obtained results in the mentioned hydrological simulation. The results indicated that the hybrid model of ANN-PCA in comparison with ANN and MLR, had the highest precision. So that the results of goodness-of-fit tests criteria, such as the correlation coefficient (CC), the efficiency coefficient (EC) and the root mean square error (RMSE) for the hybrid model of ANN-PCA (at the verification stage) were CC=0.9959, EC=0.9905 and RMSE=0.0071, and for the ANN (at the verification stage) were CC=0.9093, EC=0.8269 and RMSE=0.0405 and the results for the MLR were obtained as CC=0.8866, EC=0.7860 and RMSE=0.0926. Also the use of PCA as an effective method for pre-processing of data, created independent components which eliminated the multicollinearity. Therefore, the PCA increased the efficiency of the ANN.
    Keywords: Artificial neural networks, Atashgah basin, Daily discharge forecasting, Multivariate linear regression, Principal component analysis
  • Mr Neyshabouri, D. Neyshabouri, N. Najafi, S. Yazdani, M. Sadeghzadehreihan Pages 65-74
    Water, oxygen, temperature, and mechanical resistance are the soil physical factors that can directly influence plant growth. Under favorable temperature not only sufficient water is available for the plant at the last limiting water range (LLWR), but also the other two factors are not limiting for the root activity. In order to study the corn single cross (Zea mays L. (response to the soil water content with reference to LLWR, a greenhouse experiment was conducted. Topsoil with clay loam texture was passed through 4.76-mm sieve, and transferred into PVC cylinders (diameter 15.2 cm and height 50 cm). The soil columns were compacted to achieve two levels of bulk densities (1.25 and 1.6 g cm-3). With three soil moisture levels (the LLWR range, less than its lower limit and greater than its upper limit), two compactions and three replications, 18 soil columns were prepared. Three corn seeds were planted in each column. After seedling emergence and thinning them to one plant per PVC pot, soil water treatments were applied at 5-leaves growth stage. Plant traits including plant height, leaf area, leaf relative water content and stomatal conductance were measured. The difference in these traits between the three soil water levels were significant (p<0.01). Increase in bulk density decreased LLWR (v/v) from 18% at 1.25 g cm-3 to 6% at 1.6 g cm-3. Mean values comparisons of the plant traits at both bulk densities showed that the soil water range defined by LLWR led to the highest values of the traits. Therefore, the thresholds values corresponding to air-filled porosity of 10%, permanent wilting point of 1.5 MPa suction and mechanical resistance of 2 MPa (as defined in the LLWR concept) were verified for the corn growth in the examined soil.
    Keywords: Aeration, Bulk density, Leaf stomatal conductance, Least limiting water range, Mechanical resistance, Relative water content
  • N. Nourmahnad, Sh Tabatabaei, Mr Nouri Emamzade, Sh Ghorbani Dashtaki, Ar Hoshmand Pages 75-90
    Sewage sludge contains relatively high amounts of salts and organic matters which may affect the physical and chemical characteristics of soil. In this study the effects of adding the urban sewage sludge on soil water repellency and water retention curve were investigated. A clay loam soil was picked up from Foladshar, Isfahan, a region at the vicinity of a sewage treatment system. Different amounts of urban sewage sludge (25, 50, 65 and 80 percent) were added to the soil and designated by S25%, S50%, S65% and S80%. Then water repellency of them was determined by means of water drop penetration time (WDPT) and molarity of aqueous ethanol (MED), after 50 days of incubation. Sludge addition resulted in low to severe water repellency of the soil samples. The water retention curves were determined by means of the pressure membrane and sand box apparatuses. Finally, sewage sludge effects on van Genuchten equation's parameters were assessed by using SAS8 software and Fisher test. There was a linear and positive correlation between the logarithmic values of WDPT and organic matter quantities. Furthermore, a linear regression was established between the values WDPT and MED with R2=0.95. The S80% treatment had higher Өs while S0 had lower Өs, because of higher organic matter in S80% and lower organic matter and clay loam texture of S0. The residual water content in S80% was lower than those in the other treatments and the maximum of Өr was observed in S0. The parameter α was higher in S65% and S80% than those in the other treatments with slight water repellency which showed lower air entry value of the soil. The parameter n increased by increasing the organic matter in S25% and S50% rather than that in S0, but it decreased in S65% and S80%. This could be due to existence of higher water repellency and hydrophobic material on the surface of soil particles in S65% and S80% than those in the S25% and S50%. So intensive water repellency perhaps affected the parameter n and caused it to reduce it. Also water repellent soils had higher gravitational and available water than those in the primary wettable soil.
