مجید عظیم محسنی
-
نیلوفر سفید (Ipomoea lacunose L.) یکی از علف های هرزی است که به تازگی در مزارع استان گلستان گسترش یافته و به یک چالش جدی برای کشاورزان تبدیل شده است. در این مطالعه، اثر شرایط محیطی مختلف از جمله دمای ثابت، دمای متناوب، تنش آبی، شوری، دمای بالا و عمق دفن بذر بر جوانه زنی و رویش سه جمعیت این گیاه که در سال های 1397، 1398 و 1399 جمع آوری شده بودند، انجام شد (در زمان انجام آزمایش، این بذرها به ترتیب 15، سه و صفر ماه پس رس شده بودند). همه آزمایش ها در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که واکنش جوانه زنی به عوامل محیطی مورد بررسی در جمعیت های مختلف بذر متفاوت بود. درصد جوانه زنی از دمای 10 درجه سانتی گراد آغاز و با افزایش دما بر مقدار آن افزوده شد. اگرچه درصد جوانه زنی در دمای 40 درجه سانتی گراد قابل توجه بود، اما در دمای 45 درجه سانتی گراد به طور کامل متوقف شد. دمای متناوب در مقایسه با دمای ثابت، در محدوده دماهای پایین، جوانه زنی این گیاه را افزایش داد؛ اما در محدوده دمای بالا تفاوتی با دمای ثابت نداشت. پتانسیل آب مورد نیاز برای کاهش 50 درصد جوانه زنی در جمعیتهای 1397، 1398 و 1399 به ترتیب 83/0-، 82/0- و 43/0- مگاپاسکال بود. تحمل این گونه به تنش شوری بسیار بیشتر از تنش آبی بود؛ به طوری که افزایش شوری تا پتانسیل1/1- تا 4/1- مگاپاسکال باعث کاهش 50 درصدی حداکثر جوانه زنی آن شد. افزایش دمای بالا تا 80 و 100 درجه سانتی گراد موجب تحریک جوانه زنی شد؛ اما هیچ بذری در دمای 120 درجه سانتی گراد زنده نماند. در بذرهای 1397 و 1399 با افزایش عمق دفن، درصد رویش بذرها افزایش یافت؛ به نحوی که در عمق سه سانتیمتر به حداکثر مقدار خود رسید. از این پس با افزایش عمق دفن، درصد رویش گیاهچه کاهش و در عمق نه سانتی متر متوقف شد. رویش گیاهچه جمعیت 1398 نیز با همین روند (اما به تعداد کمتری) اتفاق افتاد، ولی در عمق پنج سانتی متر هیچ گیاهچه ای سبز نشد. به طور کلی، نتایج بررسی حاضر نشان داد که نیلوفر سفید به سطوح مختلف دمای ثابت و متناوب، پتانسیل آب، شوری، دمای بالا و عمق کاشت واکنش متفاوتی نشان می دهد. اطلاع از پاسخ جوانه زنی این گونه در برابر عوامل مذکور می تواند در پیش بینی جوانه زنی نیلوفر سفید در راستای طراحی راهکارهای مدیریتی مناسب استفاده شود.کلید واژگان: علف هرز, گیاه مهاجم, نیازمندی های اکولوژیک جوانه زنیWhite morning glory (Ipomoea lacunose L.) is one of the weeds that have recently spread in the fields of Golestan province and has become a serious challenge for farmers. In this study, the effect of different environmental conditions, including constant temperature, alternating temperature, water stress, salinity, high temperature, and burial depth on the germination and emergence of three seed populations of this plant collected in 2018, 2019, and 2020 (at the time of the experiment, these seeds were after-ripped 15, 3, and 0 months, respectively) were investigated. All experiments were conducted based on a completely randomized design with three replications. The results showed that the response of germination to the studied environmental factors was different in seed populations. Germination percentage started at 10°C and increased with increasing temperature. Although the germination percentage was significant at 40°C, it was completely stopped at 45°C. Alternating temperature compared to constant temperature increased the germination in the range of low temperatures; however, there was no difference with the constant temperature in the high-temperature range. The water potential required to reduce 50% of germination in the seeds of 2018, 2019, and 2020 was -0.83, -0.82, and -0.43 MPa, respectively. The tolerance of this species to salt stress was much higher than to water stress, and the increase of salinity up to the potential of -1.1 to -1.4 MPa reduced its maximum germination by 50%. Increasing the high temperature to 80 and 100 °C stimulated the germination, and no seeds survived at 120°C. In the populations of 2018 and 2020, the emergence percentage of seeds increased with the increase of burial depth; so that it reached its maximum value at a depth of 3 cm. By increasing the burial depth, the percentage of seedlings emergence of these populations decreased and stopped at a depth of 9 cm. The seedlings emergence of 2019 population also happened with the same process (but in smaller numbers), but no seedlings emergence occurred at a depth of 5 cm. In general, the results of this study showed that the reaction of white morning glory germination to environmental factors is different. Knowing the germination response of this species against the mentioned factors can help predict the germination and emergence of this plant to design suitable management strategies.Keywords: Ecological Requirements Of Germination, Invasive Plant, Weed
-
مقدمه
در تحقیقات بذر، داده های درصد جوانه زنی حاصل از شمارش بوده و دارای توزیع دوجمله ای می باشد و از این رو، محققان بذر قبل از انجام تجزیه واریانس و مقایسه تیمارها، برای تثبیت واریانس و نرمال سازی داده ها از تبدیل داده ها به ویژه تبدیل جذری استفاده می کنند. با وجود استفاده از تبدیل داده ها، این روش ایرادات اساسی در ساختار دارد که نتایج آزمایش را خدشه دار می کند. از این رو معرفی و جایگزین کردن یک روش که بدون استفاده از تبدیل داده ها، فرضیات تحقیق را حفظ کند و نتایج قابل قبولی در اختیار محقق قرار دهد، حائز اهمیت است. استفاده از مدل خطی تعمیم یافته به عنوان یک روش جایگزین برای تجزیه و تحلیل داده های جوانه زنی با توزیع دو جمله ای می باشد. در این تحقیق، ابتدا مدل خطی تعمیم یافته معرفی و سپس بر اساس داده های شبیه سازی و داده های جوانه زنی، به بررسی کارایی آن پرداخته می شود.
مواد و روش هادر این پژوهش، ابتدا داده های شبیه سازی شده با روش مونت کارلو تولید شد. با کمک داده های شبیه سازی شده، سطح معنی داری و توان آزمون برای روش مدل خطی تعمیم یافته در حالت های مختلف محاسبه شد. سپس از داده های واقعی مربوط به 3 آزمایش شامل اثر اسیدیته بر جوانه زنی ارقام گندم، اثر تنش آبی و شوری بر جوانه زنی بذرهای شاه افسر و اثر دمای متناوب بر جوانه زنی سه جمعیت اسطوخودوس استفاده گردید و نتایج مدل خطی تعمیم یافته و روش تبدیل جذری با داده های سه آزمایش مورد مقایسه قرار گرفت.
یافته هانتایج شبیه سازی نشان داد که مدل خطی تعمیم یافته کارایی بالایی در حفظ سطح معنی داری از پیش تعیین شده و توان بالایی در تشخیص اختلافات معنی دار جوانه زنی بین تیمارها دارد. همچنین نتایج مقایسه مدل خطی تعمیم یافته با روش تبدیل جذری بیانگر این مطلب بود که مدل خطی تعمیم یافته توان بالاتری در تشخیص اختلاف معنی داری بین تیمارهای مختلف به ویژه در تیمارهای با بذرهای نابرابر در پتری داشت و در تیمارهایی که روش تبدیل جذری عدم اختلاف معنی دار بین تیمارها را نشان می داد، روش خطی تعمیم یافته اختلاف معنی دار بین تیمارها را نشان داد.
نتیجه گیریبه طور کلی، نتایج این تحقیق نشان داد که مدل خطی تعمیم یافته می تواند به عنوان یک مدل جایگزین با تبدیل جذری در مطالعات مربوط به درصد جوانه زنی بذرها که دارای توزیع دوجمله ای می باشند به کار گرفته شود، بدون اینکه مشکلات مربوط به روش تبدیل جذری را داشته باشد. همچنین، این مدل توانایی و دقت بالاتری نسبت به روش تبدیل جذری در تشخیص اختلافات جوانه زنی بین تیمارهای مختلف با بذرهای ثابت و متفاوت دارد.
کلید واژگان: بیش پراکنش, تابع اتصال, توان آزمون, سطح معنی داری, مونت کارلوIntroductionIn seed research, germination percentage data is the result of counting and has a binomial distribution. Therefore, seed researchers use data transformation, especially square root transformation, to stabilize the variance and normalize the data before performing analysis of variance and comparison of treatments. Despite the use of data transformation, this method has fundamental issues in the structure that misleads the test results. Therefore, it is important to introduce and replace a method that preserves the research assumptions and provides acceptable results for researchers without using data transformation. The use of generalized linear model is an alternative method for analyzing germination data with binomial distribution. In this research, the generalized linear model will be introduced first. Then, the efficiency of this method will be illustrated using simulated and actual germination data.
Materials and MethodsIn this research, first the simulated data was generated by the Monte Carlo method. Based on the simulated data, the significance level and the power of test of generalized linear model were computed. Then the actual data related to three experiments including the effect of acidity on germination of wheat varieties, the effect of water stress and salinity on germination of yellow sweet clover seeds, and the effect of alternating temperatures on germination of three lavender populations were used and the results of the generalized linear model were compared with the square root transformation method based on the data of three experiments.
ResultsThe simulation results showed that the generalized linear model has a high efficiency to preserve the predetermined significance level and a high power in detecting significant differences in germination of the treatments. Moreover, the results of the comparison of the generalized linear model with the square root transformation method illustrated that the generalized linear model had a higher capability to detect significant differences between various treatments, especially in the treatments with unequal seeds in the Petri dish, and in the treatments in which the square root transformation method resulted in no significant difference among treatments, the generalized linear method showed a significant difference.
ConclusionsGenerally, the results of this research demonstrated that the generalized linear model can be used as an alternative method to square root transformation in studies on the germination percentage of seeds with binomial distribution, without having the problems of the square root transformation method. Moreover, this model outperforms the square root transformation in detecting significant differences in germination of treatments with fixed and different seeds.
Keywords: Link Function, Monte-Carlo, Overdispersion, Power Of Test, Significance Level -
تحلیل سری های زمانی - مکانی در علوم مختلف حائز اهمیت اما در عین حال چالش برانگیز است. دقت تحلیل های سری های زمانی - مکانی به نحوه تبیین صحیح ارتباط در بعد زمان و مکان آنها بستگی دارد. در این مقاله، مولفه های اصلی دینامیکی یکطرفه جهت مدل سازی ساختار مشترک سری های زمانی - مکانی معرفی و مورد استفاده قرار می گیرد. این مولفه های اصلی با مجموعه داده هایی که شامل تعداد زیادی از سری های زمانی - مکانی است، قابل استفاده است. مولفه های اصلی دینامیکی علاوه بر ارتباط مکانی، تشخیص روند و روند فصلی، انعکاس دهنده سایر عوامل مشترک زمانی و مکانی در مجموعه ای از سری های زمانی - مکانی هستند. جهت بررسی کارایی مولفه های اصلی دینامیکی یکطرفه، از آنها برای خوشه بندی و پیش بینی در سری های زمانی - مکانی استفاده می شود.بر اساس سری های زمانی - مکانی بارندگی در ایستگاه های مختلف استان گلستان، کارایی مولفه های اصلی در خوشه بندی ایستگاه های هیدرومتری، مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین پیش بینی بر اساس مولفه های اصلی دینامیکی یکطرفه برای مقادیر شاخص بارش استاندارد که یک شاخص مهم در بیان خشکسالی می باشد، انجام می گیرد.
