فهرست مطالب

دانش آب و خاک - سال بیست و هشتم شماره 1 (بهار 1397)

نشریه دانش آب و خاک
سال بیست و هشتم شماره 1 (بهار 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/04/04
  • تعداد عناوین: 18
|
  • مقاله پژوهشی
  • رحیم محمدزاده *، مصطفی چرم، عبدالامیر معزی، مجتبی نوروزی مصیر صفحات 1-13
    در این مطالعه اثر دو نوع ماده آلی شامل کود گاوی و کمپوست بقایای باگاس نیشکر بر روی شکل های شیمیایی کادمیم خاک در طول سه دوره زمانی روز مورد بررسی قرار گرفت. نمونه خاک با اسپری کردن محلول نمک کادمیوم به سطح آلودگی 50 میلی گرم کادمیم بر کیلوگرم خاک رسیده و پس از گذشت 90 روز، مقادیر 25 و 50 تن در هکتار از مواد آلی مذکور به خاک اضافه گردید. سپس در زمان های 1، 30 و 60 روز پس از اضافه کردن مواد آلی، برخی ویژگی های شیمیایی و نیز شکل های شیمیایی کادمیم در نمونه های خاک بر اساس روش عصاره گیری دنباله ای تسیر تعیین شدند. نتایج نشان داد که بیشترین شکل کادمیم در همه تیمارها به شکل کربناتی اختصاص داشت و بر اثر استفاده از هر دو نوع ماده آلی و به ویژه کود گاوی، مقدار کادمیم متصل به مواد آلی و نیز کادمیم محلول و تبادلی به دلیل افزایش مقدار کربن آلی کل (TOC) و محلول (DOC) به طور معناداری (p < 0.05) افزایش یافت و مقدار کادمیم متصل به کربنات ها به ویژه در خاک تیمار شده با 50 تن در هکتار کود گاوی به طور معناداری (p < 0.05) کاهش یافت. از طرف دیگر در همه نمونه های خاک، اثر گذشت زمان تنها بر مقدار کادمیم متصل به مواد آلی و کربنات ها معنادار شد. افزودن هر دو نوع ماده آلی و به ویژه کود گاوی باعث کاهش معنادار (p < 0.05) درصد فاکتور تحرک کادمیم از 6/57 درصد در تیمار شاهد به 9/43 و 8/40 درصد به ترتیب در تیمارهای 25 و 50 تن کود گاوی و 6/49 و 9/46 درصد در تیمارهای 25 و 50 تن در هکتار کمپوست باگاس شد. در نهایت چنین نتیجه گیری شد که افزودن کودهای دامی و بقایای گیاهی پوسیده شده به خاک باعث کاهش اجزاء با زیست فراهمی بالای کادمیم، به ویژه اجزاء کربناتی، نسبت به سایر شکل های شیمیایی این فلز و متعاقبا کاهش تحرک کادمیم در خاک شدند.
    کلیدواژگان: انکوباسیون، جزءبندی، زمان، کادمیم، مواد آلی
  • مینا حکیمی*، ناصر علی اصغر زاده صفحات 15-28
    شوری آب و خاک از مهمترین عوامل محیطی کاهش دهنده رشد و تولید محصول در مناطق خشک و نیمه خشک جهان از جمله ایران می باشد. استفاده از باکتری های محرک رشد گیاه مخصوصا سودوموناس ها و نیز قارچ های میکوریزی از راهکارهای مفید برای تسهیل رشد گیاهان در خاک های شور به حساب می آید. در این تحقیق اثر مایه زنی دو سویه از باکتریPseudomonas fluorescens (P. fluorescens Tabriz (PFT) و P. fluorescens Cha0 (PFC)) ،و قارچ Rhizophagus irregularis بر غلظت پرولین برگ و برخی از شاخص های رشد گیاه گوجه فرنگی رقم Super Strain B تحت چهار سطح شوری (56/1، 3، 6 و 9 دسی زیمنس بر متر به ترتیب 1S، 2S، 3S و 4S) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه های آماری نشان داد که وزن تر اندام هوایی گیاهان غیرمیکوریزی (-AM) به طور معنی دار (36/17%) بالاتر از گیاهان میکوریزی (+AM) است (05/0p<). اثر اصلی باکتری بر تمام پارامترهای اندازه گیری شده در این تحقیق معنی دار شد. وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی و شاخص کلروفیل برگ ها در حضور تیمار PFC به طور معنی دار (05/0p<) بالاتر از تیمار PFT و تیمار PF0 (تیمار شاهد بدون باکتری) شد و کاربرد هر دو تیمار باکتریایی توانست درصد کلنیزاسیون ریشه را نسبت به تیمار شاهد بطور معنی دار (تیمار PFC 88/34% و تیمار PFT 22/31%) افزایش دهد (05/0p<). وزن تر ریشه و شاخص کلروفیل گیاه با افزایش سطوح شوری تا سطح 3S روند افزایشی داشته و در 4S، این دو پارامتر کاهش یافتند (05/0p<). همچنین درصد کلنیزاسیون ریشه با افزایش سطوح شوری کاهش معنی دار (05/0p<) و غلظت پرولین برگ ها با افزایش شوری افزایش معنی دار نشان داد (05/0p<).
    کلیدواژگان: باکتری محرک رشد گیاه، سودوموناس، شاخص های رشد گیاه، غلظت پرولین، قارچ میکوریز آربوسکولار
  • حسین رضایی*، ندا خان محمدی، مجید منتضری، جواد بهمنش صفحات 29-40
    هدف این مقاله، انتخاب مناسب ترین تابع توزیع احتمال برای محاسبه دو شاخص خشکسالی RDI و SPI و مقایسه این دو شاخص می باشد. بر این اساس، با استفاده از آمار هواشناسی سی ایستگاه همدید در ایران، سری داده های سالانه بارندگی و نسبت بارش به تبخیر- تعرق پتانسیل به دست آمد. ابتدا تابع توزیع نرمال یا گاما برای تعیین مقادیر سالانه شاخص SPI و تابع توزیع لاگ نرمال یا گاما برای تعیین مقادیر سالانه شاخص RDI مورد استفاده قرار گرفت. سپس با استفاده از آماره کلموگروف- اسمیرنف، برترین تابع توزیع جهت برازش سری داده ها در ایستگاه های مورد مطالعه تعیین شد. بعد از تعیین مقادیر شاخص ها بر اساس تابع توزیع مناسب و توابع توزیع اشاره شده، میزان جابجایی طبقات مختلف خشکسالی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در بیشتر ایستگاه ها، توابع توزیع اشاره شده نمی توانند به عنوان مناسب ترین تابع توزیع انتخاب شوند و کاربرد آنها در تعیین شاخص ها، باعث تغییر طبقات خشکسالی خواهد شد. نتایج شاخص های آماری (434/0 RMSE<و 819/0R2>) نشان داد که سری های زمانی سالانه دو شاخص خشکسالی RDI و SPI (محاسبه شده بر اساس مناسب ترین تابع توزیع احتمال) تقریبا مشابه می باشد و اختلاف آنها در هیچ ایستگاهی معنی دار نیست. همچنین نتایج نشان دهنده حساسیت بیشتر شاخص RDI نسبت به شاخص SPI به انتخاب تابع توزیع می باشد و انتخاب تابع توزیع برتر جهت تعیین این شاخص از اهمیت بیشتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: ایران، تابع توزیع احتمال، خشکسالی، شاخص RDI، شاخص SPI
  • ازدر عنابی میلانی*، محمدرضا نیشابوری صفحات 41-54
    تبخیر- تعرق گیاهان درکل به دو روش اندازه گیری مستقیم و یا برآورد غیرمستقیم از روی داده های هواشناسی تعیین می شود. تعیین مستقیم تبخیر-تعرق گیاهان پرهزینه و وقت گیر است، لذا روش هائی تعیین شده اند که بتوان با استفاده از آنها نیاز آبی محصولات را با دقت قابل قبولی تعیین نمود. در این مطالعه تبخیر- تعرق مرجع توسط فرمول بیلان آبی خاک با استفاده از لایسیمتر برای دوره های 10 روزه و ماهانه در دشت تبریز تعیین گردیده و با نتایج به دست آمده از برخی روابط تجربی مقایسه شد. نتایج نشان داد که مقدار تبخیر- تعرق مرجع (ETo) سالانه در طول 9 ماه به طور متوسط برابر 9/1226 میلی متر می باشد. در این مدت متوسط تبخیر از تشت کلاس A (Ep)، برابر 3/1947 میلی متر بود. مقایسه تبخیر- تعرق اندازه گیری شده توسط لایسیمتر با آنچه توسط روابط مختلف تجربی بدست آمده نشان داد که روش تشت تبخیر کلاس A (99/0=R2 ) و روش هارگریوز به ترتیب بیش ترین و کمترین همبستگی را با مقادیر اندازه گیری شده توسط لایسیمتر دارند. با این وجود نزدیکترین روش به لایسیمتر از نظر شاخص های مورد بررسی، روش پنمن- مانتیث بود. در کل بهترین روش برای برآورد تبخیر- تعرق مرجع در دشت تبریز روش پنمن- مانتیث شناخته شد. همچنین بهترین رابطه رگرسیونی برای تعیین تبخیر- تعرق مرجع از روی داده های هواشناسی ارائه گردید.