    Keywords: Available water, Gravitational water, Organic matter, Van Genuchten equation
  • M. Barani Motlagh, T. Emani, Ar Bostani, F. Khormali Pages 91-103
    The objective of this study was to investigate the in situ stabilization of lead in a contaminated soil in the precense of P. A complex soil sample from 0-5 cm depth of the road side of Tehran- Qom was collected. In order to study the effect of P-treatment on the in situ stabilization of lead, a factorial experiment based on completely randomized design with three treatments of Diammonium phosphate (DAP), Triple Superphosphate (TSP) and 1:1 ratio acid phosphoric and phosphate rock at 3, 6 and 9 molar ratios of P/Pb, was conducted. Results of variance analysis and average comparison showed that among three phosphorous treatments, the highest transformation of soil Pb from the non-residual fractions (SS,SE,CA,Fe-Mn form and Pb in OM) to the residual fraction occured in DAP treatment and the lowest one in acid phosphoric and phosphat rock (P<0.01) treatment. Also results showed that the acid phosphoric phosphat rock, TSP and DAP could transform 18.3, 21.4 and 33.1% of the total nonresidul fractions into residual form. Results of X-ray Diffraction (XRD) analysis and comparison of treated soil with control, showed that adding phosphorous to soil resulted in the formation of pyromorphite mineral and DAP showed the highest peak intensity among three treatments.‌
    Keywords: In situ stabilization, Molar ratio of P, Pb, Phosphorous, Pyromorphite mineral
  • Sh Shahmohammadi, Kalalagh, H. Beyrami, H. Ramezanzadeh Pages 105-116
    Electrokinetic removal of heavy metals from contaminated soils (especially in soils with low hydraulic conductivity) is an innovative approach for their remediation. In this research, electrokinetic remediation of clayey loam soil spiked with Znwas evaluated in three depths 0, 15 and 30 cm at field-scale.All experiments were imposed with a constant voltage gradient of 1 Vcm-1in three time periods of 2, 4 and 6 days at a field in Marand area, North West of Iran. The soil containedlarge amount of Zn (1575, 828, 965 mg kg−1 in 0, 15 and 30 cm depths respectively). The results indicated thatthe removal efficiencies for Zn were significantly influenced by time duration. For instance, the increment of the applied electrical currentduration from 2 to 4 days increased the mean removal of Zn at 0, 15 and 30 cm depths 60.26%, 70.74% and 67%, respectively. The maximum metal removal efficiencies of Zn for the three depths of 0, 15 and 30 cm were 19.1%, 21.9% and 23.8% respectively. In addition, the pH changes along the soil plots showed an increasing trend of pH amountfrom the anode to the cathode.
    Keywords: Electrokinetic remediation, Field condition, Heavy metal, Soil, Zinc
  • Z. Dehghan, M. Delbari, O. Mohammadrezapour Pages 117-132

    Integrated water resources management is very important due to rapid population growth and limitation of water resources. There are different models for optimum water resources planning and management in a watershed area. In recent years the WEAP model has been used by many researchers due to its ability to consider the coupled physical-hydrological processes and the integrated water resources management systems as well as to prioritize water allocation. The main objective of this study was to use WEAP model for determining the amount of water allocated to industry from the Voshmgir and Golestan dams in the Gorganroud Basin (Golestan province). Thus, at first, the Gorganroud basin monthly flow was simulated and then the model was run for existing conditions and different scenarios. For this purpose, the “water year method” option in WEAP was used. In this model, sedimentation volume in reservoirs was incorporated by a cumulative manner as a dead storage at the end of each month. After modeling the Gorganroud basin with WEAP model, the allocated water volume percentages for agricultural, industrial, aquatic and environmental demands, considering the aims of project were obtained. The results showed that with the new allocation planning of the Gorganroud water resources, the water demand of the industry around the Voshmgir dam would be supplied up to 9.5 million cubic meters, accepting a 5% reduction in the system reliability. By ignoring reservoir sedimentation in modeling process, the system reliability reduced significantly. Moreover, considering 1 million cubic meters reduction in reservoir volume due to sedimentation every 5 years and increase of irrigation efficiencies, can preserve the system reliability in planning.