کلید واژگان: مولفه های اصلی دینامیکی یکطرفه, همبستگی متقابل تعمیم یافته, سری زمانی-مکانی, خوشه بندی, شاخص بارش استانداردThe analysis of spatio-temporal series is crucial but a challenge in different sciences. Accurate analyses of spatio-temporal series depend on how to measure their spatial and temporal relation simultaneously. In this article, one-sided dynamic principal components (ODPC) for spatio-temporal series are introduced and used to model the common structure of their relation. These principal components can be used in the data set, including many spatio-temporal series. In addition to spatial relations, trends, and seasonal trends, the dynamic principal components reflect other common temporal and spatial factors in spatio-temporal series. In order to evaluate the capability of one-sided dynamic principal components, they are used for clustering and forecasting in spatio-temporal series. Based on the precipitation time series in different stations of Golestan province, the efficiency of the principal components in the clustering of hydrometric stations is investigated. Moreover, forecasting for the SPI index, an essential indicator for detecting drought, is conducted based on the one-sided principal components.
Keywords: One-Sided Dynamic Principal Components, Generalized Cross Correlation, Space-Time Series, Clustering, Standardized Precipitation Index -
سابقه و هدف
در کشور ایران شرایط اقلیمی به گونه ای است که حتی در پربارانترین مناطق کشور، به منابع آب زیرزمینی نیاز است و همه ساله این نیاز بیشتر میشود. از آنجا که آبهای زیرزمینی یکی از ارزشمندترین منابع آب در کشور ایران بهشمار میروند، پیش بینی تغییرات آن به منظور بهره برداری بهینه با هدف توسعه پایدار بسیار ضرورت است. یکی از پیچیده ترین فرآیندهای هیدرولوژیکی در طبیعت، فرآیند بارش-تراز آب زیرزمینی است که متاثر از پارامترهای مختلف فیزیکی و هیدرولوژیکی است. اگرچه مدل های مختلفی برای پیش بینی تغییرات تراز آب زیرزمینی با استفاده از الگوی بارش ارایه شده است اما به مدل تابع انتقال کمتر توجه شده است. از این رو هدف اصلی این پژوهش معرفی و استفاده از مدل تابع انتقال جهت پیش بینی تراز آب زیرزمینی ماهانه با استفاده از آمار بارش و مقایسه نتایج آن با مدل های شبکه عصبی-فازی و شبکه عصبی مصنوعی می باشد.
مواد و روش هادر پژوهش حاضر از آمار 30 ساله (1400-1371) ایستگاه های هواشناسی و چاه های مشاهده ای در 3 حوضه آبخیز گالیکش، رامیان و محمدآباد جهت مدل سازی بارش-تراز آب زیرزمینی استفاده شد.سپس، با توجه به اینکه سال های نزدیک تر به زمان حال اطلاعات دقیق تری از وضعیت این زمان دارند، سال ها به صورت فرآیند پیش رو در شبکه های عصبی مصنوعی در نظر گرفته شد. برازش مدل و پیش بینی مقادیر تراز آب زیرزمینی با استفاده از داده های بارش برای 12 ماه آینده به کمک سه مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، شبکه عصبی-فازی (ANFIS) و تابع انتقال (TF) انجام شد. برای این منظور از نرم افزارهای MINITAB SAS, SPSS, و R استفاده شد. در مرحله بعد اعتبارسنجی مقادیر پیش بینی شده توسط مدل ها با استفاده از 3 شاخص میانگین قدرمطلق فاصله (MAD)، ریشه مربع میانگین خطا (RMSE) و میانگین قدرمطلق درصد خطا (MAPE) مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته هانتایج حاصل از نمودارهای خودهمبستگی نگار تراز آب زیرزمینی چاه ها نشان داد، تمامی سری های زمانی دارای روند فصلی با دوره 12 ماهه هستند. بر اساس نمودارهای خودهمبستگی متقابل نیز مشخص شد که اثر مستقیم بارش بر تراز آب زیرزمینی در دو حوضه آبخیز گالیکش و محمدآباد با تاخیر 3 ماهه و در حوضه آبخیز رامیان با تاخیر یک ماهه انجام شده است. نتایج اعتبارسنجی مدل ها با کمک 3 شاخص MAD، RMSE و MAPE نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی جهت پیش بینی تراز آب زیرزمینی با استفاده از داده های بارش ماهانه در هر 3 حوضه آبخیز مورد بررسی دارای مناسب ترین عملکرد می باشد (RMSE=0.0778, 0.0243, 0.0532m) و مدل شبکه عصبی-فازی (RMSE=0.1841, 0.0832, 0.1012m) در رتبه دوم قرار دارد. اگرچه مدل تابع انتقال نسبت به دو روش دیگر دقت کمتری داشت (RMSE=0.5711, 0.5023, 0.3234m)، اما این مدل در برازش مقادیر تراز آب زیرزمینی ماهانه عملکرد مناسبی داشته است. این مدل در شناسایی تاخیر در تاثیرگذاری بین متغیرهای ورودی و خروجی و همچنین بیان مدلی که می توان بر اساس آن نحوه اثرگذاری بارش را به صورت یک مدل بیان کرد، بسیار موثر است.
نتیجه گیرینتایج این پژوهش نشان داد که برای پیش بینی تراز آب زیرزمینی با کمک مقادیر بارش ماهانه، می توان از هر 3 مدل شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی-فازی و تابع انتقال استفاده کرد. برای 3 مدل مورد استفاده بیش برآوردی و کم برآوردی پیوسته که باعث افزایش خطا و کاهش عملکرد مدل ها می شود، مشاهده نشد. همچنین هر 3 مدل در تشخیص روندها و تغییرات داده ها عملکرد مناسبی دارند. با این وجود عملکرد مدل شبکه عصبی مصنوعی نسبت به دو مدل دیگر از دقت بالاتری برخوردار است. علاوه بر این هنگامی که از عملکرد پیش رو در مدل سازی شبکه عصبی مصنوعی استفاده می شود نسبت به حالتی که از سری کامل داده ها استفاده می شود، کارایی مدل به نحو چشمگیری بهبود می یابد.
کلید واژگان: تراز آب زیرزمینی, بارش, شبکه عصبی مصنوعی, شبکه عصبی-فازی, تابع انتقالIn Iran, the climatic conditions are such that even in the rainiest areas of the country, there is a need for groundwater resources, and this demand is increasing every year. Since, groundwater is one of the most valuable water resources in Iran, it is very necessary to predict its changes in order to use it optimally with the aim of sustainable development. One of the most complex hydrological processes in nature is the rainfall-groundwater level process, which is affected by various physical and hydrological parameters. Although, various models have been presented to predict the changes in the groundwater level using the rainfall patterns, but less attention has been paid to the transfer function model. Hence, the main objective of this research is to introduce and use the transfer function (TF) model to predict the monthly groundwater level using rainfall data and to compare its results with ANFIS and Artificial Neural Network (ANN) models.In the present study, 30-year data (1992-2021) of meteorological stations and observation wells in 3 watersheds of Galikesh, Ramian and Mohamadabad were used to model the rainfall and groundwater level. of the Gorganroud river basin.Then, considering that the years closer to the present time have more accurate information about the situation of this time, the years were considered as a forward process in artificial neural networks. The model fitting and prediction of the groundwater level values using rainfall data for the next 12 months was performed with applying three models: Artificial Neural Network (ANN), Adaptive neuro fuzzy inference system (ANFIS), and transfer function (TF). For this purpose, MINITAB SAS, SPSS, and R software were used. Next step, the validation of the values predicted by the models was evaluated using three indices Mean Absolute Distance (MAD), Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Percentage Error (MAPE).The results of the autocorrelation plots of the groundwater level of the wells revealed that all time series have a seasonal trend with a period of 12 months. Based on the cross-correlation plots, it was also found that rainfall has direct effect on the groundwater level in the two watersheds of Galikesh and Mohamadabad with lag time of three months and in the Ramian watershed with a delay of one month. The validation results of the models using three indexes MAD, RMSE and MAPE revealed that the artificial neural network model for predicting the groundwater level using monthly rainfall data in all three investigated watersheds had the most appropriate performance (RMSE=0.0778, 0.0243, 0.0532m) and the ANFIS model is ranked second (RMSE=0.1841, 0.0832, 0.1012m). Although the transfer function model was less accurate than the other two methods (RMSE=0.5711, 0.5023, 0.3234m), but this model has performed well in fitting the monthly groundwater level values. This model is very effective in identifying the delay in the impact between the input and output variables, as well as expressing the model based on which the impact of rainfall can be expressed as a model.The results of this research show that all three models of artificial neural network, ANFIS and transfer function can be used to predict the groundwater level using monthly rainfall values. Consecutive overestimation and underestimation, which increases the error and decreases the performance of the models, was not observed for the three used models. Also, all three models perform well in detecting trends and data changes. However, the artificial neural network model is more accurate than the other models. In addition, when forward process is used in artificial neural network modeling, compared to the case where the complete series of data is used, the efficiency of the model is significantly improved.
Keywords: groundwater level, Rainfall, Artificial neural network, ANFIS, Transfer Function -
آبهای زیرزمینی یکی از ارزشمندترین منابع آبی در کشور ایران بوده که عمدتا تحت تاثیر الگوهای بارش در یک منطقه قرار دارند. در پژوهش حاضر از آمار 30 ساله بارش و تراز آب زیرزمینی در سه حوزه آبخیز گالیکش، رامیان و محمدآباد جهت مدل سازی بارش-تراز آب زیرزمینی استفاده شد. پیش بینی مقادیر تراز آب زیرزمینی با استفاده از داده های بارش برای 12 ماه آینده به کمک مدل تابع انتقال با استفاده از نرم افزارهای MINITAB و SAS انجام شد. اعتبارسنجی مقادیر پیش بینی شده با استفاده از شاخص های MAD، RMSE و MAPE انجام شد. نتایج نشان داد با توجه به نمودارهای خودهمبستگی نگار، در همه سری های زمانی مورد استفاده روند فصلی با دوره تناوب 12 ماهه وجود دارد. نتایج نمودار خودهمبستگی متقابل نشان داد در حوزه های آبخیز گالیکش و محمدآباد بارش با سه ماه تاخیر بر تراز آب زیرزمینی تاثیر مستقیم گذاشته است اما در حوزه آبخیز رامیان این تاخیر یک ماهه بود. همچنین مشخص شد مدل تابع انتقال در برازش مقادیر تراز آب زیرزمینی ماهانه در هر 3 حوزه آبخیز مورد بررسی عملکرد مناسبی داشته است.
کلید واژگان: تابع انتقال, همبستگی متقابل, مدل سازی, بارش, تراز آب زیرزمینیJournal of New Approaches in Water Engineering and Environment, Volume:1 Issue: 2, 2023, PP 138 -148Groundwater is one of the most valuable water resource in Iran, which is mainly influenced by rainfall patterns in a region. In the present study, 30-years rainfall and groundwater level data were used in the three watersheds of Galikesh, Ramian and Mohammadabad to model the rainfall and groundwater level. The prediction of the groundwater level using the rainfall data for the next 12 months was done using the Transfer Function (TF) and using SAS and MINITAB software. Validation of predicted values was done using MAD, RMSE and MAPE indices. The results showed that according to the autocorrelation diagrams, all time series have seasonal trend with a period of 12 months. The results of the autocorrelation diagrams showed that in Galikesh and Mohammadabad watersheds, rainfall has a direct effect on the groundwater level with a delay of three months, but in the Ramian watershed, this delay was one month. It was also found that the transfer function model had a good performance in fitting the monthly groundwater level in all 3 studied watersheds.