    کلیدواژگان: اطلاعات هواشناسی، پنمن، مانتیث، تبخیر- تعرق مرجع، تشت تبخیر، لایسیمتر، مدل تجربی
  • ویدا منتخبی کلجاهی*، علی اصغر جعفرزاده، شاهین اوستان، فرزین شهبازی صفحات 55-67
    برای مدیریت و استفاده بهینه از خاک نیاز به رده بندی درست خاک ها و شناسایی ویژگی های اصلی آنها می باشد. بنابراین در این تحقیق کارایی دو سامانه رده بندی خاک و همچنین بررسی یکی از اصلی ترین ویژگی های خاک یعنی شناسایی و تخمین مقدار نسبی کانی های رسی که بیشتر ویژگی های خاک را تحت تاثیر قرار می دهد مورد بحث قرار گرفته است. بدین منظور خاک های شور و گچی دو منطقه از آذربایجان شرقی (دشت تبریز و خواجه) انتخاب و پس از تشریح خاکرخ ها، همه افق ها و لایه ها نمونه برداری شدند. سپس نمونه ها آماده و آزمایشات مختلف برای بررسی کارایی دو سامانه آمریکایی و مرجع جهانی انجام گرفت. در اکثر خاکرخ ها وجود افق های تحتانی با بافت سنگین رسی باعث تجمع بیش از حد املاح در افق های سطحی و میانی و تشکیل افق سالیک و جیپسیک شده است. بطور کلی خاک های این دو منطقه بر اساس سامانه مرجع جهانی(WRB) و آمریکایی(ST) به ترتیب در سه گروه اصلی سولونچاک، سولونتز و جیپسی سول و در دو زیررده سالیدز و جیپسیدز رده بندی می شوند. بر اساس نتایج کانی شناسی، غالب ترین و فراوان ترین کانی رس در این خاک ها، کانی ایلایت بوده که می تواند به صورت کلاس کانی شناسی در قسمت خانواده سامانه آمریکایی مورد استفاده قرار گیرد. در نتیجه سامانه جهانی (با پیشنهاد اضافه کردن کلاس مینرالوژی در لیست توصیف کننده ها) نسبت به سامانه آمریکایی کارایی بهتری در توصیف ویژگی های این خاک ها در نام کلاس خود اراده می دهد.
    کلیدواژگان: سامانه های رده بندی خاک ST و WRB، خاک شور، خاک گچی، کانی های رس
  • کیومرث روشنگر*، رقیه قاسم پور صفحات 69-82
    آبگیرهای افقی یکی از سازه های متداول در برداشت آب از کانال های روباز مانند رودخانه ها و منابعی مانند دریاچه ها و مخازن سدها می باشند. یکی از پدیده های هیدرولیکی که عمدتا به هنگام آبگیری از کانال ها ایجاد می شود، تشکیل جریان گردابی و حباب های هوا می باشد که می تواند مشکلات زیادی برای تاسیسات هیدرو مکانیکی آبگیرها ایجاد نماید. ارتفاع ناکافی آب بالای لوله آبگیر (عمق استغراق) از دلایل عمده تشکیل جریان گردابی در آبگیرهای افقی می باشد. به دلیل اهمیت این پدیده تاکنون مطالعات بسیاری جهت تخمین عمق استغراق بحرانی انجام گرفته است. با این وجود، به دلیل عدم قطعیت در تشکیل گرداب در نزدیکی لوله آبگیر، نتایج حاصل از دقت مطلوبی برخوردار نمی باشد. در تحقیق کنونی با استفاده از سه سری داده آزمایشگاهی، کارآیی روش های هوش مصنوعی (ماشین بردار پشتیبان SVM و سیستم استنتاج عصبی -فازی انطباقی ANFIS و برنامه ریزی بیان ژن GEP) و روابط کلاسیک در تخمین عمق استغراق بحرانی آبگیرهای افقی در کانال های روباز و با فاصله متفاوت آبگیر از کف کانال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده بیان گر آن است که روش های هوش مصنوعی در تخمین عمق استغراق بحرانی بسیار دقیق تر از مدل های کلاسیک بوده و می توان همبستگی مناسبی را بین مقادیر مشاهداتی و محاسباتی مشاهده نمود. بهترین نتایج برای داده های آزمون، با استفاده از روش SVM در حالت C=di/2 (di و C به ترتیب قطر و فاصله آبگیر از کف کانال می باشند) با مقادیر 976/0DC=، 988/0R= و 191/0RMSE= به دست آمد. مطابق با نتایج تحلیل حساسیت مشاهده گردید که سرعت نسبی جریان و عدد وبر در لوله آبگیر به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را در تخمین عمق استغراق بحرانی دارا می باشند.
    کلیدواژگان: آبگیر افقی، استغراق بحرانی، روابط کلاسیک، ANFIS، GEP
  • علی شهسوار*، طارق مقدم، مهدی زارعی، الهام اصل مشتاقی صفحات 83-94
    به منظور مطالعه اثر قارچ های میکوریزی، منابع و سطوح مختلف آهن بر رشد و جذب عناصر غذایی پایه مکزیکن لایم (Citrus aurantifolia L)(که یکی از پایه های بسیار مهم مرکبات در مناطق جنوب کشور محسوب می شوند)، آزمایش گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه فاکتور و چهار تکرار انجام گرفت. فاکتورها شامل قارچ میکوریز در سه سطح (شاهد بدون قارچ میکوریز، Rhizophagus irregularis ، Glomus versiforme)، منابع آهن در دوسطح (کلات آهن و سولفات آهن) و هرکدام از این منابع در3 سطح (0، 5/7 و 15 میلی گرم آهن بر کیلوگرم) بود. نتایج نشان داد که برهمکنش قارچ و منابع آهن به طور مو ثر ی باعث بهبود صفات رشدی و غلظت عناصر غذایی نیتروژن، پتاسیم، آهن، روی، مس و منگنز گیاه می شود. نتایج نشان داد که در تیمارهای مایه زنی با قارچ، با افزایش سطوح آهن، غلظت عناصر غذایی آهن، روی، مس و منگنز در گیاه افزایش یافته است که احتمالا بدلیل اثرات متعادل کنندگی همزیستی میکوریزی بر غلظت عناصر غذایی در گیاه می باشد. تیمارهای کاربرد همزمان قارچ با سولفات آهن به نظر می رسد که بر روی صفات رشدی مختلف تاثیر مناسب داشته است و به جای کلات آهن یا در کاهش مصرف آن می تواند موثر باشد.