    Keywords: Gorganroud basin, Industry demand, Reliability, Water allocation, Water resources planning, WEAP model
  • Smj Mirzaei, B. Ghorbani, M. Ramezani Etedali, A. Aghakhani, R. Poorvaezi Pages 133-143

    Total hardness (TH) of water causes numerous problems in life and industry, that shows the necessity of water hardness removal. In this research, different sorbents such as almond shell, wheat husk, rice husk, sawdust, zeolite, bentonite and activated carbon in raw state, acid-activated and alkaline-activated conditions for removing Ca, Mg and therefore, water hardness were used. The results of this study showed that some of sorbents needed to be activated by acid or base to remove calcium, magnesium and hardness of the brine solution in different salinities. In salinity of 20 dS m-1,acidic-activation of rice husk, sawdust, zeolites and activated carbon increased Mg removal from saline water. In this salinity, alkaline-activation of almond shell and bentonite and likewise acidic activation of wheat and rice husk enhanced Ca removal from saline water. Moreover, alkaline activation of almond shell and bentonite and likewise acidic activation of sawdust, wheat and rice husk caused reduction of saline water hardness. Removal percentages of calcium, magnesium and hardness for salinity of 9 dS m-1 were greater than those for the salinity of 20 dS m-1.

    Keywords: Activated sorbent, Batch experiment, Calcium, Hardness, Magnesium
  • M. Nazeri Tahrudi, K. Khalili, J. Behmanesh Pages 155-168
    In most cases, it is observed that the statistical parameters values are not coincident with the moments of observed data moments. In the present study the data of water deficit in dry spells were extracted for the nine rivers located in the west basins of Lake Urmia from the daily flow rates data for sixty-day durations and these calculated data were used to the frequency analysis. In order to estimate the hydrological drought probability in the watersheds of the mentioned rivers, 12 common statistical probability distributions were tested. Using the Chi-square and the coefficient of determination tests between the observed and modeled data, the Log-Pearson type 3 was selected as the most suitable model among the used ones. In order to estimate the parameters of the selected distribution, the results of the methods namely maximum likelihood, ordinary moments, sundry average method and applied moment method based on the logarithms of the observations, were compared. The results showed that the accuracy of the sundry average method was more than those of the other used methods. The average value of the root mean square error statistic for the mentioned method was 0.855 m3/s.
    Keywords: Distribution function, Hydrological drought, Log Pearson III, Parameter estimation, Urmia Lake
  • Mm Heidari, S. Mohammad Pour Pages 169-179
    Reduction of water resources and low efficiency of irrigation networks makes it necessary to pay attention to the management methods and the proper operation of the irrigation canals. In each irrigation network, there is a large number of offtake and cross-regulators that any change in their operating situation affects the behavior of other structures and lead to decrease in the hydraulic performance of canals. The structural perturbation is formed under partial changes in the setting of offtake and cross-regulator, which causes variations of the design depth and water surface profile. Partial changes in the inflow of a canal discharge lead to hydraulic perturbation and variation in water surface profile. In this research, in order to investigate the influence of structural and hydraulic perturbation on the flow depth, the governing Gradually Varied Flow (GVF) equation was linearized by Taylor's expansion and an analytical equation was developed to calculate the water depth changes. Then, for various hydraulic conditions, the results of the numerical solution of the governing GVF equation and the developed analytical formula were compared. The results showed that the errors of the presented formula to calculate the water surface profile changes under structural and hydraulic disturbances were less than 4% and 3.8%, respectively.
