به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب a majnooni heris

  • زینب بیگدلی، ابوالفضل مجنونی هریس*، رضا دلیرحسن نیا، سپیده کریمی

    شبیه سازی فرآیند بارش-رواناب می تواند نقش بسزایی در مدیریت منابع آب و مسائل هیدرولوژی داشته باشد. در این تحقیق با استفاده از مدل های داده کاوی ماشین بردار پشتیبان (SVM) و جنگل تصادفی (RF) اقدام به مدل سازی بارش- رواناب دو ایستگاه بناب و خرمازرد به ترتیب واقع بر روی رودخانه های صوفی چای و ماهپری چای (دشت مراغه) شده است. در مطالعه حاضر داده های ایستگاه های هواشناسی و هیدرومتری منطقه از سال 1355 تا 1397 از شرکت آب منطقه ای و سازمان هواشناسی استان آذربایجان شرقی دریافت گردید. تغییر روند رواناب جاری در سال 1374، باعث گردید مدت مطالعه به دو دوره قبل و بعد آن تقسیم شود. مقدار بارش و رواناب با تاخیر زمانی یک ماه بعنوان ورودی به این مدل وارد و سپس مقادیر رواناب ماهانه مشاهداتی با رواناب ماهانه تخمین زده شده با استفاده از معیارهای ارزیابی خطا مورد بررسی گرفت. نتایج نشان داد که در هر دو دوره برای ایستگاه بناب مدل SVM کارآیی بالاتری نسبت به مدل RF داشت و در ایستگاه خرمازرد نیز برای این دو دوره، مدل RF عملکرد بهتری از مدل SVM ارائه کرد. نتایج مدل سازی در مجموعه تست در دو ایستگاه نشان داد که مقدار همبستگی متقابل برای دو دوره مطالعاتی اول و دوم ایستگاه بناب به ترتیب برابر با 85/0 و 84/0 و برای ایستگاه خرمازرد برابر با 79/0 و 75/0 بدست آمد. با توجه به نتایج مقادیر آماره من کندال و سری های زمانی برای هر دو ایستگاه، روند مشخصی برای بارش در طول دوره مشاهده نشد، ولی دبی رودخانه صوفی چای در ایستگاه بناب، بخصوص بعد از سال 1374 روند صعودی و دبی رودخانه ماهپری چای روند کاملا نزولی داشته است.

    کلید واژگان: بارش- رواناب, جنگل تصادفی, دشت مراغه, صوفی چای, ماشین بردار پشتیبان, مدل سازی}
    Z. Bigdeli, A. Majnooni-Heris *, R. Delearhasannia, S. Karimi
    Introduction

    Water plays a crucial role in ensuring the sustainable development of any region. Given that our country consists primarily of arid and semi-arid regions, where the majority of rivers are also found, along with the critical state of groundwater extraction and the growing importance of surface water, It is crucial to have a deep understanding of the future condition of water resources within the country's watersheds (Fathollahi et al., 2015). By utilizing intelligent models, it becomes feasible to represent the inherent relationships between data that cannot be solved by conventional mathematical methods. Support vector machine (SVM) and Random Forest algorithms are two types of machine learning methods that utilize essential algorithms for making repeated and accurate predictions (Kisi & Parmarm, 2016). The most recent study conducted by Zarei et al. (2022) evaluated the risk of flooding using data mining models of SVM and RF (case study: Frizi watershed). By analyzing the results, it was found that both the SVM algorithm and the new random forest algorithm showed higher accuracy in predicting flooding risks, both in terms of the educational data and algorithmic performance. The purpose of this study is to simulate the precipitation-runoff process in the hydrometric stations at the end of the Maragheh plain (Khormazard station on the Mahpari chai river and Bonab station on the Sufichai river) in East Azerbaijan province using support vector machine and random forest modeling algorithms. This study has been conducted over a period of 43 years, making it one of the few research cases in this area.