    کلیدواژگان: آهن، پایه مکزیکن لایم، عناصر غذایی، مرکبات، همزیستی میکوریزی
  • مژده محمدیون*، قربان مهتابی، محمد اسدی صفحات 95-107
    نشت یکی از عوامل اصلی تخریب شیروانی های خاکی است. در شیروانی های خاکی، به دلیل نوسان عمق آب زیرزمینی و یا سطح آب در سد خاکی، کانال یا رودخانه، گرادیان نشت از مقدار بحرانی تجاوز کرده و پدیده جوشش اتفاق می افتد. در این تحقیق، کارآیی صفحه های ژئوگرید در کنترل جوشش شیروانی خاکی تحت صعود آب زیرزمینی و نزول سطح آب کانال با استفاده از مدل آزمایشگاهی بررسی شد. صفحه های ژئوگرید در سه طول 10، 15 و 20 سانتی متر و با فواصل 1، 2، 3 و 4 سانتی متری در شیروانی خاکی قرار داده شدند. آزمایش ها در عمق های مختلف آب زیرزمینی و آب کانال انجام گرفت. نتایج نشان داد که در بهترین مدل ژئوگرید (صفحه ها با طول 20 سانتی متر و فاصله 1 سانتی متر) نسبت به مدل شاهد (شیروانی خاکی بدون نصب صفحه ها)، گرادیان جوشش در شرایط صعود آب زیرزمینی و نزول آب کانال به ترتیب 5/71 و 236 درصد افزایش داشت. با افزایش طول صفحه ها و یا کاهش فاصله میانی صفحه ها، گرادیان جوشش افزایش یافت. در تمامی صفحه ها با فواصل مختلف، تعداد عدم وقوع جوشش ها در شرایط نزول آب کانال نسبت به حالت صعود آب زیرزمینی کمتر بود. این وضعیت ناشی از تاثیر توامان فشار آب منفذی و ایستابی خاک اشباع لایه های بالا است. در شرایط صعود آب زیرزمینی، جوشش عمدتا در عمق های نسبی آب کانال برابر 167/0 و 333/0 اتفاق افتاد. در شرایط نزول آب کانال، حالت بحرانی زمانی اتفاق افتاد که سطح آب زیرزمینی بالا باشد.
    کلیدواژگان: ژئوگرید، فشار آب منفذی، گرادیان جریان، صعود آب زیرزمینی، نزول آب کانال
  • مریم عبدالله زاده*، احمد فاخری فرد، یعقوب دین پژوه، محرم جعفری صفحات 109-118
    در این مطالعه، مدل زمانی و مکانی انتقال نمک، با استفاده از آزمایش تونل باد، مورد بررسی واقع شد. در این مدل، از چهار عامل مهم شامل زمان، فاصله از منبع نمکی، شوری (EC) و سرعت باد استفاده شد که در آن شوری به عنوان متغیر وابسته و بقیه متغیرها به عنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شدند. با استفاده از مدل آزمایشگاهی مذکور، مقدار شوری اندازه گیری شده و با مقدار نظیر محاسبه شده از مدل رگرسیونی مقایسه گردید. معیارهای ارزیابی شامل آماره های ضریب تعیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و متوسط قدر مطلق خطاها (MAE) بود که در این مطالعه به ترتیب، معادل R2=0.96 ، RMSE= 79.12 μs/m و MAE= 46.15 μs/m بدست آمدند. با توجه به معیارهای ارزیابی فوق می توان نتیجه گرفت که دقت مدل رگرسیونی ارائه شده جهت ارزیابی انتقال گرد نمک در زمان ها و فواصل مختلف و بازای سرعت های مختلف باد بسیار خوب است.
    کلیدواژگان: انتقال نمک، تونل باد، سرعت باد، شوری، مدل رگرسیونی
  • حامد عظیمی*، سعید شعبانلو صفحات 119-130
    کانال های دایروی دارای سرریزجانبی به‏شکل گسترده ای برای تنظیم و کنترل عمق جریان در شبکه های جمع آوری فاضلاب شهری مورد استفاده قرار می گیرند. در این مطالعه، آشفتگی میدان جریان و تغییرات سطح آزاد جریان فوق بحرانی در داخل یک کانال دایروی دارای سرریزجانبی با استفاده از نرم‏افزار FLOW-3D، مدل آشفتگی RNG و طرح VOF شبیه سازی سه بعدی شد. مقایسه بین نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی نشان داد که مدل عددی، سطح آزاد و مشخصات میدان جریان را با دقت قابل قبولی شبیه سازی کرده است. بر اساس نتایج شبیه سازی عددی، عمق جریان در امتداد سرریزجانبی از ابتدای سرریز بسمت انتهای آن با کاهش همراه بود. در کلیه شبیه سازی ها یک افت سطح آزاد در ابتدای بالادست سرریزجانبی اتفاق افتاد. همچنین یک پرش سطحی در انتهای دهانه سرریزجانبی به وقوع پیوست. تغییرات انرژی مخصوص در طول سرریزجانبی برای رژیم جریان فوق بحرانی تقریبا ثابت است و افت انرژی ناچیز می باشد اما با افزایش طول سرریزجانبی اختلاف انرژی در بالادست و پائین دست سرریزجانبی افزایش می یابد. شبیه سازی میدان سرعت نشان می دهد که بیشینه مقدار سرعت طولی و عرضی جریان به‏ترتیب در انتها و وسط دهانه سرریزجانبی به وقوع پیوست. همچنین در هر مقطع عرضی، بیشینه سرعت قائم در مجاورت تاج سرریزجانبی اتفاق افتاد.
    کلیدواژگان: جریان فوق بحرانی، سرریزجانبی، شبیه سازی سه بعدی، کانال دایروی، مشخصات میدان جریان
  • عزیز سوزه پور*، محمود شفاعی بجستان صفحات 131-143
    فرآیندهای طبیعی در رودخانه های مئاندری نظیر آبشستگی در قوس خارجی و رسوب گذاری در قوس داخلی باعث انتقال عرضی قوس رودخانه در جهت پائین دست می گردند. تاکنون روش های متعددی برای کنترل این انتقال ارائه شده است. در این مطالعه اثرات کاربرد صفحات شناور در میزان عمق آبشستگی و رسوب گذاری در قوس رودخانه بررسی شده است. برای این منظور مدل فیزیکی با بستر متحرک از قوس 180 درجه رودخانه کارون واقع در جنوب اهواز ساخته شد. هم چنین اندازه گیری های توپوگرافی بستر فلوم نشان داد که قوس در بازه 130 درجه تا پائین دست قوس دچار آبشستگی زیادی می باشد. از این رو در مدل تعداد هفت صفحه شناور به صورت متوالی در قوس خارجی بازه فوق نصب گردیدند و تحت سه عدد فرود 18/0، 20/0 و 22/0 مورد آزمایش قرار گرفتند. در تمام آزمایش ها عمق جریان ثابت بود. ابعاد صفحات نیز بر اساس توصیه های ادگارد برای صفحات مستغرق طراحی شد. با برداشت توپوگرافی بستر توسط متر لیزری و وارد کردن نتایج حاصل به نرم افزار تک پلات(Tecplot)، وضعیت توپوگرافی ترسیم شد و نتایج به دست آمده نشان داد که با نصب صفحات شناور بیشینه عمق آبشستگی در سه عدد فرود 18/0، 2/0 و 22/0 به ترتیب 50 درصد، 50 درصد و 40 درصد کاهش است. هم چنین کارگذاری صفحات شناور باعث رسوب گذاری در پاشنه ساحل خارجی شده و باعث ساحل سازی می گردد.