Keywords: transfer function, Cross correlation, modelling, Rainfall, groundwater level -
چینه سرمایی سبب افزایش ظرفیت گلوکونیوژنزی بذر در طی شکستن خواب می شود. سیانید هیدروژن نیز سبب شکستن خواب بذر بسیاری از گونه های علفی شده و در بلند مدت گلوکونیوژنز ذخایر لیپیدی را فعال می کند اما از تاثیرات کوتاه مدت این ماده بر متابولیسم کربوهیدرات ها اطلاع زیادی در دست نیست. بنابراین، به منظور مقایسه اثر چینه سرمایی و سیانید هیدروژن بر شکستن خواب و متابولیسم قند در دانه های گردو آزمایشی به صورت طرح کاملا تصادفی انجام شد. دانه های آبنوشی شده گردو تحت تیمار چینه سرمایی قرار گرفته یا با سیانید هیدروژن پیش تیمار شدند و تغییر لیپید، قندکل محلول، قندهای غیراحیایی، نشاسته و فعالیت آنزیم آلدولاز پس از دو و 10 روز از شروع تیمار بررسی و با دانه های شاهد تیمار نشده ای که در دمای 27 درجه سیلیسیوس و برای همان مدت نگهداری شده بودند مقایسه گردید. درصد رویش دانه های گردو در تیمار سیانیدهیدروژن 88% بود درحالیکه در دانه های شاهد این پارامتر 52% بود. دانه های تیمارشده با سیانید هیدروژن قبل از روز دهم دارای سطوح پایین تر قند محلول کل، قندهای غیراحیایی و نشاسته بودند ولی در روز دهم مقدار نشاسته بیشتر و قند محلول کمتر داشتند. بیشترین فعالیت آنزیم آلدولاز نیز در دانه های تیمار سیانید هیدروژن مشاهده شد. شکستن ذخایر لیپیدی در دانه های شاهد و تیمار سیانیدهیدروژن بوقوع پیوست ولی در تیمار چینه سرمایی تا زمان 10 روز قابل تشخیص نبود. احتمالا سیانیدهیدروژن در گام اول سبب تشدید گلیکولیز شده که نشانه آن فعالیت بیشتر آلدولاز و کاهش اولیه کربوهیدرات هاست و در گام بعدی با فعال سازی گلوکونیوژنز لیپیدها سبب بیوسنتز نشاسته و توان افزوده رویش دانه گردو می شود.
کلید واژگان: تجزیه لیپید, چینه سرمایی, رویش دانه, سیانید, متابولیسم قند, گردوSeed dormancy removal by cold stratification is accompanied by the development of gluconeogenic competence. Although hydrogen cyanide can stimulate the germination of many herbaceous dormant seeds and increase gluconeogenesis in long term, its short-term effects on sugar metabolism require further investigation. Accordingly, an experiment in the form of complete randomized design was carried out to compare the effects of cold stratification and hydrogen cyanide on walnut (Juglans regia L.) kernel dormancy release and sugar metabolism. Imbibed walnut kernels were either cold stratified or pre-treated with hydrogen cyanide and changes in lipids, total soluble sugars, non-reducing sugars, starch as well as the activity of aldolase were assessed at two and 10 days after imbibition and compared to those of warm (27 °C) incubated kernels at the corresponding days. Walnut kernels pre-treated with hydrogen cyanide showed germination of about 88%, whereas the figure for warm incubated kernels was 52%. The cyanide-treated seeds before 10 days had lower levels of soluble sugars and starch but on the 10th day, had the greatest starch and highest aldolase activity compared to the cold-stratified and warm-incubated kernels. Lipid mobilization occurred in both warm incubated and cyanide pre-treated seeds but it was undetectable in cold stratified kernels. It was assumed that cyanide stimulates sugar glycolysis in the short term as evidenced by greater aldolase activity and decreased carbohydrate levels and in the next step through the activation of lipid gluconeogenesis leads to starch biosynthesis and the greater germination potential of walnut kernels.
Keywords: Cold stratification, Hydrogen cyanide, Juglans regia, Lipid mobilization, Seed germination, Sugar metabolism -
در پژوهش حاضر برای مدل سازی رواناب ماهانه، از داده های چهار ایستگاه هیدرومتری پل توسکاستان، نهارخوران، غازمحله و سیاه آب در حوضه آبریز قره سو در یک دوره آماری 36 ساله استفاده شد. سپس بررسی همگنی سری داده ها با استفاده از آزمون چاو انجام شد. پس از مرتب سازی داده ها، برای مدل سازی مقادیر رواناب ماهانه از چهار روش باکس و جنکینز (SARIMA)، شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، شبکه عصبی مصنوعی فازی (ANFIS) و الگوریتم ژنتیک (GA) در ایستگاه های هیدرومتری منتخب استفاده شد. پس از مدل سازی مقادیر رواناب ماهانه با استفاده از چهار مدل فوق، به پیش بینی تغییرات رواناب ماهانه در ایستگاه های هیدرومتری منتخب برای دوازده ماه آینده پرداخته شد و این امر با کمک نرم افزارهای Minitab، R و SPSS صورت گرفت. با توجه به نوع پراکنش مقادیر رواناب و وجود داده صفر، برای تثبیت واریانس از تبدیلlog(1+Yt) در مدل استفاده شد. در مرحله بعد، اعتبارسنجی مقادیر پیش بینی شده توسط مدل ها با استفاده از شاخص های MAD، RMSE و MAPE ارزیابی شد. نتایج نشان داد که در اکثر ایستگاه های هیدرومتری منتخب، مدل شبکه عصبی مصنوعی بهترین عملکرد را در بین چهار مدل مورد استفاده داشت. بعد از شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی مصنوعی فازی دارای مناسب ترین عملکرد بود. روش باکس و جنکینز نیز با وجود اینکه در تشخیص روند تغییرات به صورت مناسب عمل کرده بود، در بین چهار مدل مورد استفاده عملکرد ضعیف تری را در پیش بینی مقادیر رواناب داشت.
کلید واژگان: رواناب ماهانه, شبکه عصبی مصنوعی, الگوریتم ژنتیک, باکس و جنکینز, حوضه آبریز قره سوIntroductionNowadays, demand for water is increasing especially in arid and semi-arid regions (e.g., Iran) due to population growth, economic development, higher standard of living, and changes in consumption patterns. Hence, optimal management of water resources in these areas is essential. Furthermore, climate change and increasingly extreme weather events have caused a surge in natural disasters (e.g., floods) over the past 50 years in arid and semi-arid regions. Thus, forecasting and modeling of runoff data is extremely necessary for planning and managing of water resources. Water flow forecasting plays a key role in flood reduction, reservoir optimization, and reservoir management. These models are mostly developed and applied for simulation and prediction. Therefore, different types of forecasting methods have been proposed over the decades including: Box and Jenkins (SARIMA), Artificial Neural Network (ANN), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS), and Genetic Algorithm (GA) models. Forecasting hydrological reactions invariably involves uncertainty. So far, numerous studies have been performed to improve the reliability and accuracy of hydrological forecasts, resulting in reduced risk error. Therefore, the main objective of current research was to use artificial intelligence methods consisting of ANN, ANFIS, GA, and SARIMA models to predict monthly runoff data and also select the best model for the efficient management of water resources in the Gharasou River basin.
MethodologyGharasou river basin with an area of 1624 square kilometers is located in the west of Golestan province and has an important role in providing water resources required in this province. In this research, to model and forecast the runoff process, the monthly runoff time series of 4 hydrometric stations of Pol-Tuskestan, Naharkhoran, Ghazmahale, and Siah-ab over Gharasou River basin were used for a period of 36 years (1982-2018). The time series homogeneity was examined using the Chow`s method. Runoff data are time dependent, so initially these data were arranged in time series. After sorting the data, four models consisting of Box and Jenkins (SARIMA), Artificial Neural Network (ANN), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS), and Genetic Algorithm (GA) models were used to forecast monthly runoff. To increase the prediction accuracy of other methods, the far time series of monthly runoff were first ignored based on to neural network method and then the number of effective years for modeling was determined. Later, the monthly runoff was forecasted for the next 12 months using four models consisting of SARIMA, ANN, ANFIS, and GA. Lastly, based on the forecasted values and using MAD, RMSE and MAPE indices, the accuracy and precision of SARIMA, ANN, ANFIS and GA models were compared. Modeling and forecasting were done using Minitab, R and SPSS software packages.
ResultsBased on the type of distribution of monthly runoff and the presence of zero data, log(1+Yt) conversion was used in the models to stabilize the variance. The results according to the autocorrelation diagrams revealed that the time series in all stations have seasonal trend with a period of 12 months. Then, the monthly runoff of the next 12 months was forecasted using four models including SARIMA, ANN, ANFIS and GA. Model validation results using three indicators of MAD, RMSE and MAPE revealed that the ANN model in the three hydrometric stations of Naharkhoran, Pol-Tuskestan and Siah-ab had the best performance. In these three hydrometric stations, after ANN model, the ANFIS model has been selected as the most suitable model. However, the performance of these two models has been very similar. In the Ghazmahaleh hydrometric station, two models of ANFIS and ANN had the best performance, respectively. In this study, it was also found that in four selected hydrometric stations, the GA model had a good performance after the two models of ANN and ANFIS. Although SARIMA model performed very well in identifying the trend of monthly runoff changes, it had the weakest performance among the methods. The forecast data using SARIMA model were overestimated compared to the actual data for March and April, but in other months, the forecast data using this model were relatively appropriate.
Discussion & ConclusionsIn this research, to model and predict the monthly runoff process, four models including SARIMA, ANN, ANFIS, and GA models were used for four selected hydrometric stations in Gharasou River basin. The results of model validation using three indicators of MAD, RMSE and MAPE showed that the ANN and ANFIS models had the best performance among the four models used. It was also found that time series of runoff data in hydrometric stations have undergone structural changes due to the physical and climatic alterations in the upstream of rivers. Therefore, the distant past of time series may cause deviations in modeling and forecasting results. To overcome this problem, making use of an algorithm to select the number of effective years in modeling and forecasting can be useful. Artificial neural network provides a suitable criterion for selecting the number of effective years due to its high accuracy in modeling and forecasting. Based on the effective years identified by this model, other models can be modified and provide more appropriate input data for forecasting from other models.
Keywords: Monthly runoff, Artificial Neural Network, Genetic Algorithm, Box, Jenkins, Gharasou River Basin -
امروزه پیش بینی و مدل سازی فرآیند بارش و رواناب به منظور برنامه ریزی و مدیریت منابع آب بسیار ضروری است. در این تحقیق برای مدل سازی فرآیند بارش رواناب، از داده های بارندگی و دبی متوسط ماهانه در حوضه آبخیز رامیان و گالیکش در یک دوره آماری 36 ساله (1396-1360) استفاده شد. بررسی همگنی سری داده ها نیز با استفاده از آزمون چاو صورت گرفت. بررسی وجود روند در سری های زمانی، بر اساس نمودار میانگین متحرک و وجود روند فصلی، بر اساس نمودار خودهمبستگی انجام شد. برای بررسی نحوه ی ارتباط بین سری های زمانی بارش و رواناب، از نمودار همبستگی متقابل استفاده شد. سپس از دو مدل SARIMA و تابع انتقال نیز برای پیش بینی مقادیر رواناب ماهانه استفاده شد. نتایج نشان داد که با توجه به نمودارهای خودهمبستگی نگار، در همه ی سری های زمانی مورد استفاده، روند فصلی با دوره تناوب 12 ماهه وجود دارد. برای برازش مدل سری زمانی به داده های دبی، از تبدیل log (1+Yt) استفاده شد. سپس با استفاده از دو روش تابع انتقال و SARIMA، مدل سازی و پیش بینی مقادیر دبی های متوسط ماهانه برای 12 ماه آینده با کمک نرم افزارهای Minitab و SAS انجام شد. در مرحله ی بعد، اعتبارسنجی مقادیر پیش بینی شده و مقادیر برازش شده ی دبی های ماهانه ی دو مدل با استفاده از شاخص های MAD، RMSE، MAPE و E ارزیابی شد. نتایج نشان داد که از دو دیدگاه پیش بینی و برازش مدل، تابع انتقال در هر دو حوضه آبخیز گالیکش و رامیان نسبت به مدل SARIMA دقت بالاتری داشت. مدل تابع انتقال در هر دو حوضه، دقت پیش بینی را نسبت به مدل SARIMA تا دو برابر افزایش داده است.