    Keywords: Hydraulic sensitivity index, Irrigation networks, Structural, hydraulic perturbation, Water surface profile
  • A. Taheri Tizro, N. Parsafar, A. Toranjian Pages 181-193
    In this research, using different deterministic and geostatistical methods including kriging, inverse distance, local polynomial and radial basis functions, the seasonal and spatial distributions of cadmium (Cd) amounts in groundwater were evaluated in the Hamedan-Bahar plain. To do this groundwater of 30 wells in the plain were sampled in four seasons i.e. summer and autumn 2002, winter and spring 2003. To analyze the seasonal and spatial elements of the quality of ground water, the geostatistical software ArcGIS version 10 was used. The performance criteria for evaluating the used methods were Mean Absolute Error (MAE), Root Mean Square Error (RMSE) and General Standard Deviation (GSD) using the cross validation method. The results showed that local polynomial, kriging (disjunctive and simple), kriging method (probability and indicator) and kriging (probability and indicator) were the best methods to estimate Cd in summer, autumn, winter and spring, respectively. Also, kriging (probability and indicator) for summer and autumn as well as Radial Basis Functions method for winter and spring were illustrated as unsuitable methods for estimating Cd. The interpreted results showed, the best approach adopted for a period of time could not be utilized for other seasons. Also cadmium concentration was high in the northern parts of the plain (summer season) and in the Northeast parts (spring season). This concentration was up to 2.0 micrograms per liter in autumn season, which was covering all the plain. The trend of increase in cadmium concentrations was observed from eastern parts to western parts of the study area in the winter season.
    Keywords: Cd, Deterministic method, Geostatistics, Groundwater, Hamedan, bahar plain
  • R. Toluee, Mr Neyshabouri, A. Rasoulzadeh Pages 195-210
    In most studies related to the prediction of soil water retention curve (θ(h)) by pedotransfer functions (PTFs), its drying branch has been worked out and almost no study has been accomplished in developing PTFs for the wetting branch. The latter is required for describing some important natural phenomena such as irrigation and infiltration. Therefore, experimental data presenting the wetting and drying branches were obtained by using respectively Shani field method and pressure plate apparatus in 24 diverse soils. The Brooks-Corey parameters were calculated by fitting the model to the experimental data for the both branches. Each parameter of Brooks-Corey model was regressed against various soil attributes by using of the multivariable curvilinear regression and appropriate PTFs were developed to predict the parameters for both branch. Statistical criteria such as modified index of agreement, relative root mean squares error, geometric mean and geometric standard deviation of error ratio were adopted for accuracy assessment of the PTFs. All the PTFs developed were non-linear multiple regression with R2 ranged from 0.80 to 0.90. According to soil attributes contribution to the developed PTFs, organic matter and bulk density appeared as the two dominant soil properties that played major role in shaping both drying and wetting branches of the θ(h) as well as the hysteresis. Results of sensitivity analysis also confirmed the importance of these two variables.
    Keywords: Drying, wetting branches, Hysteresis phenomena, Pedotransfer functions, Shani method, Soil water retention curve
  • F. Ahmadi, F. Radmanesh, R. Mirabbasi Najaf Abadi Pages 211-225
    Average temperature increase because of climate change is considered as an important environmental problem of human for which many studies have been conducted in the recent years. In this study, trends of the average air temperature of the Southern half of Iran in monthly and annual time scales were analyzed using the non-parametric Mann-Kendall method. Data used were the average air temperature data of 14 synoptic stations, covering the period of 1971-2010. The Sen's slope estimator was used for estimation of the slope of the trend line. Results showed that in annual time scale, 11 stations (79% of the selected stations) experienced a significant increasing trend and only two stations (Birjand and Chabahar) did not show significant positive trend in air temperature series. The Shahrekord station showed negative (insignificant) trend. The most strong positive trend slope in the case of annual temperature belonged to the Kerman station, which was equal to 0.061 °C /yr. In monthly time scale, the numbers of months having positive trends were 13 times greater than those with negative trends. Except the Birjand, Chabahar and Shahrekord stations which experienced both negative and positive trends, the other stations only showed a positive trend. February and November had the most (all of the stations) and less (7 stations) numbers of stations with significant positive trends, respectively.