    کلیدواژگان: رودخانه، رسوب گذاری، صفحات شناور، قوس، مدل فیزیکی
  • سید احسان فاطمی*، رسول قبادیان، مژگان پاک بین صفحات 145-158
    امروزه بیشینه بهره برداری از منابع آب زیرزمینی در کشور به عمل می آید. همچنین عمده منابع آب قابل استحصال، مورد بهره برداری قرار گرفته اند و مدیریت منابع آب در آینده به استحصال بیشتر از منابع آب زیرزمینی موجود وابسته است. پیش بینی نوسانات عمق آب زیرزمینی جهت برنامه ریزی مناسب به ویژه در مناطق خشک ضروری است. در این پژوهش جهت پیش بینی عمق آب زیرزمینی دشت چمچمال از تحلیل طیفی سری های زمانی استفاده شده است. برای این منظور از سری های ماهانه عمق آب زیرزمینی طی سال های 88- 1374 برای دوره واسنجی استفاده گردید و منحنی تناوب نگار داده ها ترسیم گردید. با استفاده از روش تحلیل طیفی بسط فوریه، دوره تناوب داده ها مورد بررسی قرار گرفت و جزء قطعی تناوب داده ها حذف گردید. در گام بعد نرمال بودن و ایستایی داده ها مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه مدل های مختلف سری زمانی بر داده ها برازش داده شد و کارائی و دقت مدل های برازش داده شده با معیار آکائیک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که از بین مدل های کلاسیک سری زمانی، در پیزومترهای قشلاق آباد، بزن آباد و گاوکل به ترتیب مدل هایARMA(1،1)، ARMA(2،1) و ARMA(1،1) بهترین برازش را بر داده ها دارند. نهایتا برای تشخیص درستی الگوی برازش داده شده از آزمون فرض ایستایی باقیمانده ها استفاده گردید. نتایج این پژوهش با به کارگیری ضریب همبستگی 78/0و شاخص پراکندگی 4 تا 14 درصدی پیزومترها، کارآیی و دقت بالای تکنیک سری زمانی را در پیش بینی عمق آب زیرزمینی پیزومترهای منطقه نشان داد. نحوه به کارگیری تحلیل طیفی به فرم مطرح شده در این تحقیق در پیش بینی عمق آب زیرزمینی بسیار سودمند می باشد.
    کلیدواژگان: پیشبینی، تحلیل طیفی، دشت چمچمال، سری زمانی، عمق آب زیرزمینی
  • حمید بیگدلی تبار سهرینی*، محمد همتی، حجت احمدی، وحید ندر خانلو صفحات 159-171
    سرریزهای مستغرق سازه های مهم چند منظوره در کنترل فرسایش هستند که برای کنترل فرسایش، احیاء آبراهه ها و بهبود زیستگاه آبزیان استفاده می شوند. هدف اصلی این تحقیق بررسی تاثیر ارتفاع سرریزهای مستغرق واقع در قوس آبراهه بر الگوی جریان و کارایی آن ها در کنترل فرسایش و رسوب گذاری با استفاده از مدل MIKE 3 FLOW MODEL FMمی باشد. متغیرهای مورد بررسی در تحقیق حاضر شامل سه دبی 120، 150 و 180 لیتر بر ثانیه، سه نسبت ارتفاع سازه به عمق آب برابر با 3/0، 7/0 (سرریز مستغرق) و 2/1 (آبشکن) بود. نسبت طول سرریزها (3 برابر عرض سطح آب) و همین طور شیب تاج سرریزها (شیب تخت) و زاویه سرریزها (60 درجه) در طی آزمایش ها ثابت بودند. مقایسه نتایج نشان داد که درصد خطای محاسبه بیشینه عمق آبشستگی در دماغه سازه ها بین شبیه سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی در حدود 6/7 درصد می باشد. بنابراین تطابق خوبی بین نتایج مدل و آزمایشگاهی وجود دارد. علاوه بر آن نتایج نشان داد که سرریزهای مستغرق نسبت به آبشکن تاثیر بیشتری در کاهش سرعت جریان و کاهش آبشستگی در طول قوس خارجی و کاهش رسوب گذاری در طول قوس داخلی دارند و این اثر با افزایش ارتفاع سرریز بهبود می یابد. به طور متوسط مقدار سرعت در قوس خارجی در سرریزهای با ارتفاع y3/0، y7/0 و y2/1 به ترتیب 81، 85 و 70 درصد کاهش یافت. به طور کلی نتایج تحقیق حاضر نشان داد که سرریزهای با ارتفاع y7/0 بیشترین تاثیر را در حفاظت قوس خارجی داشتند.
    کلیدواژگان: آبشستگی، آبشکن ها، سرریزهای مستغرق، کنترل فرسایش، شبیه سازی عددی
  • نازک روزگاری *، یوسف حسن زاده، محمد تقی ستاری صفحات 173-185
    در این مطالعه، به منظور ارائه سیاست بهینه بهره برداری مخزن سد مهاباد، دو مدل بهره برداری بهینه با استفاده از روش های برنامه ریزی غیرخطی (حلال مینوس/گمز) و الگوریتم بهینه سازی حرارتی، نوشته شد. به دلیل فقدان داده های نیاز زیست محیطی، این داده ها با استفاده از روش تنانت محاسبه گردید. در هریک از این مدل ها، تابع هدف به صورت کمینه سازی اختلاف آب مورد نیاز کشاورزی در پایین دست سد و آب رهاسازی شده از سد در طول 23 سال دوره آماری بهره برداری سد (1393-1370)، در نظر گرفته شد و کارآیی آن ها با استفاده از شاخص های بهره برداری مخزن مورد ارزیابی قرار گرفت. مقادیر حاصل شده برای تابع هدف در هر دو مدل بهینه سازی و همچنین نتایج شاخص های عملکرد مخزن سد نشان داد، روش فرا ابتکاری شبیه سازی حرارتی با مقدار تابع هدف معادل 01/22، قابلیت اعتماد زمانی 25%، سرعت برگشت پذیری 22/22%، آسیب پذیری 04/41% و شاخص پایداری 032/0، در مقایسه با برنامه ریزی غیرخطی با مقدار تابع هدف معادل 92/88، قابلیت اعتماد زمانی 18/48%، سرعت برگشت پذیری 86/32%، آسیب پذیری 27/84% و شاخص پایداری 024/0 نتایج نسبتا بهینه تری ارائه داد. همچنین مشخص گردید که روش حرارتی نسبت به روش برنامه ریزی غیرخطی به زمان اجرای طولانی تری تا رسیدن به نقطه بهینه سراسری لازم داشت، ولی با محاسبه میزان کمبود 24/1632 میلیون مترمکعب نسبت به روش برنامه ریزی غیرخطی که دارای مقدار کمبود4/3351 میلیون مترمکعب بود، میزان کمبودها را نسبت به روش برنامه ریزی غیرخطی (حلال مینوس/گمز) کاهش داده و عملکرد نسبتا مناسب تری را ارائه داد.