کلید واژگان: پیش بینی, مدل باکس و جنکینز, پیش صافی, همبستگی متقابل, گرگان رودIntroductionNowadays, forecasting and modeling the rainfall-runoff process is essential for planning and managing water resources. Rainfall-Runoff hydrologic models provide simplified characterizations of the real-world system. A wide range of rainfall-runoff models is currently used by researchers and experts. These models are mainly developed and applied for simulation and prediction. They allow decision-makers to make the most effective decision for planning and operation. Rainfall-runoff modeling is essential in flood routing, flood prediction, flood frequency estimation, real-time flood forecasting, warning climate changes, and other cases. Time series analysis includes methods for analyzing and modeling time-series data to extract forecasts and other characteristics of the time-series data. Time series forecasting is using a model to predict future values based on previously observed values. The transfer function is an advanced and multivariate time series model that enables us to utilize other time series to produce response time-series forecasts. Although the rainfall-runoff process has been modeled by various methods so far, less attention has been paid to the transfer function model. The primary purpose of this study is to introduce the transfer function to model the rainfall-runoff process and compare its results to the common time series model (SAIRMA) in Ramian and Galikesh watersheds.
MethodologyIn this research, to model the rainfall-runoff process, the monthly averages of rainfall and discharge time series of Ramian and Galikesh watersheds were used for a period of 36 years (1981-2017). These two watersheds are branches of the Gorganroud River which has an essential role in providing water resources required in Golestan province. The time series homogeneity was examined using Chow`s method. The existence of trends in time series was investigated based on the moving average time series plot, and the existence of seasonal trends was explored using autocorrelation charts. The cross-correlation diagram was used to investigate the relationship between rainfall and runoff time series. The SARIMA and transfer function models were used to predict monthly runoff. Without considering the rainfall time series, the runoff time series was modeled by a SARIMA model. Also, considering the precipitation time series as an input time series, a transfer function is used to model runoff time series as a response time series. The transfer function modeling was performed in three steps, pre-whitening, selecting the appropriate parameters of the transfer function model, and finally fitting a SARIMA model to the residual values. For the SARIMA model, the goodness of fit test was evaluated based on the Box Pierce statistic. For the transfer function model, two indices were computed. The first index investigated the relationship between runoff and rainfall, and the second index performed the goodness of fit test for residual time series. Then, based on the forecasted and fitted values and using MAD, RMSE, MAPE, and E indices, the accuracy, and precision of SARIMA and transfer function models were compared.
Results :
According to the autocorrelation diagrams, the results showed that the all-time series has a seasonal trend over 12 months. Also, according to the moving average time series, there was no significant shift in rainfall time series, but there was a decreasing trend in the runoff time series. The transformation log(1+Yt) was used to the monthly average discharges time series. Then, the transfer function and SARIMA models were used to forecast the monthly average discharges for the next 12 months by using Minitab and SAS software. In the next step, the validation of the predicted data and the fitted data of monthly average discharges of two models were evaluated using MAD, RMSE, MAPE, and E indices. The results showed that the transfer function model in both Galikesh and Ramian watersheds has higher precision from the two perspectives of forecasting and model fitting than the Box and Jenkins (SARIMA) model.
Discussion & Conclusions :
In this research, to model the rainfall-runoff process, the monthly average of rainfall and runoff were used in Ramian and Galikesh watersheds. Then SARIMA and transfer function models were used to predict monthly runoff. The results showed that the transfer function model in both Galikesh and Ramian watersheds has higher precision than the SARIMA model from the two forecasting and model fitting perspectives. Changes in rainfall, directly and indirectly, cause changes in runoff, and this effect might be happened either at the same time or with a time lag. The transfer function model can consider the time lags of both time series in forecasting runoff time series. The SARIMA models lack the information of other environmental parameters and apply just the runoff in the present and past times to predict future values. Since the pattern of these parameters changes annually, not considering these changes leads to unreliable forecasts from SARIMA models. However, in transfer function models, it is possible to investigate the effect of more than one environmental parameter on the runoff changes, increasing the accuracy of model fitting and forecasting.
Keywords: Forecacting, Box, Jenkins Model, Prewhitening, Cross Correlation, Gorganrud -
در سالهای 2011 تا 2013 چند زمین لرزه بزرگ در ایالت لرزه زمین ساختی مکران (ایران و پاکستان) اتفاق افتاد. فاصله زمانی کم رویداد این زمین لرزه ها در یک زون زمین ساختی می تواند بیانگر درهم کنش آنها باشد. در این مقاله، درهم کنش زمین لرزه 2011 دالبندین پاکستان و زمین لرزه های 2013 سراوان و گوهران در مکران در جنوب شرق ایران، با محاسبه تغییر تنش کولمب مطالعه شد. نقشه ها و نیم رخ های تغییر تنش نشان می دهند که زمین لرزه های سراوان و گوهران در محدوده های افزایش تنش روی داده اند که حاکی از تاثیر مثبت زمین لرزه دالبندین بر تحریک حوادث مذکور می باشد. جهت کمی نمودن میزان تغییرات سطح لرزه خیزی، پارامترهای آماری شامل b-value، نرخ لرزه خیزی و تغییرات زمانی انحراف استاندارد موضعی (lsd) گرادیان پارامترهای لرزه ای در یک دوره 10 ساله (5 سال قبل و بعد از زمین لرزه دالبندین) محاسبه شد. نتایج نشان دادند که نرخ لرزه خیزی ایالت لرزه زمین ساختی مکران بعد از این حادثه بطور قابل توجهی افزایش یافته است. نمودار تغییرات زمانی پارامتر lsd نیز در زمان رویداد زمین لرزه دالبندین کاهش نشان می دهد که بیان گر افزایش نرخ لرزه خیزی در منطقه است. بیشترین میزان کاهش پارامتر lsd (افزایش سطح لرزه خیزی) دو سال پس از زمین لرزه دالبندین اتفاق افتاده است. در مجموع نتایج این تحقیق نشان می دهد که زمین لرزه دالبندین شروع یک دوره فعال لرزه خیزی در زون فرورانش مکران است که اوج فعالیت دوره فعال با تاخیر دو ساله در سال 2013 و رویداد زمین لرزه های بزرگ اتفاق افتاده است.
کلید واژگان: مکران, زمین لرزه, نرخ لرزه خیزی, تغییر تنش کولمب, پارامتر آماریFrom 2011 to 2013, several major earthquakes occurred in the Makran Seismotectonic zone (Iran and Pakistan). The low event interval of these earthquakes in a tectonic zone may indicate their interaction. In this paper, the interactions between 2011 Dalbandin earthquake of Pakistan, 2013 Saravan and Goharan earthquakes of Makran seismotectonic zone in SE Iran was investigated by calculating the Coulomb stress changes. Maps and cross sections of coseismic stress changes show that Saravan and Goharan earthquakes have occurred in the stress enhanced areas indicating the positive effect of Dalbandin earthquake on trigerring the mentioned events. In order to quantify the seismicity level changes, statistical parameters including b-value, seismicity rate and temporal changes of local standard deviation of gradient (lsd) were calculated over a 10 year period (5 years before and after the Dalbandin earthquake).The results show that the seismicity rate of Makran seismotectonic zone has significantly increased after this event. The temporal variation graph of lsd parameter also decreases at the time of the Dalbandin earthquake event, indicating an increase in seismicity rate in the region. In overall, the results indicate that the Dalbandin earthquake is the beginning of an active seismic period in the Makran subduction zone on which the peak of activity occurred in 2013 with two years delay.
Keywords: Makran, Earthquake, Seismicity rate, Coulomb stress change, Statistical parameter -
آلومینیم و ترکیبات شیمیایی مربوط به آن معمولا از کانسنگ بوکسیت به روش بایر و شستشو توسط NaOH تولید می شوند. این فرایند به طور عمده به مقدار آلومینا و سیلیکا وابسته است. بنابراین، شاخص مدول (نسبت Al2O3 به SiO2) به عنوان معیاری برای کیفیت کانسنگ بوکسیت به کار می رود. این شاخص فاقد پشوانه آماری است و قادر به کنترل داده های خارج از رده نیست. در این مقاله، شاخص کیفیت بوکسیت (BQI) به عنوان معیار جدیدی برای ارزیابی کیفیت کانسنگ معرفی شده است. برای ارزیابی توانایی این شاخص، از داده های زمین شیمیایی معدن بوکسیت جاجرم استفاده شد. معدن بوکسیت جاجرم با 22 میلیون تن کانسنگ کشف شده، بزرگ ترین معدن بوکسیت ایران است. مقدار حد شاخص BQI در این معدن 197/0 است. این شاخص از قابلیت خوبی در شناسایی مناطق کانی سازی بر مبنای پتانسیل اقتصادی برخوردار است. شاخص BQI قادر به کنترل داده های خارج از رده و آشکار ساختن رابطه بین متغیرها است که از مهم ترین ویژگی های این شاخص محسوب می شود.
کلید واژگان: بوکسیت, جاجرم, شاخص مدول, شاخص کیفیت بوکسیت, داده های خارج از ردهJournal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:9 Issue: 21, 2020, PP 59 -67SummaryThe Module Index (MI = Al2O3/SiO2) is a criterion for determining the ore quality in bauxite deposits. Despite of wide use of the MI, it can not provide reliable criteria for determining of the ore quality due to less statistical attention to outlier data. In this paper, we have introduced the Bauxite Quality Index (BQI) as a new criterion for determining of the bauxite ore quality. We used geochemical data of the Jajarm bauxite deposit to evaluate the ability of the mentioned index. The BQI could be able to classify the ore zones based on the ore quality and economic importance. The BQI would be control the outlier data and reveal relationship between the variables, which are the most important characteristics of this index.IntroductionBauxite is the most important source of aluminum. The quality of bauxite ore depends on mineral composition of the ore which has been calculated by the Module index (Al2O3/SiO2 ). This paper introduced more comprehensive bauxite quality index (BQI) than the MI, using multivariate statistical analysis. We apply geochemical data of the Jajarm bauxite deposit to evaluate the ability of the BQI. Methodology and ApproachesThe BQI is determined based on factor analysis of geochemical data of the Jajarm bauxite deposit. We investigate the relationships between ore quality and alumina-silica contents using the MI and BQI. Then, the economic potential of the ore zones is evaluated by either MI and BQI. Finally, the correlation coefficients of the different parameters are calculated, and the all obtained results are compared and discussed. Results and ConclusionsThe Bauxite Quality Index (BQI) is a new suggested criterion for determination of bauxite ore quality. This criterion reveals hidden relationships of Al2O3 and SiO2 with other variables and outlier data. Comparison of the MI and the BQI indicates that the BQI is more reliable than the MI in recognition of the high grade ore bodies. x.