    Keywords: Air temperature, Autocorrelation, Iran, Mann, Kendall test, Sen's slope, Trend
  • N. Raeisi, M. Ghomeshi Pages 227-240
    The scour around the bridge piers causes instability of them, and without applying an appropriate solution, it eventually leads to demolition of the structure. Therefore, study on the mechanism of the occurrence of the scour and effective parameters on the amount of scour are important. This study was preformed to find the effect of bridge pier’s dimension on the scour depth. Therefore, the tests were carried out for cylindrical bridge piers with diameters of 10, 20, 30, 40, 50 and 60 mm in clear water condition with relative velocities (water velocity over scour critical velocity) of 0.95, 0.86, 0.76 and 0.67 in a laboratory flume. The mean size of bed particles was equal to 0.51 mm. The results showed that with an increase of 13.15 percent in relative velocity of the flow from 0.76 to 0.86 for pier with diameter of 40 mm, also with an increase of 20 percent in the pier diameter from 50 to 60 mm at the flow relative velocity of 0.95, the scour depth increased 38.8 and 10.34 percent, respectively. In addition, by analysis of the experimental results, the pier with diameter of 40 mm was an appropriate one with suitable diameter so it was proposed for the other similar experiments.
    Keywords: Clear water, Cylindrical pier, Relative velocity, Scale pier, Scour
  • B. Karimi, F. Mirzaei, T. Sohrabi Pages 241-252
    One of the most important parameters in designing surface and subsurface drip irrigation systems is considering up and down soil wetting area of emitters. In this study, by means of Buckingham π theorem and using dimensional analysis, some equations were developed in order to estimate up and down soil wetted area of emitters. The experiments were carried out in a transparent plexiglass tank (0.5m.1.22m.3m) using three different soil textures (fine, heavy and medium). The drippers were installed at 4 different soil depths (surface, 15, 30 and 45cm). The emitter outflows were considered 2.4, 4 and 6 Lhr-1 with irrigation duration of 6hr. Then, using the-p theorem of Buckingham and dimensional analysis, equations were developed to estimate the up and down soil wetting area of emitters. The results of the comparisons between the simulated and measured values (evaluated correlation coefficient more than 90%) showed that these equations were very capable of predicting the soil wetting area. The average values of Root Mean Square Error (RMSE) for down wetted area (all depths) for the clay, loam and sandy soil textures were estimated as 0.015, 0.019 and 0.033, respectively which showed the relative superiority of the developed equations in the clay soil texture. Also, the average RMSE values for up wetted area in the same soil textures (0.02, 0.034 and 0.053, respectively) confirmed the equations accuracy. Considering these equations in designing surface and subsurface drip irrigation systems can improve these systems performance.
    Keywords: Dimensional analysis, Irrigation management, Simulation of wetting area, Surface, subsurface drip irrigation
  • Maryam Soofi Rahimi, Ahmad Fakheri Fard, Yagoob Dinpashoh, Esmail Asadi, Mohammad Ali Ghorbani Pages 253-265
    Analysis of extreme values based on a random sample is very important. Accurate forecasting of the extreme values is important in management and scientific scheduling to confront with deleterious aspects of water resources, such as flood, drought, etc. In the recent decades, application of statistical distributions in hydrology to obtain the designing data has been noted by many researchers. Many of the common statistical distributions (including some of the distributions used in flood-frequency analysis) such as the Generalized Extreme Value, Generalized Logistic, Generalized Normal, Pearson Type(III), Generalized Pareto distribution, and so on are the special cases of the four-parameter Kappa distribution. In this study, the regional analysis was used for fitting the above mentioned distributions to the annual peak flow data of the East Azerbaijan province. Using the L-moments technique, the whole province was divided into the four distinct regions (lack of discordant sites) and then regional parameters and quantiles of the mentioned distributions (including the Kappa distribution) were estimated. The results indicated that the Kappa distribution as a regional distribution was fitted well to the annual maximum discharges data.