    کلیدواژگان: الگوریتم حرارتی، برنامه ریزی غیرخطی، بهره برداری از مخزن، بهینه سازی، سد مهاباد
  • حسام قدوسی *، زینب میرزایی صفحات 187-199
    در شبکه های آبیاری معمولا میزان آب تحویلی به اراضی پایین دست هر دریچه با نیاز واقعی آن تطبیق نداشته و در بعضی موارد به مقدار قابل توجهی از آن بیشتر و در بعضی موارد نیز به مراتب کمتر است. این عدم تناسب و بی عدالتی در تحویل و توزیع آب نه تنها موجب کاهش عمکرد محصول و نارضایتی زارعینی که کمتر از نیاز خود آب دریافت کرده اند می گردد، بلکه برای مزارعی که آب بیش از حد دریافت داشته اند نیز ممکن است موجب کاهش محصول در اثر آبیاری بیش از حد گردد. در این تحقیق با استفاده از مدل هیدرودینامیک RootCanal که یکی از مدل های شبیه سازی هیدرولیکی کانال های آبیاری می باشد به شبیه سازی چند گزینه تحویل و توزیع آب در کانال E1R1 شبکه آبیاری دز پرداخته شده است. سپس با استفاده از نتایج شبیه سازی جریان به محاسبه شاخص های ارزیابی عملکرد کانال پرداخته شد و احجام تلفات آب تعیین گردید. همچنین دستورالعمل های مناسب بهره برداری تعیین، اجراء و پس از کاربرد آنها دوباره عملکرد کانال و احجام تلفات و کمبود محاسبه گردیده است. نتایج نشان می دهد در کلیه گزینه ها، افزایش تعداد عملیات بهره برداری موجب بهبود شاخص های عملکرد آبگیرها و کل کانال گردیده و از بین گزینه های مختلف شبیه سازی شده، بیشینه بهبود عملکرد 49 درصد می باشد که مربوط به آبگیر 6 در سناریو 2 می باشد.
    کلیدواژگان: تلفات تحویل، بازده تحویل، شبکه آبیاری دز، عملکرد کانال، مدل RootCanal
  • غلامرضا احمدزاده*، فائزه جعفری صفحات 201-216
    پخش سیلاب در مناطق نفوذپذیر یک استراتژی مناسب برای مهار سیلاب و بهره وری از آن است. تعیین مکان مناسب برای پخش سیلاب، خود یکی از مهم ترین مراحل انجام این گونه پروژه ها می باشد. در این مقاله مناطق مستعد پخش سیلاب در دشت شبستر بر اساس چهار عامل شیب، نفوذپذیری، ضریب قابلیت انتقال و ضخامت آبرفت خشک (غیراشباع) مکانیابی شد. بدین منظور، با استفاده از داده های لاگ های حفاری و اطلاعات چاه های پیزومتری، اکتشافی و بهره برداری موجود در منطقه، لایه های اطلاعاتی پارامترها در سیستم اطلاعات جغرافیایی (نرم افزار 10Arc GIS) تهیه و سپس این نقشه ها با هم تلفیق شد. بر اساس نتایج بدست آمده مشاهده می شود که بیشترین مساحت از کل محدوده آبخوان برابر با 794/192 کیلومتر مربع (153/40 درصد)، دارای استعداد پخش سیلاب مناسب و کمترین وسعت معادل 046/61 کیلومتر مربع (714/12 درصد) از مساحت آبخوان در محدوده خیلی مناسب قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: آبخوان، پخش سیلاب، چاه های پیزومتری، سیستم اطلاعات جغرافیایی، ضریب قابلیت انتقال
  • وحید مظفری *، محمد مراد زهی روز صفحات 217-229
    برای بررسی تاثیر منگنز و سالیسیلیک اسید در شرایط شور بر ترکیب شیمیایی، تنظیم کننده های اسمزی و روابط آبی دانهال های پسته (Pistacia vera L.) رقم بادامی ریز زرند، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه انجام شد. تیمارها شامل منگنز (0، 10 و 20 میلی گرم منگنز بر کیلوگرم خاک از منبع سولفات منگنز)، محلول پاشی هورمون سالیسیلیک اسید سه بار با غلظت صفر، 5/0 و 1 میلی مولار و شوری (0، 1200 و 2400 میلی گرم کلرید سدیم بر کیلوگرم خاک) بودند که در انتهای آزمایش میانگین شوری هایی به ترتیب برابر با 9/2، 8/7 و 1/16 دسی زیمنس بر متر ایجاد نمودند. نتایج نشان داد که شوری موجب کاهش مقدار نسبی آب برگ و افزایش نشت یونی گردید، لیکن مصرف توامان منگنز و سالیسیلیک اسید باعث افزایش 46 درصدی مقدار نسبی آب برگ و کاهش نشت الکترولیت گردید. تنش شوری غلظت آهن، روی و منگنز شاخساره را کاهش، ولی مصرف توامان 20 میلی گرم منگنز و 1 میلی مولار سالیسیلیک اسید غلظت این عناصر را به‏ترتیب 26، 89 و 80 درصد نسبت به شاهد افزایش داد. با افزایش شوری غلظت پرولین و قندهای محلول افزایش یافت و مصرف توامان منگنز و سالیسیلیک اسید نیز غلظت این پارامترها را به ترتیب 100 و 88 درصد نسبت به شاهد افزایش داد. براساس نتایج به دست آمده از این پژوهش، می توان نتیجه گرفت که در شرایط شور، مصرف توامان منگنز و سالیسیلیک اسید از طریق بهبود پارامترهای فیزیولوژی و هم چنین افزایش غلظت عناصر غذایی کم مصرف، توانایی گیاه پسته را در مقابله با تنش شوری بهبود بخشید.
    کلیدواژگان: آهن، پرولین، روی، قند های محلول، نشت الکترولیت
  • علی افشاری*، کامروان مروج، پریسا علمداری صفحات 231-241
    پذیرفتاری مغناطیسی، شاخصی از ویژگی های مغناطیسی یک ماده است که برخی از ذرات معدنی خاک از چنین ویژگی مستثناء نیستند. مطالعه حاضر برای تعیین توزیع عمودی پذیرفتاری مغناطیسی (X)، پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس (Xfd) و ارتباط آن با غلظت آهن معادل کل در 15 پروفیل از خاک هایی با مواد مادری آذرین، رسوبی و آبرفتی واقع در اراضی بخش مرکزی استان زنجان انجام گردید. نتایج تاثیر واضحی از میزان لیتولوژی مواد مادری در برآورد پذیرفتاری مغناطیسی خاک دارد. در خاک های تشکیل شده برروی سنگ های آذرین و خاک های مشتق شده از سنگ های رسوبی به ترتیب کمینه و بیشینه پذیرفتاری مغناطیسی بین 200 تا 1400 10-8m3kg-1 و 42 تا 158 10-8m3kg-1 می باشد. هرچند فرآیندهای خاک سازی روی افزایش پذیرفتاری مغناطیسی تاثیر می گذارند، اما در سنگ های آذرین با وجود میزان بالای کانی های مغناطیسی، تاثیر لیتوژنیکی مواد مادری بر فرآیندهای تشکیل خاک بیشتر است. پذیرفتاری مغناطیسی در خاک های مشتق شده از سنگ های رسوبی، بیشتر از مواد مادری از همان نوع است که علت آن خاک ساختی بودن کانی های فری مغناطیس در خاک می باشد. بین مدل تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی در خاک های تشکیل شده روی سنگ های آذرین با خاک های به وجود آمده روی سنگ های رسوبی تفاوت قابل توجهی وجود دارد. در پروفیل خاک های آبرفتی توزیع عمودی غلظت آهن معادل کل و مقدار پذیرفتاری مغناطیسی (10- 118 تا 567 10-8m3kg-1) تابع نوع مواد مادری واحدهای اراضی مجاور، ردیف زمانی و فرآیندهای خاک سازی است. غلظت آهن معادل کل از روند مشابهی با توزیع پذیرفتاری مغناطیسی تبعیت می کند.