Keywords: Bauxite, Jajarm, Module Index, Bauxite Quality Index (BQI), Outlier data -
ماهیت متغیر و پیچیده بار رسوب رودخانه ها باعث شده است که برآورد میزان رسوب وارده به مخازن و تولید رسوب دراز مدت، برای تعیین عمر سازه ها با مشکل رو به رو شود. کاربرد منحنی های سنجه رسوب یکی از معمولی ترین روش های برآورد بار رسوبی معلق رودخانه هاست. صرف نظر از دقت اندازه گیری رسوب در نمونه برداری و سنجش غلظت نمونه ها و نیز اندازه گیری دبی متناظر آن و با توجه به تغییرات مکانی و زمانی رسوب معلق در عملیات اصلاح و مدیریت رودخانه، استخراج منحنی های سنجه رسوب یکی از مهم ترین منابع عمده خطا در برآورد رسوب می باشند. از این رو، ارائه منحنی های پشتیبان زمانی برای منحنی سنجه رسوب که بر اساس آن بتوان دقت و صحت رفتار زمانی این منحنی را ارزیابی کرد، ضروری به نظر می رسد. لذا، در این مطالعه، جهت بررسی تغییرات زمانی منحنی سنجه رسوب، منحنی های پشتیبان زمانی منحنی سنجه رسوب به منظور بررسی تغییرات شیب منحنی و تغییرات سالیانه آن، معرفی شده اند. همچنین، در این مطالعه، برای برآورد بار رسوب معلق، نتیجه حاصل از روش منحنی سنجه رسوب با نتایج حاصل از چند روش آماری در سه ایستگاه هیدرومتری و رسوب سنجی در حوزه آبخیز گاماسیاب، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از اعتبار سنجی مدل ها، نشان داد که مدل سری زمانی تابع انتقال، به دلیل در نظر گرفتن پارامتر زمان، با مجموع مربعات خطای 00003/0 تن در روز، 24/3 تن در روز و 92/5 تن در روز، به ترتیب در ایستگاه های سنگ سوراخ، وسج و مرویل، در مقایسه با سایر مدل های به کار رفته در این مطالعه، از عملکرد بالاتری برخوردار است.
کلید واژگان: رسوب معلق, منحنی سنجه رسوب, منحنی های پشتیبان زمانی منحنی سنجه رسوب, روش های آماری و رودخانه گاماسیابThe variable and complex nature of the sediment load of rivers has led that the estimation of sediment entering the reservoirs and the production of long term sediment, for determining the lifetime of the structures encounter with the problem. Application of sediment rating curves is one of the most common methods for estimating the suspended sediment load of rivers. Regardless of the accuracy of sediment measurement in sampling and measuring the concentration of samples and also measuring the corresponding discharge and with due attention to the spatial and temporal changes of suspended sediment in river management and reform operations, the providing of sediment rating curves is one of the most important resources of error for estimating sediment. Therefore, providing time backup curves for sediment rating curves is necessary for evaluation of accuracy and precision of sediment rating curves. So, in this research are presented time backup curves for sediment rating curves for investigating temporal variations of the sediment rating curve and are applied for considering slope changes of curve and annual changes of it too. Also, in this research compared the results of the sediment rating curve method with the results of some statistical methods for estimating the suspended sediment load in three hydrometric stations in Gamasiab watershed. The results of validations showed that transfer function model due to take into account time parameter with SSE 0.00003 ton/day, 3.24 ton/day, 5.92 ton/day, respectively for stations: Sang-Surakh, Vasaj and Marvil has high precision in the forecasting and moreover it presents confidently unbiased forecasts for the future.
Keywords: Suspended sediment load, Sediment rating curve, Time backup curves of sediment rating curve, Statistical methods, Gamasiab River -
مجله راهور، پیاپی 27 (زمستان 1397)، صص 77 -100زمینه و هدفدر کشور ایران، حدود یک چهارم تصادفات جاده ای را موتورسواران تشکیل می دهند که در مقابل سایر وسایل نقلیه، درصد قابل توجهی را به خود اختصاص داده است؛ که از این میزان در حدود 80 درصد از راکبان موتورسیکلت، ضربه به سر گزارش شده است. در این پژوهش با تمرکز روی موتورسواران به منظور تعیین و تحلیل مولفه های موثر در میزان استفاده از کلاه ایمنی در بین موتورسوران شهر گرگان انجام شده است.روشدر این مطالعه از ابزار جمع آوری داده ها به صورت پرسشنامه ای که در دو بخش تنظیم گردیده بود، استفاده گردید. بخش اول شامل مشخصات دموگرافیک شرکت کنندگان و بخش دوم شامل 25 سوال مولفه های موثر در استفاده از کلاه ایمنی از 393 نفر موتورسوار در شهر گرگان نظرسنجی صورت گرفت. تحلیل داده ها با نرم افزارSPSS نسخه 22 انجام و از آزمون های ضریب همبستگی پیرسن و رگرسیون سلسله مراتبی استفاده گردید.یافته هانتایج این پژوهش نشان می دهد هنگامی که موتورسواران از معابری که با آن آشنایی ندارند و در زمانی که با سرعت بالا حرکت می کنند، میل پوشیدن کلاه ایمنی بیشتری دارند و همچنین شرایط آب وهوایی گرم و شرجی بودن، میزان استفاده از کلاه ایمنی را در بین موتورسواران کاهش می دهد.نتیجه گیریطبق مطالعه انجام شده، شدت اجرای قانون استفاده از کلاه ایمنی برای راکبان موتورسیکلت و همچنین طراحی و ساخت کلاه ایمنی باکیفیت که به بهانه جویی افراد در شرایط مختلف منجر نگردد، می تواند میزان استفاده از کلاه ایمنی را در بین راکبان موتورسیکلت افزایش دهد.کلید واژگان: موتورسیکلت, کلاه ایمنی, تصادفات موتورسواران, انگیزش های موتورسواران, ایمنی موتورسواران
-
فرسایش پایپینگ از جمله فرسایش های آبی است که عموما در سازندهایی با ظرفیت نفوذپذیری کم و کانی های قابل انحلال زیاد به وجود می آید. تحقیق حاضر در محدوده ای به وسعت تقریبی 105 هکتار در اراضی لسی استان گلستان انجام شد که تعداد 102 پایپینگ در آن به ثبت رسید. هدف این مطالعه، پیش بینی وجود یا عدم وجود پایپینگ و پیش بینی خطر آن از طریق مدل سازی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک بر اساس رگرسیون لجستیک است؛ در این راستا، ابتدا به صورت میدانی تمامی پایپینگ های محدوده سرشماری و از داخل و خارج خاک نمونه برداری صورت گرفت. سپس خصوصیات مورفومتری آنها نیز ثبت شد. سپس داده های استخراج شده، توسط مولفه های آماری تجزیه و تحلیل شد. برای مقایسه ی فرسایش پایپینگ در دو کاربری زراعت و مرتع، از آزمون خی دو و آنالیز مولفه های اصلی استفاده شد. نتایج آزمون خی دو نشان داد که شکل دامنه، شکل پایپینگ و بافت خاک به کاربری اراضی وابسته نیست. همچنین برای مقایسه ی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در داخل و مجاور پایپینگ، از روش های آنالیز واریانس طرح تکراری چندگانه و آنالیز مولفه های اصلی استفاده شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در داخل و خارج پایپینگ در سطوح مختلف معنی داری (95% و 99%) با ایجاد پایپینگ رابطه ی معنی داری داشته است. با استفاده از آنالیز مولفه های اصلی، مولفه های فقدان تراکم خاک، چسبندگی خاک و خصوصیات الکترولیتی بیشترین تاثیر را در رخداد پایپینگ داشته اند. درنهایت از رگرسیون لجستیک دوگانه و چندگانه به ترتیب در مدل سازی وجود یا عدم وجود و خطر تشکیل پایپینگ استفاده شد. تجزیه و تحلیل رگرسیون لجستیک دوگانه حاکی از آن بود که از بین متغیرهای موردمطالعه، متغیرهای کاربری اراضی، مقاومت خاک، جهت جغرافیایی، شکل شیب، درصد شیب و اسیدیته خاک بیشترین تاثیر را در رخداد پایپینگ به خود اختصاص داده اند. بر اساس رگرسیون لجستیک چندگانه نیز مهم ترین متغیرهای دخیل در خطر تشکیل پایپینگ به کاربری اراضی، مقاومت خاک، فاصله از آبراهه و جهت جغرافیایی اختصاص یافت.کلید واژگان: ایکی آغزلی, خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک, رگرسیون لجستیک, لس, مدل سازی پایپینگIntroductionPiping erosion is one of the common water erosions usually occurs in soil with low infiltration and soluble minerals that finally changes landscape. Different factors control its occurrence and development. To predict piping occurrence/hazard through modeling, effective factors should be prioritized and considered as inputs of the model. The present study has performed through field survey for piping erosion across the Iky Aghzly watershed with an area of 105 ha lead to recording of about 102 pipes (≤1 pipe per ha). This study aims to detect the locations of piping erosion via the modeling of logistic regression.MethodologyIn order to perform this research, all of the piping erosions in the study area were surveyed and their morphometric characteristics were recorded, and the sampling of the topmost 5 cm of soil was taken from inside and outside of the pipes. Then the principal comparison analysis (PCA) was used. To compare piping erosion in rangeland and cropland, X2 test and PCA were used. Additionally, the PCA and multivariate ANOVA were used to evaluate the main differences of the physicochemical soil properties of inner and outer sides of the pipes. Finally, the binary and multivariate logistic regression was applied to predict the existence or lack of piping's extension hazard, respectively.ResultsIn this study, the danger of piping for humans and animals was calculated based on the depth of the pipes. Based on the results, a very high risk category (pipes with more than four meters depth) is mostly located in rangeland land use. Respectively, the amount of low risk, moderate risk, high risk and very high risk classes in the study area was 31, 29, 23 and 19. The results of comparison of piping erosion in rangeland and cropland showed that the shape of the hillslope, the shape of the piping and the soil texture are not dependent on the land use. There is also a significant relationship between the land use and direction of the piping extension at the significant level of 0.009. Based on the PCA, among few quantitative affective factors in the erosion of the piping, about 8 components were selected which contains almost 89 percent of the pipes in the study area. Comparison of the physicochemical properties of the soils showed that their means were significantly different in both inside and outside of the piping. To predict two state of the existence or lack of piping via binary logistic regression, with a quantitative and qualitative predictive parameter, a suitable model (coefficient of determination, r2, of 0.5) was calculated. Based on a multivariate logistic regression and considering the quantitative and qualitative predictive parameters, a suitable regression model with a coefficient of determination of 0.6 was found to model the risk of piping.Discussion & ConclusionsAccording to the results of t-test for each component, it was determined that the land use of rangeland and cropland are significantly different only in piping coordinates. Since the amount of this component is higher in rangeland than that in cropland, this difference can be explained by the diameter and depth of the pipings in the rangeland, as well as the short proximity from the ridge. By comparing the physicochemical properties of the interior and exterior of pipings, it was found that the standard deviation of the data in the organic matter is very low, and the lowest difference is significant in the inside and outside of the piping. The results also showed that soil resistance, organic matter and bulk density decreased, as well as pH, EC, ESP, SAR, and porosity were increased. Based on binary logistic results, for the probability of a piping occurrence in a specific location to be determined, type of land use, soil resistance, geographic direction, shape of the hillslope, slope percentage, and pH is needed. In general, the factors affecting the formation of piping can be identified as biological activity and physical properties of soil such as texture (silty), low bulk density and high porosity with water penetration and severe surface runoff in the study area. The effective factors of the piping formation are land use, proximity from the waterway and soil resistance, and they are significant at 1% level. Using the logistic model in this study, the most important factors controlling piping were determined as the shape of the concave hillslope and topography of the pipe location as well as proximity from the waterways.Keywords: Iky Aghzly, Physicochemical properties of soil, logistic regression, Loess, Piping Modeling
-