    Keywords: M Soofirahimi*, A Fakheri fard, Y Dinpashoh, E Asadi, M Ghorbani
  • Hasan Ojaghlou, Teimour Sohrabi, Fariborz Abbasi Pages 267-279
    Determination of fertigation criteria in new surface irrigation methods, especially furrow irrigation through surge flow, is necessary in order to increase water and fertigation use efficiency. Distribution uniformities of the water and nitrate are the most important indicators of the surface irrigation fertigation. For this purpose in this research, water and nitrate distribution uniformity indicators in furrow fertigation with surge and continuous flow regimes were evaluated using field experiments. The study was conducted in a soil with clay loam texture at the experimental station of the College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran in June, 2012. Fertigation management strategies in experiments with surge flow included injecting fertilizer during all advancing cycles, wetting phase and last advancing cycle plus start of wetting phase. Fertilizer injection for continuous flow was applied in the second half of advancing and wetting phases. Low quarter distribution uniformity of the nitrate in experiments with surge and continuous flow amounted to 54.4-93.8% and 77.7-93.6%, respectively. Also, low quarter distribution uniformity of the water for the same experiments amounted to 88.0-93.7% and 78.0-90.5%, respectively. Nitrate losses in all experiments were through runoff and its values in these experiments amounted to 5.1-47.1% and 3.7-27.2%, respectively. Low quarter concept was also used as an index for evaluating the water and nitrate application efficiency and distribution uniformity. The values of these indices for nitrate in experiments with surge and continuous flow regimes were calculated to be 45.0-80.5% and 68.2-79.5%, respectively. Overall, fertilizer injections in all surges and second half of advancing phase, respectively in furrow fertigation with surge and continuous flow regimes stand at the proper management practices for water and fertilizer.
    Keywords: Efficiency, Fertigation management, Nitrate losses, Surge irrigation, Water distribution uniformity
  • Samaneh Pourmohammadi, Mohammad Taghi Dastourani, Alireza Masah Bavani, Hadi Jafari, Moahammad Hosein Rahimian Pages 281-296
    Plain water balance is one of the most important issues from the view of water resource management and decision-making and planning of natural resources, agriculture and environment aspects. On the other hand, a survey of the water balance due to diversity of input and output components and uncertainties in the estimation of some environmental parameters makes the calculations extremely complex. Simultaneous evaluation of ground and surface water balance due to increases of input and output components in the field and watershed scales can intensify this complexity. The purpose of this study is to introduce a comprehensive and simple water balance equation, including all parameters of ground and surface water balance. In order to be able to analyze the data and determine outputs and inputs of Tuyserkan plain water balance, the data of precipitation and runoff as well as the primary base map data were collected. Initially, ground and surface water balance components were investigated separately, and then a comprehensive and simple formula was introduced to determine the complete plain water balance. The simplicity of the proposed equation is an advantage as the water balance components have been considerably decreased, (6 input components have been decreased to 3, including incoming surface runoff, incoming subsurface flow and precipitation and 5 output components have been decreased to 3, including evapotranspiration, outgoing subsurface flow and outgoing surface runoff).The presented equation seems to be applicable for other plains.
    Keywords: Groundwater, Storage changes, Surface water, Tuyserkan plain, Water balance
  • Solmaz Bidast, Ahmad Fakheri Fard, Akbar Forghani, Mahmoud Shahabi Pages 297-320
    In order to protection of water quality in the aquifers, awareness about spatial and temporal distributions of water quality has particular importance. In this study, the spatial and temporal variations of water qualitative variables were analyzed based on the data of 47 selected wells in Tabriz plain over the period of 10 years (1382-1391). For the propose of spatial analyzing, the simple Kriging (SK) as well as the inverse distance weighting methods were carried out leading to derivation of isoquality curves for calcium, chloride, bicarbonate, potassium, magnesium and pH over the aquifer for each year. The study of annual spatial profiles extracted from isoquality curves for each qualitative variable showed that the majority of variables were aggregated on South West and North East part of aquifer. Using Ward method as a multivariate statistical cluster analysis procedure together with S statistics as a homogeneity test procedure, the homogeneous regions for pH were determined over the aquifer. Finally, the annual fluctuation in the qualitative variables were investigated, and according to the results,the majority of variables (except potassium)had incremental trend during the 10 years of statistical period.
    Keywords: Cluster analysis, Cross validation, S statistics test, Spatial, temporal analysis