    کلیدواژگان: آهن معادل کل، پذیرفتاری مغناطیسی، توزیع عمودی، سنگ های آذرین و رسوبی، مواد آبرفتی
|
  • R. Mohammadzadeh*, M. Chorom, Aa Moezzi, M. Norouzi Masir Pages 1-13
    Effects of two organic amendments, cow manure and bagasse compost of sugarcane, on the chemical fractions of cadmium in soil were investigated at three incubation times in the present study. Soil sample was polluted with 50 mg kg-1 of cadmium by spraying the cadmium salt and after 90 days 25 and 50 tons’ ha-1 of the organic amendments were added to the soil. Some of the soil chemical properties and contents of chemical fractions of cadmium were determined by sequential extraction method of Tessier after 1, 30 and 60 days from the date of adding the organic amendments. The most fraction of cadmium in the all of the treatments was observed in the carbonate- fraction and the soluble and exchangeable- and organic matter- fractions of cadmium were significantly (p
    Keywords: Cadmium, Fractionation, Incubation, Organic matter, Time
  • M. Hakimi *, N. Aliasgharzad Pages 15-28
    The soil and water salinity are usually crucial factors in diminishing the growth and production of crops in arid and semiarid areas. Inoculation of plant with plant growth promoting rhizobacteria particularly Pseudomonas andmycorrhizal fungi are helpful ways to facilitate plant growth in saline soils. In this research, the effects of two strains of Pseudomonas fluorescens (P. fluorescens Tabriz(PFT) and P. fluorescens Cha0(PFC))and the mycorrhizal fungus, Rhizophagus irregularis on proline concentration in plant leaves as well as some growth indices of tomato (var. Super strain B) under 4 different levels of salinity (1.56, 3, 6 and 9 dS m-1 S1, S2, S3 and S4, respectively) were studied, The results showed that plant fresh weight was significantly (17.36%) higher in non mycorrhizal plant (-AM) than mycorrhizal plant () (p
    Keywords: : Arbuscular mycorrhizal fungi, Plant growth indices, Plant growth promoting rhizobacteria, Proline concentration, Pseudomonas
  • H. Rezaie *, N. Khanmohammadi, Majid Montazeri, G. Behmanesh Pages 29-40
    The purpose of this paper is the selection of the most suitable probability distribution function to calculate and compare the RDI and SPI drought indices. Accordingly, using the meteorological data of thirty synoptic stations in Iran, annual rainfall data series and the ratio of precipitation to potential evapotranspiration were obtained. At first, Normal or Gamma distributions and Log-normal or Gamma distributions were used to determine the SPI and RDI annual values, respectively. Then using Kolmogorov-Smirnov index, the best distribution function was obtained to fit with the data series in the studied stations. After determining the index values based on the superior distribution function and also the mentioned distribution functions, replacement of different drought classes was evaluated. The results showed that in the most stations, the mentioned distribution functions could not be selected as the most appropriate distribution function and using them in determination of the indices could change the drought classes. The results of the statistical indices (RMSER2>0.819) showed that the annual time series of the SPI and RDI indices (calculated on the basis of the most suitable probability distribution function) were approximately similar and their difference was not significant in none of the stations. Also the results showed that the RDI index was more sensitive than the SPI index to the selection of the distribution function, so the selection of the most suitable distribution function for determination of this index was more important.
    Keywords: Drought, Iran, Probability distribution function, RDI index, SPI index
  • A. Onnabi Milani *, Mr Neyshabouri Pages 41-54
    Determining the evapotranspiration of plants is possible mainly by two methods, namely direct measuring and indirect estimation using climatic parameters. Evapotranspiration determination using direct method is difficult, costly and time consuming. For this reason, some indirect methods have been proposed for determination of crop water requirement with acceptable accuracy. A lysimetric study was conducted to determine the reference evapotranspiration (ETo) in Tabriz plain in a loamy soil. Evapotranspiration was measured in ten days and monthly intervals by water balance equation method and then compared with ETo obtained using some empirical methods. Results indicated that the average seasonal ETo and pan evaporation (Ep) for 9 months were 1226.9 and 1947.3 mm respectively. Comparison between the measured and estimated ETo by various methods showed that the pan evaporation (class A) and Hargreaves methods had the highest and lowest correlation with lysimeteric data, respectively. Based on the statistical analysis, Penman-Monteith method had the closest estimates to lysimeteric measurement. In general, Penman-Monteith was introduced as a suitable method for estimating reference evapotranspiration in Tabriz plain. Also, the best regression equation for estimating ETo using meteorological parameter was introduced.
    Keywords: Climatic data, Empirical model, Lysimeter, Penman-Monteith, Reference evapotranspiration
  • V. Montakhabi Kalajahi *, Aa Jafarzadeh, Sh Oustan, F. Shahbazi Pages 55-67
    The soil management and optimum usage require a correct soil classification and detection of their main characteristics. So in this research work, the Soil Taxonomy and World Reference Base systems proficiency to qualify saline and gypsiferous soils properties and estimate of the relative amount of clay minerals with effect on soil characteristics are discussed. For this purpose, saline and gypsiferoussoils of two regions from east Azerbaijan (Dasht-e-Tabriz and Khaje) were selected and after soil profiles description, sampling of all horizons and layers were carried out. Then samples were prepaired and different experiments were conducted for the study of ST and WRB proficiency. In the majority of soil profiles, the presence of heavy textured lower horizons has caused excessive accumulation of salts in the surface and middle horizons and salic and gypsic horizons formations. In general, according to WRB and ST, soils of these regions are classified in three reference soil groups of solonchaks, solonetz and gypsisols and two suborders of salids and gypsids, respectively. Based on mineralogical results, the most common and abundant clay mineral in this soils were illite which could be used as a mineralogy class in family level of ST system. As a result, in this kind of soils, the WRB system by high explanation of soil properties and adding dominant clay minerals name in qualifiers can be superior to ST.
    Keywords: Clay minerals, Gypsiferous soils, Saline soil, ST, WRB soil classification systems
  • K. Roushangar *, R. Ghasempour Pages 69-82
    Horizontal intakes are of the most common structures for water withdrawal from open channels such as rivers, lakes and dam reservoirs. One of the hydraulic phenomena that mainly occurs during the water withdrawal process of the channels is the formation of vortex and air bubbles that can cause many problems for hydro-mechanical facilities of intakes. Insufficient height of water above the intake pipes (submergence depth) is the major cause of the vortex formation on horizontal intakes. Due to the importance of this phenomenon, many models have been developed to estimate the critical submergence depth. However, due to the uncertainties of the vortex formation near the intake, the obtained results often do not show a desired accuracy. In this study, using three experimental data series, the performance of artificial intelligence techniques (adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), support vector machine (SVM), gene expression programming (GEP)) and classical models were investigated for predicting the critical submergence depth of horizontal intakes with different bottom clearances in open channel flows. The results indicated that in estimating the critical submergence depth, the artificial intelligence techniques are more accurate than the classical models and a good agreement could be seen between the observed and predicted values. The best result for the test series was obtained for C=di/2 state (di and C were intake diameter and bottom clearance, respectively) using SVM method with the values of R=0.988, DC=0.976 and RMSE=0.191. According to the results of sensitivity analysis, it was observed that the relative velocity and Weber number in intake pipe were the most and the least significant parameters in the estimation of critical submergence depth, respectively.