در این پژوهش برای بررسی تغییرات زمانی الگوی لرزه خیزی در کمربند چین خورده- رانده زاگرس از الگوریتم شرایدر استفاده شد. این الگوریتم برای بررسی آرامش لرزه ای در مناطق مختلف به کار می رود. به همین منظور چهار زمین لرزه با بزرگای 6Mw≥ که اخیرا در زاگرس به وقوع پیوسته اند مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور بررسی تغییرات زمانی لرزه-خیزی علاوه بر نمودار پیچش زمانی ((k)T)، نمودارهای بزرگی- زمان، فراوانی زمین لرزه ها- زمان و مکان- زمان نیز ترسیم گردید. نتایج نشان می-دهد که پیش از وقوع زمین لرزه های 2006 سیلاخور و 2014 مورموری که در بخش شمال غربی زاگرس رخ داده اند، الگوی پیش نشانگر دونات دیده می شود. قبل از زمین لرزه های 2013 دشتی و 2005 قشم که هر دو در بخش جنوبی زاگرس به وقوع پیوسته اند، تا چندین سال آرامش لرزه ای مشاهده می شود که با وقوع ناگهانی این زمین لرزه ها خاتمه می یابد. نتایج تجزیه وتحلیل حساسیت نشان داد که پارامترهای هموارسازی الگوریتم شرایدر بر روی خروجی الگوریتم تاثیر بسزایی داشته و باید با دقت انتخاب شوند. نتایج این تحقیق نشان داد که الگوریتم شرایدر به دلیل استفاده هوشمندانه از پارامتر زمان (t) توانایی نمایش پیش نشانگر آرامش-لرزه ای پیش از وقوع زمین لرزه های بزرگ را دارد.کلید واژگان: زاگرس, الگوریتم شرایدار, الگوی لرزه خیزی, آرامش لرزه ایSeismicity pattern studies are one of the effective tools in the interpretation of variation in seismic sequence. The study of variations of seismicity parameters as a function of time indicates that the temporal distribution of events is not uniform, and these parameters can give quantitative information about the seismic patterns of different regions. In this research, to investigate temporal variations of seismicity pattern in the Zagros fold and thrust belt, the Schreider algorithm is applied. This algorithm that introduced by Schreider (1990) to detect seismic quiescence has been used in different parts of the world. For this purpose, four earthquakes with Mw≥6 that have recently been occurred in Zagros have been studied. At first, a complete catalogue from the period of 2000 to 2017 within a circular area has been selected. Then, the catalogues are homogenized to ML and the Minimum magnitude of completeness are computed (Mc=3.4). To perform Schreider algorithm, the time between consecutive earthquakes ( ) should be calculated. The smoothness procedure is used to evaluate a convolution function of . The smoothness of this function is done by Gaussian function. In the R radius, smoothness parameter (s) has controlled the extent of surrounding earthquakes to detect smooth values. The kth seismic event is related with the temporal convolution T(k) that decrease and increase indicate seismic activity or low seismic activity, respectively. The numbers of earthquakes that are located in the nearest distance to main shock determine the l parameter. The value of l is determined when the function f(n,s) is approximately zero. Therefore, the function T(k) depends on the s and l parameters. To investigate temporal variations of seismicity, in addition to the temporal convolution (T(k)) plot the magnitude-time, number-time and space-time plots have drawn. The results show that before the 2006 Silakhor and 2014 Mormori earthquakes, both of which occurred in the north part of Zagros, the precursory doughnut pattern is seen. Several years before the 2013 Dashti and 2005 Qeshm earthquakes, both of which occurred in the south part of Zagros, the seismic quiescence is seen for which ended with the sudden occurrence of these earthquakes. The result of sensitivity analysis showed that smoothing parameters of Schreider algorithm have a significant influence on the algorithm outcomes, and these parameters should be selected with more accuracy. The results of this paper show that Schreider algorithm can demonstrate precursory seismic quiescence before the occurrence of large earthquakes due to the intelligent usage of t parameter.Keywords: Schreider Algorithm, Zagros Fold, Thrust Belt, Doughnut, Seismic Patterns, Quiescence
-
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در شیب و کاربری های مختلف اراضی تغییر می کند. ارزیابی و تجزیه و تحلیل این تغییرات در زمینه ی ویژگی های خاک، رواناب و رسوب به برنامه ریزی و مدیریت صحیح منجر می شود. تحقیق حاضر، در حوزه ی آبخیز کچیک شهرستان مراوه تپه در استان گلستان اجرا شده است. پنج کاربری اراضی شامل جنگل طبیعی، جنگل دست کاشت، مرتع و زراعت هندوانه و گندم درو شده است که در چهار طبقه شیب 12- 3، 18-12، 25-18، 40-25 درصد و پلات های 4 مترمربعی انتخاب شد. رواناب و رسوب در هر مرحله ی جمع آوری و مقدار رسوب، حجم رواناب، مواد مغذی (فسفر، نیتروژن و مواد آلی)، ظرفیت تبادل کاتیونی، رطوبت پیشین و وزن مخصوص خاک در آزمایشگاه اندازه گیری شده است. نتایج نشان داد با تغییر کاربری از جنگل به زراعت، رواناب و رسوب به ترتیب 7/3 و 22 برابر شده و وزن مخصوص خاک، به میزان 52/0 گرم بر سانتی متر مکعب افزایش یافته است. میزان نیتروژن، فسفر، ماده آلی، رطوبت پیشین خاک و ظرفیت تبادل کاتیونی از کاربری جنگل به زراعت، به ترتیب 7/2، 3، 8/5، 2/3 و 7/2 برابر کاهش یافته است. شیب در کاربری های مختلف، اثرات متفاوتی را در میزان متغیرهای اندازه گیری شده ایجاد کرده است. طبق نتایج به ترتیب ماده آلی، فسفر و ظرفیت تبادل کاتیونی بیشترین تاثیر را در میزان رواناب و رسوب نشان داده اند. با توجه به نقش محوری پوشش گیاهی در کاهش رواناب و رسوب، مدیریت صحیح اراضی و اصلاح کاربری می تواند در کاهش اثرات منفی ناشی از آنها تاثیر زیادی داشته باشد.کلید واژگان: مواد مغذی, پلات, اراضی لسی, هدررفت خاکIntroductionSoil erosion and its issues are among the most important environmental challenges. In many areas, soil erosion affected valuable natural resources and soil fertility. The recognition of the factors affecting runoff and soil erosion, and the determination of their issues are essential for soil and water management conducive to sustainable development. The assessment and analysis of the changes associated with the soil characteristics; runoff and sediment lead to proper planning and management.
THEORETICAL FRAMEWORK: Review of former studies shows that the land use change is one of the main effective factors regarding the erosion intensity whose effect is sometimes more than the rainfall intensity and slope. For quantifying the effects of land use change and slope on runoff, sediment and soil nutrients, the present study was carried out with the aim of comparing the chemical and physical properties of soil in different land uses and slope classes, and of investigating their effects on runoff and sediment.MethodologyThis research was accomplished in Kechik watershed on loess formation located in Maravetape township, Golestan province.Rainfall simulations were done in 4-square-meter plots on five land use including forest (Natural forest and Reforestation), rangeland, farmland (Watermelon and Harvested Wheat) and four-slope classes including 3-12%, 12-18%, 18-25% and 25-40%. Based on the three-nested design, 96 simulation experiments and samplings were done. Output runoff and sediment and soil samples were collected. Nutrient amount (Phosphorus, Nitrogen, and Organic matter), Cation Exchange Capacity, Antecedent moisture content and Soil density were measured at the laboratory.ResultsThe result showed a change in the type of land use (natural forest, forestation, rangeland, watermelon farmland and harvested wheat) due to the increase in runoff from 12.8, 40, 25.2, and 40.7 to 54.9 lit., respectively. The average sediment changed from 57.5, 230.9, 119.1, and 1369.6 to 1190.1 regarding the land uses, respectively. The reduction of phosphorus was found from 13.4, 8.8, 10.8, and 6.3 to 4.4 in different land uses. The organic matter reduced from 6.4, 4, 3.2, and 1.6 to 1.1 in different land uses, respectively. The cation exchangeable capacity reduced from 16.8, 10.3, 9.1, and 6.2 to 7.6 c mol kg-1 in different land uses, respectively. The soil moisture changed from 22.2, 6.4, 12.8, and 6.8 to 6.7 in different land uses, respectively. The soil density in different land uses increased from 1.05, 1.16, 1.25, and 1.63 to 1.57 gr cm3, respectively.DiscussionAccording to the results, organic matter is the only variable that has significant difference affected by slope changing in all of the land uses. Also, the investigation of the relation between measured variables of runoff and sediment showed that the organic matter, phosphorus, cation exchange capacities have the highest effects on runoff and sediment, respectively. The increase in runoff in farmland comparing to the forest shows the importance of forests in reducing runoff, flood management, and ground water recharge. On the other hand, sediment production in farmlands 20 times more than in forests shows the important of forest in preventing sediment production, filling the reservoir of dams, and losing valuable soil.Keywords: Nutrients, Simulation, Loess lands, Soil loss -
سابقه و هدفشناخت عوامل موثر بر فرسایش و تعیین پیامدهای منفی آن ها لازمه مدیریت صحیح منابع آب و خاک و رسیدن به توسعه پایدار است. نتایج تحقیقات گذشته نشان می دهد کاربری زمین و شیب در میزان رواناب، فرسایش خاک و هدررفت عناصر غذایی مهم هستند. دشواری عملیات شبیه سازی بارش در سطح کرت با ابعاد بزرگ، سبب شده در غالب مطالعات از کرت های کوچک مقیاس استفاده شود لذا در برخی موارد تغییرات شیب در این سطوح نمود نداشته و گویای شرایط طبیعی نبوده اند. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی اثرات کاربری زمین، شیب و شدت بارش بر تغییرات رواناب، هدررفت خاک و عناصر غذایی در کرت های نسبتا بزرگ است.مواد و روش هامنطقه موردمطالعه (آبخیز کچیک) در 25 کیلومتری شرق شهر مراوه تپه استان گلستان و در ̋15 42°37 تا ̋25 46°37 عرض شمالی و ̋10 52°55 تا ̋52 57°55 طول شرقی واقع است. این منطقه از نظر لیتولوژی یکنواخت و سازند لسی تقریبا تمام سطح آبخیز را پوشانده است. محل های شبیه سازی بارش بر اساس طرح آشیانه ای سه مرحله ای در کاربری های جنگل طبیعی، جنگل دست کاشت، مرتع و زراعت هندوانه و زراعت گندم درو شده و طبقات شیب 12-3، 18-12، 25-18 و 40-25 درصد انتخاب شد. در کاربری ها به ترتیب 4، 2، 4، 4 و 2 طبقه شیب انتخاب شد. عملیات شبیه سازی بارش با دو دوره بازگشت 50 و 100 ساله به ترتیب با شدت های 90 و 105 میلی متر بر ساعت در کرت های به ابعاد 1 در 4 متری اجرا شد. با در نظر گرفتن 3 تکرار برای هر شبیه سازی 96 کرت انتخاب شد. رواناب و رسوب در هر مرحله جمع آوری و غلظت رسوب، ضریب رواناب، عناصر غذایی (فسفر، نیتروژن، ماده آلی) و ظرفیت تبادل کاتیونی در آزمایشگاه اندازه گیری شد. تجزیه و تحلیل با استفاده از نرم افزارهای SAS، Minitab و SPSS انجام شد.یافته هانتایج تجزیه و تحلیل خروجی کرت ها نشان داد، در کاربری های جنگل طبیعی، جنگل دست کاشت، مرتع، زراعت هندوانه و گندم درو شده به ترتیب میزان ماده آلی به صورت 1/9، 7/6، 6/3، 2/2 و 8/1 درصد، نیتروژن 6/0، 3/0، 28/0، 17/0 و 15/0 درصد، ظرفیت تبادل کاتیونی 8/15، 2/11، 6/9، 4/6 و 7/7 سانتی مول بر کیلوگرم، فسفر 4/16، 3/11، 4/15، 6/8 و 9/5 میلی گرم در کیلوگرم تغییر نمود. هم چنین تغییرات ضریب رواناب به صورت 1/11، 6/26، 7/16، 1/27 و 5/36 درصد و رسوب در واحد سطح 20، 7/57، 7/29، 3/342 و 5/297 گرم در مترمربع می باشد. بر اساس نتایج، عامل شیب اثرات متفاوتی را در مقادیر متغیرهای اندازه گیری شده دارد. بیش ترین و کم ترین اثر تغییر شیب در بین متغیرهای موردمطالعه به ترتیب مربوط به میزان رسوب در کاربری زراعت هندوانه با 1/9 برابر اختلاف و میزان نیتروژن در کاربری مرتع با 04/1 برابر اختلاف اندازه گیری شد. نتایج تجزیه و تحلیل ها در شدت های مختلف نشان داد که اختلاف معنی داری در میزان متغیرهای اندازه گیری شده رخ نداده است. بیش ترین همبستگی معنی دار و مثبت بین رواناب و رسوب به میزان 93/0 مشاهده شد.نتیجه گیریاندازه گیری متغیرهای شیمیایی و فیزیکی در کاربری ها و طبقات شیب مختلف نشان داد که وقتی نوع کاربری به تدریج از جنگل به سمت مرتع، زراعت هندوانه و گندم درو شده تغییر می کند و شیب نیز افزایش می یابد کاهش معنی دار در متغیرهای شیمیایی و افزایش معنی دار در متغیرهای فیزیکی مشاهده می گردد. بنابراین مدیریت صحیح کاربری اراضی زراعی شیب دار در منطقه مورد مطالعه می تواند نقش مهمی در کاهش رواناب، هدررفت خاک و عناصر غذایی داشته باشد.کلید واژگان: شبیه ساز باران, رسوب, شیب, کرت, مراوه تپهBackground And ObjectivesRecognition of effective factors on erosion and determines their negative consequences are essential to proper management of soil and water resources and achieve to sustainable development. Previous studies indicate that land use type and slope are important in runoff volume, soil erosion and nutrient loss.
In most researches due to difficulty operation of simulating rainfall in large-scale plots led to use of small plots. In some cases, the slope changes at this level havent proper representative of natural conditions.
The objective of this study is assessing the effect of different vegetation cover type, slope and rainfall intensity on changes in runoff, soil and nutrient losses in relative large-scale plots.Materials And MethodsThe study area (Kechik watershed) is located in 25 Km east of Maravetapeh city in Golestan province at 55° 57´ 52" to 55° 57´ 10" longitude and 37° 42´ 15" to 37° 46´ 25" latitude. This watershed has a uniform petrology and loess formation almost covered entire watershed. Rainfall simulation sites were selected by three nested design. Five Land use include of forest (Natural forest and Reforestation), rangeland, farmland (Watermelon and Harvested Wheat) and four slope classes include of 3-12, 12-18, 18-25 and 25-40 were considered. In land uses 4, 2, 4, 4 and 2 slope class was selected, relatively. Rainfall simulation using two rainfall intensity of return period 50 and 100 year (90 and 105 mm hr-1 relatively) were accomplished. Under considering of 3 repeat for each plot, 96 plots were selected. Output runoff and sediment of 1*4 meter plots throughout simulation were collected. Sediment concentration, runoff coefficient, nutrient amount (phosphorus, nitrogen, organic matter) and Cation Exchange Capacity were measured at the laboratory. Results using SAS, Minitab and SPSS were analyzed.ResultsAnalyzing plots outputs showed, in forest (Natural forest and Reforestation), rangeland and farmlands (Watermelon and Harvested wheat) mean of organic matter (OM) changes 9.1, 6.7, 3.6, 2.2 and 1.8%, mean of N 0.60, 0.30, 0.28, 0.17 and 0.15 %,mean of CEC 15.8, 11.2, 9.6, 6.4 and 7.7 Cmol kg-1, mean of P 16.4, 11.31, 15.4, 8.6 and 5.9 mg kg-1, and runoff coefficient 11.1, 26.6, 16.7, 27,1 and 36.5% and sediment 20, 57.7, 29.7, 342.3 and 297.5 gr m2, respectively. According to results, slope factor had different effects on measured variables. The most and fewest slope effect was observed on sediment of farmland (watermelon) with 9.1 times difference and nitrogen of rangeland with 1.04 times difference. Measured variable didnt show any trend with rainfall intensities. The highest significant positive correlation was found between runoff and sediment (r=0.93**).ConclusionMeasuring of physical and chemical variables in different land uses and slope classes showed when land use type gradually changes from forest to rangeland and farmlands and also slope increase, significant decrease in chemical variables and significant increase in physical observed. According to results, proper management of steep farmlands can have an important role to decrease the runoff coefficient, soil and nutrient loss.Keywords: Rainfall simulation, Sediment, Slope, Plot, Maravetapeh -
Since information about temporal variation of suspended sediment establishes a basis for watershed and river management, it is crucial to utilize a method for modeling and forecasting suspended sediment that takes all influential factors into account. In this research, the transfer function model is used to study temporal variation of suspended sediment on seven selected stations in Gorganrood river. In order to evaluate the performance of the model in forecasting suspended sediment compared to the sediment rating curve, only flow discharge is considered as a highly effective factor in variation of suspended sediment. Although this comparison reveals that these two variables are mainly related at the same time but to develop into a more precise and accurate set of forecasts, the values of suspended sediment and flow discharge at past time should be taken in the model. Based on the validation criteria, the transfer function model was accurately fitted in both stations. Finally, comparing two models from forecasting point of view revealed that the transfer function model with model efficiency 98 and 97 for Hajighoshan and Voshmgir stations, respectively and with the bias less than 1 for both stations presents more accurate and precise forecasts compared to sediment rating curve.Keywords: Transfer function model, Sediment rating curve, Temporal variations, Suspended sediment, Gorganrood
-
مقدار رسوب در یک رودخانه متناسب با شرایط محیطی تغییر می کند و برای برآورد میزان رسوب این تغییرپذیری باید در نظر گرفته شود. در این تحقیق تغییرات مکانی و فصلی بار رسوبی در 7 ایستگاه هیدرومتری تمر، حاجی قوشان، قزاقلی، گنبد، سد وشمگیر، آق قلا و بصیرآباد واقع در شاخه اصلی رودخانه گرگانرود در استان گلستان مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه تغییرات بار رسوبی به دبی وابسته است در این تحقیق از معادله خطی شده سنجه رسوب با تبدیل لگاریتمی داده های دبی جریان و رسوب استفاده گردید. با در نظر گرفتن این رابطه خطی و نابرابری شیب این خطوط در ایستگاه های مختلف، آنالیز کوواریانس تعمیم یافته با متغیر کمکی لگاریتم دبی برای مقایسه لگاریتم بار رسوبی ایستگاه ها استفاده شد. به منظور ارزیابی دقیق تر بار رسوب معلق و اصلاح منحنی سنجه رسوب، این مقایسه در سه دامنه دبی کم، متوسط و زیاد صورت گرفت. بررسی تغییرات فصلی نیز با مقایسه درصد حمل رسوب معلق در هر فصل انجام گردید. تغییرات مکانی مقدار بار رسوب معلق به طور کلی از ایستگاه تمر به بصیرآباد روند افزایشی نشان داد، در طول این مسیر در مناطقی نیز کاهش زیادی (به طور متوسط 80%) دیده شد که علت اصلی آن احداث سد ارزیابی گردید. هم چنین با بررسی تغییرات فصلی مشخص شد فصل بهار با حداقل 50% تا حداکثر 70% دارای بالاترین میزان حمل رسوب معلق در ایستگاه ها می باشد.
کلید واژگان: تغییرات زمانی, تغییرات مکانی, آنالیزکوواریانس, رسوب معلق, گرگانرودThe amount of sediment load significantly changes along a river due to environmental effects. This variability should be considered to estimate the amount of sediment load. In this research، spatial and seasonal variation of sediment load along of Gorganroud river were evaluated based on the information of 7 hydrometry stations sited in main branch of the river namely، Tamar، Hajighoshn، Gonbad، Voshmgir، Aghghala and Basirabad. Since the amount of sediment load is directly correlated with water discharge، for assuming the effect of water discharge، linear form of sediment rating curve is used where the linear form is produced by the logarithm transformation. Based on this linear relationship with possibly different slopes، the generalized analysis of covariance with logarithm of discharge as its covariate was used to compare the logarithm of sediment load as its response. In order to precisely estimate the amount of sediment load and adequately modify the sediment rating curve، the spatial comparison was drawn separately at low، middle and high rate of water discharge. Spatial evaluation demonstrated an increase in sediment load from Tamer station to Basirabad but there are some distinctive areas between mentioned stations with noticeably decreasing (80% in average) in their sediment load mainly due to reservoir building. For seasonal evaluation of sediment load، the percentage of sediment yield at different seasons was compared. This evaluation revealed that spring with at least 50% and at most 70% of total suspended sediment discharge has the highest amount of suspended sediment yield in this river.Keywords: Seasonal variation, Spatial variation, Analysis of covariance, Suspended sediment, Gorganroud river -
کنترل عیار و تعیین کیفیت کانسنگ همواره یکی از وظایف چالش برانگیز زمین شناسان و مهندسین معدن است. کیفیت ماده معدنی به عوامل بسیاری مانند اندازه و شکل هندسی کانسار، آشفتگی های زمین شناسی، بافت و ترکیب کانی شناسی کانسنگ وابسته است. تعیین عوامل کنترل کننده عیار کانسنگ و پیش بینی مناطق امیدبخش از نقطه نظر اقتصادی و بهره وری عملیات معدنکاری اهمیت زیادی دارد. هدف از این مطالعه شرح تحلیل های مکانی و آماری در ارزیابی کیفیت کانسنگ و تشخیص عوامل موثر بر عیار در کانسار بوکسیت جاجرم است. با تلفیق داده های توپوگرافی، زمین شناسی و زمین شیمیایی، اثر گسل ها، ارتفاع و ژرفا روی عیار و مدول که نسبت درصد وزنی Al2O3 به درصد وزنی SiO2 است، ارزیابی شد. نتایج نشان دهنده افزایش مقادیر Al2O3 و مدول با نزدیک شدن به گسل هاست. همچنین، این مطالعه نشان دهنده تاثیر نداشتن نوع و امتداد گسل ها بر عیار و مدول است. همبستگی منفی میان ارتفاع و ژرفا با مقادیر Al2O3 و مدول نشان از بهبود کیفیت ماده معدنی در مناطق پست و کم ژرفا دارد. به این ترتیب، تلفیق روش های سامانه اطلاعات جغرافیایی و تحلیل های آماری چند متغیره می تواند در ارزیابی های زمین- مکانی کارایی بالایی داشته باشد.