    Keywords: ANFIS, Classical formula, Critical submergence, GEP, Horizontal intakes
  • Ar Shahsavar *, T. Moghadam, M. Zareie, E. Aslmoshtaghi Pages 83-94
    In order to evaluate the effect of mycorrhizal fungi, different sources and levels of iron on growth and nutrients uptake in Mexican lime (Citrus aurantifolia L) (one of the important rootstock in citrus growing regions in south of Iran), greenhouse experiments were conducted with factorial arrangement in a completely randomized design with three factors and four replications. Treatments consisted of three levels of mycorhizal fungus (without fungal inoculation, inoculation with Rhizophagus intraradices, inoculation with Glomus versiforme), two sources of iron (iron chelate, iron solphate), and three iron levels (0, 7.5, 15 mgkg-1 Fe). The results indicated that co-application of mycorrhizal fungal species and iron sources improved plant growth charactrices and the concentration of nitrogen, potassium, iron, zinc, copper, and manganese. In the treatments inoculated with mycorrhizal fungi, with an increase in iron levels, the nutrient concentrations of iron, zinc, copper and manganese in soil were increased, likely because of the balancing effect of mycorrhizal symbiosis on nutrient concentrations in plants. It seemed that co-application treatments of fungi with iron sulphate were effective on different growth indices of plant and could reduce iron chelate consumption or be used instead of it.
    Keywords: Citrus, Iron, Mexican Lime Rootstock, Mycorrhizal symbiosis, Nutrient elements
  • M. Mohamdioun *, Gh Mahtabi, M. Asadi Pages 95-107
    Seepage is one of the main reasons of slopes destructions. In slopes, due to fluctuations of groundwater depth or water level in an earth dam, a channel or river, gradient of seepage exceeds its critical value and the boiling phenomenon happens. In this study, the performance of geogrid plates in controlling the boiling of slope due to rising of groundwater level or drawdown of channel water surface was investigated using an experimental model. Geogrid plates with three lengths of 10, 15 and 20 cm and spacings of 1, 2, 3 and 4 cm were placed in the slope. The experiments were carried out at different depths of groundwater and channel water. Results showed that in the best model of geogrid (plates with 20 cm length and spacing of 1 cm) gradient of boiling increased 71.5 and 236 percent due to ascending of groundwater and descending of channel water conditions, respectively as compared to the control model. By increasing the length of plates or reducing the spacing between the plates, gradient of boiling increased. In all plates with different spacings, the number of non-occurrence of boiling in the descending condition of the channel water was less than that in the ascending condition of the groundwater. This is due to the simultaneous effects of hydrostatic and pore water pressure of the saturated soil of upper layers. In the ascending condition of the groundwater, boiling occurred mostly in the relative water depths equal to 0.167 and 0.333. In the descending of channel water conditions, critical status happened when the groundwater level was high.
    Keywords: Drawdown of channel water, Geogrid, Gradient flow, Pore water pressure, Rising of ground water
  • M. Abdoilahzadeh *, A. Fakheri-Fard, Y. Dinpazhoh, M. Jafari Pages 109-118
    In this study, temporal and spatial model of salt transfer was investigated using a wind tunnel testing. In this model, four variables namely time, distance from the salty source, salinity and wind speed were used in which salinity was considered as a dependent variable and the others remained variables were considered as the independent variables. By use of this model, the amounts of measured and calculated EC were compared with the regression model output. The evaluation criteria used here were coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE). The values of these criteria were obtained as R2=0.96, RMSE= 79.14 µs/m and MAE= 46.15 µs/m. According to the mentioned criteria, it could be concluded that the precision of the proposed regression model in evaluating the salt dust transfer in different spaces and times as well as in different wind velocities was very good.
    Keywords: Regression Model, Salinity, Transmission of salt, Wind speed, Wind tunnel
  • H. Azimi *, S. Shabanlou Pages 119-130
    The circular channels with side weirs are widely used to regulate the flow and control the water depth in the urban sewage disposal systems. In this study, the turbulence of flow field and variation of the free surface of supercritical flow in a circular channel with a side weir are simulated using FLOW-3D software, the RNG k-ε turbulence model and VOF scheme. Comparison between the numerical simulation and laboratory measurements shows that the numerical model has simulated the free surface and flow field profile with reasonable accuracy. According to the numerical simulation, the flow depth is decreased along the side weir. In all simulations, a free surface drop has happened at the upstream beginning of the side weir. There is also a surface jump at the downstream end of the side weir. The change of specific energy along the side weir for the supercritical flow regime is almost constant and the energy loss is not significant but by increasing the side weir length the energy difference between the upstream and downstream of the side weir increases. The velocity field analysis indicates that the maximum longitudinal and lateral flow velocities happen at the end and middle of the side weir, respectively. Also in each cross-section, the maximum vertical velocity happens in vicinity of the side weir.
    Keywords: Circular channel, Flow field features, Side weir, Supercritical flow, 3D simulation
  • A. Sozepoor *, M. Shafai Bejestan Pages 131-143
    Natural phenomena such as bed scouring in the outer bank and deposition in the inner bank of meandering rivers cause lateral migration of the river bend in the downstream direction. So far, different measures have been developed to control this movement. In the present study, the influences of floating vanes application on bed scouring and deposition in river bend has been investigated experimentally. For this purpose, a physical model of Karoon river 180-degree bend at the south of Ahwaz city was constructed. Also flume bed topography measurement showed that the bend scour had been occurred from 130 degrees’ location to the end of the bend. Therefore, seven floating vanes were installed in series at this bendsegment and tested under three different Froude numbers (=0.18, 0.20 and 0.22). The flow depth was kept constant for these tests. The vanes dimensions were designed according the Odgaard’s recommendations for submerged vanes. Bed topography maps were measured using a laser meter and contour lines were plotted using the Tecplot software. The results showed that with installing floating vanes, the maximum scour depth reduced as much as 50%, 50% and 40% for Froude numbers equal to 0.18, 0.20 and 0.22, respectively. It was also found that generally the scour depth not only was shifted toward the inner bend, sedimentdeposition also was observed at the outer bank.
    Keywords: Bend, Floating vanes, physical model, River, Sedimentation
  • Se Fatemi *, R. Ghobadian, M. Pakbin Pages 145-158
    Nowadays, the maximum operation of groundwater resources has been achieved in Iran. Also, the majority of extractable water resources are utilized and the managing of water resources in the future is depended on more extracting of water resources. For better basin management, forecasting the groundwater depth fluctuations in particular in arid areas is more necessary. In this study, time series spectral analysis is used to forecast the groundwater depth fluctuations of Chamchamal plain. In this regard, the monthly groundwater depth time series during 1995 to 2009 years are used for calibration periods and the periodogram diagrams are depicted. Data periodicity is analyzed by using Fourier spectral analysis and the deterministic term of data periodicity is eliminated. In the next step, stationary and normality in the data are considered. After that, the different time series models are fitted for the prepared data and accuracy of them were assessed by Akaike (AIC) criterion. The results show that ARMA (2, 1), ARMA (1, 1), ARMA (1, 1) models are the best fitted models for the measured data in Bazanabad, Gheshlaghabad and Gavkol piezometers, respectively. Finally, the residuals stationarity assumption test is used to check for the correct diagnosis of the fitted pattern. In this study, the results represent the high performance and accuracy of the applied new approach to the time series spectral analysis for forecasting groundwater depth by application of the regression coefficient amount of 0.78 and SI- Index of 4% to 14% of piezometer's data. Using spectral analysis, as has been provided in this study, is very useful for forecasting groundwater depth.
    Keywords: Chamchamal Plain, Forecasting, Groundwater depth, Spectral analysis, Time series
  • H. Bigdeli-Tabar-Sahreini *, M. Hemmati, H. Ahmadi, V. Naderkhanloo Pages 159-171
    Bendway weirs are important multi-purpose structures for erosion control and are implemented to control erosion, restore streams, and improve habitat. Investigation of the effect of weirs’s height on flow pattern and erosion and sedimentation by application Mike 3 Flow Model FM was the aim of this research. The used variables were three flow discharge rates of 120, 150 and 180 (l/s), three weir heights of 0.5y, 0.7y (submerge weirs) and 1.2y (spur) (y is the mean water depth). The length ratio (L/B) was kept constant during experiments (equal to 3 times of water surface width) as well, weir crest slope (flat crest) and weirs angle (60 degree) were also constant. The results showed that the maximum difference between experimental and simulation data of the maximum scour depth at the tip of weirs was about 7.6 %. So a good agreement was found between the model and experimental results. Furthermore, the results revealed that the bendway weirs were more efficient than groins in reducing the velocity magnitude, decreasing the scour at the outer bank side and in decreasing the sediment deposition at the inner bank side. On average, the velocity magnitude at the outer bank side decreased by 81, 85 and 70 % in weirs with heights of 0.3y, 0.7y and 1.2y, respectively. Generally, the results of this research showed that the weirs with a height of 0.7y had the most influence on protection of outer bank.
    Keywords: Bendway weirs, Groynes, Numerical simulation, Scour control, Scouring
  • N. Rouzegari *, Y. Hassanzadeh, Mt Sattari Pages 173-185
    In this paper two models have been written and solved by two approaches: non-linear programming (GAMS/MINOS solver) and simulated annealing methods in order to optimize operational rules in Mahabad reservoir. Because of missing the required eco-system data, these required data were calculated using Tennant method. The objective function was defined to minimize the deference between the amounts of agriculture water demand and the released water from the reservoir during 23 years of flow data (1370-1393) and their performance were evaluated using the operational indexes. Obtained results of both optimization models showed that, the simulated annealing algorithm with objective function value of 22.01, reliability value of 25%, resiliency velocity value of 22.22%, vulnerability value of 41.04% and sustainability value of 0.032, gave relatively better results compared to the non-linear programming method with the objective function value of 88.92, reliability value of 48.18%, resiliency velocity value of 32.86%, vulnerability value of 84.27% and sustainability value of 0.024. Also, it was found that, simulated annealing algorithm took longer running time to achieve the global optimal point in comparison to non-linear programming. However, using simulated annealing algorithm estimated a lower water shortage of 1632.24 MCM compared to the non-linear programming which estimated water shortage of 3351.4 MCM. Simulated annealing algorithm decreased the shortage by distributing shortages in different months and estimated a better performance.
    Keywords: Mahabad reservoir, Non-linear programming, Optimization, Reservoir operation, Simulated annealing algorithm
  • H. Ghodousi *, Z. Mirzae Pages 187-199
    Usually, the amount of water that is delivered to the downstream of a gate in irrigation network does not match with the actual need and in some cases it is significantly higher than the need and sometimes it is far less. This imbalance in delivery and distribution of water not only reduces the product performance and farmer’s satisfactions, but also for those farms that have received too much water may cause yield reduction due to excessive irrigation. In this study, using Rootcanal hydrodynamic model that is one of the irrigation channel hydraulic simulation models, several options for water delivery and distribution in E1R1canal of Dez irrigation network are simulated. Then using the simulation results, the performance index and volume of water losses are calculated. Also appropriate operation guidelines are determined and accomplished, then after implementation of them the canal performance and volume of losses are recalculated. The results show that in all scenarioes, increasing the number of operations, improves the performance indices of intakes and canal and among the various simulated options, the maximum performance improvement is 49% which belongs to the intake 6 in Scenario number2.
    Keywords: Canal performance, Delivery efficiency, Delivery losses, Dez Irrigation Network, RootCanal model
  • Gh Ahmadzadeh *, Fa Jafari Pages 201-216
    Water spreading on the permeable areas is an appropriate strategy for flood control and efficiency. Determination of appropriate site for water spreading is one of the most important stages of such projects. In this paper, suitable areas for water spreading in Shabestar plain were determined based on four parameters including slope, permeability, transmissivity and unsaturated alluvium thickness. For this purpose, by using data of drilling logs from exploration and piezometric wells in the area, layer parameters information was prepared in geographical information system (Arc GIS 10 software) and then maps were combined together. The results showed that the maximum area of the aquifer with 192.794 square kilometers (40.1 percent), had suitable condition for water spreading and 146.512 square kilometers (30.5 %) of ​​the aquifer, had moderate condition. As well as 79.786 square kilometers (16.6 percent), had unsuitable condition for water spreading and 61.046 square kilometers (12.7%) of the aquifer had quite suitable condition.
    Keywords: Aquifer, Geographical information system, Piezometric wells, Transmisivity, Water spreading
  • V. Mozafari *, M. Moradzehi Rooz Pages 217-229
    In order to investigate the effects of manganese and salicylic acid on chemical composition, osmotic regulators and water relations of pistachio seedlings (Pistacia vera L. cv. Badami Zarand) under saline conditions, a factorial experiment was carried out in a completely randomized design with three replications under greenhouse condition. Treatments consisted of manganese with concentrations of 0, 10 and 20 Mn2 kg-1 soil as MnSO4 ,H2O, and foliar application of salicylic acid hormone at three times with concentrations 0f 0, 0/5 and 1 mM and three levels of salinity (0, 1200 and 2400 mg NaCl kg-1 soil) that at the end of the experiment created average salinity of 2.9, 7.8 and 16.1 dSm-1, respectively. The results showed that the salinity decreased the leaf relative water content and increased the electrolyte leakage, but the combined application of the manganese and salicylic acid increased the leaf relative water content 46 percent and decreasedtheelectrolyte leakage. Salinity stress decreased the shoot Fe, Zn and Mn concentrations, but the combined application of 20 mg Mn2 and 1 mM salicylic acid increased the concentration of these elements by 26, 89 and 80 percent compared to control, respectively. The concentration of proline and soluble sugars increased with increasing the salinity and also the combined application of manganese and salicylic acid increased the concentration of these parameters by 100 and 88 percent, respectively. According to the results of this experiment, it was concluded that the combined application of manganese and salicylic acid in saline conditions through improving the physiological parameters and also increasing the micronutrients concentration, improved the pistachio plant ability against the salinity stress.
    Keywords: Electrolyte leakage, Iron, Proline, Soluble sugars, Zinc
  • A. Afshari *, K. Moravej, P. Alamdari Pages 231-241
    Magnetic susceptibility is an indicator of material magnetic properties that some of the mineral particles of the soil are not exceptional from this feature. The present study was conducted to determine the vertical distribution of magnetic susceptibility (X), frequency-dependent magnetic susceptibility (Xfd) and its correlation with total iron concentration in 15 soil profiles with igneous, sedimentary and alluvial parent materials located in the central of zanjan province. The results showed an obvious effect of the amount of parent material lithology on the magnetic susceptibility of the soils. The maximum and minimum magnetic susceptibility in the soils which formed from igneous rocks and sedimentary rocks were found between 200 - 400 x 10-8m3kg-1 and 42 - 158 x 10-8m3kg-1, respectively. Although, the soil formation process affected on increasing the magnetic susceptibility of it, but due to high levels of magnetic minerals in samples of igneous rock, the effect of parent material lithogenic on soil formation processes was high. Magnetic susceptibility in soils formed from sedimentary rocks was more than similar their parent materials that was the reason for pedogenic formation of ferromagnetic minerals. There was a considerable difference between magnetic susceptibility variation model in soils derived on igneous rocks with sedimentary rocks. In the profile of alluvial soils, vertical distribution of total equivalent iron concentration and amount of magnetic susceptibility (118 – 567 x 10-8m3kg-1) were related to adjacent land unit parent material, chronosequence and soil forming process. Total equivalent iron concentration was in a same trend of magnetic susceptibility distribution.
    Keywords: Alluvial deposits, Igneous, sedimentary rocks, Magnetic susceptibility, Total equivalent iron, Vertical distribution