کلید واژگان: بوکسیت, کیفیت کانسنگ, عیار, مدول, تحلیل های مکانی, تحلیل های آماری, جاجرمGrade control and ore quality determination has always been considered a challenging task for geologists and mining engineers. Ore quality is dependent on various factors such as size and geometry of a deposit, geological disturbances, and texture and ore mineralogical composition. Determination of factors which control ore grade and prediction of a suitable area are very important in terms of economics and productivity of mining operations. This study has tried to develop spatial and statistical analyses for evaluating ore quality and recognition of ore grade influencing factors at Jajarm Bauxite Mine. Through incorporating topographic, geologic and geochemical data, the effects of faults, elevation and depth on the ore grade and module (wt% Al2O3/Wt% SiO2 ratio) has been assessed. The results showed that the amounts of Al2O3 and module increased as we get closer to the faults. Furthermore, there was not any effect of faults type and strike on grade and module. A negative correlation between both elevation and depth with the amounts of Al2O3 and module indicates ore quality improvement in lowlands and shallow depths. Thus, the combination of geographic information system (GIS) methods and multivariate statistical analyses might be more efficient in geo-spatial assessments.Keywords: Bauxite, Ore quality, Grade, Module, Spatial Analyses, Statistical Analyses, Jajarm -
گیاه عروسک پشت پرده (Physalis alkekengi) از خانواده سیب زمینی (Solanaceae)، منبعی غنی از آنتی اکسیدان های گوناگون است که برای درمان بیماری های متعددی نظیر التهاب و روماتیسم توصیه می شود. در این پژوهش، بخش های مختلف گیاه مانند برگ، غلاف گل، میوه سبز و نارنجی عروسک پشت پرده در طی مراحل مختلف رویش از حوالی تنکابن به صورت تصادفی جمع آوری و ویژگی آنتی اکسیدانتی آن مطالعه شد. فعالیت آنتی اکسیدانی با استفاده از آزمون به دام اندازی رادیکال 1و1 دی فنیل-2-پیکریل-هیدرازین، مهارکنندگی اکسیداسیون اسید چرب و قدرت احیا کنندگی آهن سنجش شد. همچنین، میزان فنل، فلاونوئید، کوئرستین، لوتئولین، آنتوسیانین، کاروتنوئید کل آنها نیز تعیین شد. آزمایش های مختلف با 4 تکرار ارزیابی شدند. تکرار نتایج نشان داد که میزان فنل، فلاونوئید و قابلیت احیا کنندگی آهن در برگ به طور درخور توجهی بیشتر از سایر بخش ها بود. بیشترین مقدار کاروتنوئید کل (mg/g FW 45/1±05/10)، فعالیت آنتی اکسیدانی به روش DPPH (g/g FW 214/0±81/1) و مهارکنندگی اکسیداسیون اسید چرب (35/5±53/75 درصد) در میوه نارنجی مشاهده شد. بیشترین مقدار لوتئولین در برگ مرحله میوه سبز (mg/g DW 001/0±198/0) به دست آمد. کوئرستین فقط در برگ مرحله رویشی و گل دهی به ترتیب μg/g DW 05/0±2/9 و 53/0±9 به دست آمد.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان, عروسک پشت پرده, فلاونوئید, مراحل مختلف رویشPhysalis alkekengi (Solanaceae) is a rich source of different antioxidants, which has been advised for the treatment of various diseases such as inflammation and rheumatism. In this paper, antioxidant properties of different parts of P. alkekengi including leave, calyx, green and orange fruits randomly collected from around the Tonekabon-Iran were studied. Antioxidant activity of extract was measured with DPPH radical scavenging activity, inhibition of fatty acid oxidation and ferric-reducing antioxidant power. Also, the total phenol, flavonoid, quercetin, luteolin, anthocyanin and carotenoid contents of samples were determined. The tests were conducted in a completely randomized design with 4 replications. The leaves of P. alkekengi contained the most content of the total phenol, flavonoid and ferric-reducing antioxidant power. The maximum of DPPH radical scavenging activity (1.81±0.214 g/gFW), peroxidation fatty acid inhibition (75.53±5.35 %), and total carotenoids content (10.05±1.45 mg/gFw) were observed in orange fruit of P. alkekengi. The highest value of luteolin was measured in the leaves of green fruit stage, and it was 0.198±0.001 mg/gDW. Querccetin was found only in the leaves of vegetative and flowering stages, 9.2±0.05 and 9±0.53 μg/gDw respectively.Keywords: Antioxidant, Physalis alkekengi, Flavonoid, Phenolegical stages -
کانسار آنتیموان ارغش در جنوب نیشابور و در بخش شرقی زون سبزوار واقع شده است. این کانسار در مجموعه ای از سنگ های آتشفشانی و نفوذی وابسته به ائوسن تا الیگوسن تشکیل شده است. کانی سازی از نوع پرکننده ی فضای خالی است و به صورت رگه ها، رگچه های نامنظم و برش های گرمابی رخنمون دارد. کانی شناسی رگه ها نسبتا ساده است و استیبنیت کانی اولیه آنتیموان دار است. کانی های پیریت، کالکوپیریت و اسفالریت سولفیدهای دیگری هستند که همراه با استیبنیت یافت می شوند. کوارتز، ایلیت، آدولاریا، کلریت، اپیدوت، کلسیت و کائولینیت مهمترین کانی های باطله ی گرمابی را تشکیل می دهند که در اطراف رگه ها تشکیل شده اند. دگرسانی گرمابی در اطراف رگه ها دارای منطقه بندی است و سه نوع اصلی سیلیسی شدن در فاصله ی نزدیک به رگه ها، دگرسانی رسی پیرامون رگه ها و دگرسانی پروپیلیتی در فاصله ی دور از رگه ها را تشکیل می دهند. شدت دگرسانی رسی و سیلیسی شدن با افزایش عمق و دور شدن از رگه ها کاهش می یابد. ارزیابی داده های زمین شیمیایی بر پایه تحلیل های آماری چند متغیره، نشان دهنده ی همبستگی مثبت بین عناصر Zn، Ag، As و Sb و الگوی توزیع مشابه این عناصر در گمانه های مورد بررسی است. ویژگی های کانی شناسی، دگرسانی و زمین شیمیایی منطقه ی مورد بررسی و مقایسه ی آن با کانسارهای اپی ترمال نشان می دهد که سامانه ی رگه ای کوارتز- آنتیموان ارغش در یک محیط اپی ترمال از نوع سولفیدی شدن پایین تشکیل شده است. این داده ها نشان می دهد که جوشش و سردشدگی محلول گرمابی از مهمترین فرایندهای نهشت کانسنگ در منطقه ی مورد بررسی است.
کلید واژگان: اپی ترمال, دگرسانی, استیبنیت, سردشدن, جوشش, ارغشThe Argash antimony ore deposit is located at south of Neyshabour and the eastern part of the Sabzevar zone. This deposit occurs within a sequence of Eocene-Oligocene volcanic-intrusion rocks. The mineralization occurs as open space filling, taking place as irregular veins, veinlets and hydrothermal breccias. The mineralogy of the veins is comparatively simple. The primary antimony-bearing mineral is stibnite. Other sulfides have been found in association with stibnite are pyrite, chalcopyrite and sphalerite. Quartz, illite, adularia, chlorite, epidote and kaolinite are the main hydrothermalg gangue minerals occurring around the veins. Hydrothermal alteration is zoned around the veins and consists of three major types including silicification within the immediate veins, argillic alteration enveloping the veins, and propylitic alteration distal to the veins. The intensity of silicification and argillic alteration decreases with depth and away from the veins. The evaluation of the geochemical data set based on multivariate statistical analyses indicates positive correlation between Zn, Ag, As and Sb and the same distribution pattern of these elements in the boreholes. The mineralogic, alteration and geochemical characteristics of the studied area and comparison with epithermal ore deposits indicate that the Arghash quartz-antimony veins represent an epithermal system of the low-sulfidation type. This data suggests that boiling and cooling were the main ore deposition processes in the area.
Keywords: Epithermal, Alteration, Stibnite, Cooling, Boiling, Arghash -
کاربرد خصوصیات توپوگرافی و رگرسیون لجستیک در پیش بینی مکانی تیپ جنگل / مطالعه موردی: سری یک جنگل شصت کلاته گرگاناین تحقیق با هدف پیش بینی احتمال حضور تیپ های جنگلی با استفاده از رابطه آنها با متغیرهای توپوگرافی در سری یک جنگل آموزشی شصت کلاته گرگان، به مساحت 1714 هکتار انجام شد. نمونه برداری براساس ترکیبی از روش های منظم- تصادفی (سیستماتیک) و خوشه ای- تصادفی انجام شد و 249 قطعه نمونه با مساحت 1/0 هکتار در سطح منطقه (به غیر از مناطق جنگل کاری شده) برداشت گردید. نوع گونه و قطر برابرسینه درختان با اندازه بیش از 5/12 سانتی متر برداشت و موقعیت جغرافیایی در هر قطعه نمونه با دستگاه GPS ثبت شد. در هر قطعه نمونه با توجه به سهم بیشتر درختان قطور در تاج پوشش، 10 درخت قطور انتخاب و درصد فراوانی هر گونه برای تعیین تیپ محاسبه گردید. چهار تیپ انجیلی- افرا همراه با ممرز، راش- ممرز، ممرز- انجیلی و بلوط- ممرز در قطعات نمونه تفکیک شدند. خصوصیات توپوگرافی اولیه و ثانویه از مدل رقومی زمین تهیه و مقادیر آنها در محل قطعات نمونه استخراج گردید. به منظور ارائه مدل پیش بینی تیپ های جنگلی با استفاده از متغیرهای زمین، از رگرسیون لجستیک استفاده شد. مدل سازی با استفاده از 70 درصد نمونه ها انجام و نقشه هر یک از تیپ ها با تعمیم مدل ها در محیط GIS تهیه گردید. ارزیابی نتایج مدل های بدست آمده با استفاده از 30 درصد باقیمانده نمونه ها انجام و صحت کلی برای هر یک از مدل ها بدست آمد. نتایج ارزیابی صحت نشان داد که مدل های پیش بینی مکانی تیپ های جنگلی برای دو تیپ راش- ممرز و بلوط- ممرز که دامنه بوم شناختی محدودتری نسبت به دو تیپ ممرز- انجیلی و انجیلی- ممرز همراه با افرا دارند، بهتر با واقعیت تطابق دارد. نتایج همچنین نشان داد که ارتفاع از سطح دریا، پتانسیل تابش خورشید و جهت شیب با توجه به حضور آنها در مدل، مهمترین عوامل کنترل کننده تیپ های جنگلی در منطقه مورد مطالعه هستند.
کلید واژگان: نقشه پیش بینی مکانی, تیپ های جنگلی, خصوصیات اولیه و ثانویه توپوگرافی, رگرسیون لجستیکThis research was carried out for predicting probability of forest type's presence using topographic attributes in the Educational and Research Forest of Doctor Bahramnia, district 1, with 1714 ha area. Field sampling was performed, based on cluster random sampling and systematic random sampling and 249 plots were sampled with 0.1 hectare area (without plantation area). Diameter of trees larger than 12.5 cm, species information and geographic position were registered in each plot with GPS. Since, thick trees are dominated in the canopy cover, 10 thick trees in each plot were selected to determine the forest type. Using computing of frequency percent of species, forest type in each plot was determined and four types of Fagus-Carpinus, Quercus-Carpinus, Carpinus-Parrotia and Parrotia-Acer (mixed with Carpinus betulus) were determined in the study area. The topographic attribute maps were derived from a digital terrain model and these attributes were extracted in location of plots. Logistic regression was implemented to analysis of forest type’s correlation with attributes and to construct a predictive model. The analysis was performed using 70% of the plots and each forest type map was resulted by extrapolation of model in GIS. Validation of results was performed by 30% of the remained plots and total accuracy computed for each model. Validation result of accuracy showed that spatial prediction models of forest types for Fagus-Carpinus and Quercus-Carpinus have narrow amplitude than Carpinus-Parrotia and Parrotia-Acer (mixed with Carpinus betulus) types that spread in large extent region. This result showed that spatial predictive models of forest types, which have narrow amplitude, are more acceptable. The results also showed that consideration of altitude, solar radiation potential and aspect in the model were the main factors which are controlling forest types in the study area.Keywords: Spatial predictive map, forest types, primary, secondary topographic attributes, logistic regression
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.