    Materials and Methods

    The Maragheh Sufi chai basin is situated in the eastern region of Lake Urmia, within the East Azarbaijan province. It covers an area of 611.89 square kilometers and is located between longitudes 45° and 40´ to 46° and 25´and latitudes from 37° and 15´ to 37° and 55´ north. The average height of the basin is 1767 meters above sea level (Sharmod et al., 2015). Based on the substantial changes observed in the runoff trend in the data since 1994 (without any noticeable change in the precipitation trend), the available data was divided into two distinct periods. The first period spans from 1976 to 1994, and the second period covers the years 1995 to 2019. To simulate rainfall-runoff, first the average rainfall of Maragheh plain was calculated by polygonal method. Subsequently, this data was combined with the discharge output from Bonab and Khormazard stations, with a one-day time lag. These inputs were then utilized in two models, SVM (kernel function) and RF. For this purpose, 70% of the data was used for the training stage and 30% of the data was used for the validation stage. Then, the rainfall and runoff training sets from one day before were chosen as the predictor variables, while the runoff training set was designated as the target variable. Several combinations of runoff and rainfall inputs were evaluated for the purpose of modeling. The inputs consist of the monthly Q and P values that were recorded previously (Pt, Qt-1), while the output represents the current runoff data (Qt), with the subscript t indicating the time step. As a result, two input combinations were constructed from Q and P data (as seen in Table 3) and SVM and RF models were used for rainfall-runoff modeling to determine the optimal input combination.
    Calculating average rainfall through the Thiessen Polygons method Thiessen polygons, which are Voronoi cells, are used to define rainfall polygons that correspond to the surface area (Ai). These polygons are used to weight the rainfall measured by each rain gauge (ri). Consequently, the area-weighted rainfall is equivalent to:
    (1)
    Random Forest Algorithm
    Random forest is a modern type of tree-based methods that includes a multitude of classification and regression trees. This algorithm is one of the most widely used machine learning algorithms due to its simplicity and usability for both classification and regression tasks.
    Support Vector Machine (SVM) algorithm
    Support vector machines works like other artificial intelligence methods based on data mining algorithm. The most important functions of the support vector machine model are classification and linearization or data regression.
           Evaluation Criteria
    To evaluate the models and compare their effectiveness, this research employs metrics such as the root mean square error (RMSE), correlation coefficient (r), explanation coefficient (R2) and Nash-Sutcliffe efficiency coefficient (NS) are used. Below are the relationships among these criteria:
    (2)
    (3)                                                     
    (4)
    (5)

    Results and Discussion

     Figure 6 displays the time series data for rainfall and runoff during the two study periods, before and after 1994.The analysis of the figures showed that for Bonab station, during the two study periods, the value of Kendall's statistic for precipitation variable was 0.044 and 0.028, respectively. For Khormazard station, this statistic value for the first and second period was 0.030, and 0.028, respectively. However, these values are not significant at the 95% level. This indicates that the annual rainfall for the two studied stations during these years is not statistically significant. Therefore, it is concluded that the annual rainfall in these stations between the years 1976 to 2019 did not show any significant trend. The variations observed during this period were deemed normal, suggesting that the time series of rainfall displayed fluctuating patterns. However, it should be noted that there were instances of both increasing and decreasing trends in certain years Examining the time series reveals varying trends Initially, the outflow from Bonab station (both a and b) displayed fluctuating patterns, followed by periods of both decreasing and increasing trends. However, in recent years, there has an increase in outflow from this station. The Mann-Kendall test statistic for the two study periods for this station is 0.325 and 0.512, respectively. These values are significantly different at the 95% level, indicating that the increasing trend of discharge for both time periods was statistically significant. The reason for this trend at the Bonab station, compared to other entrance stations to Lake Urmia, is the lower demand for water in the Sofichai basin for agricultural and industrial purposes, in contrast to other rivers. To explore the root cause of this issue, studies should be conducted to examine both underground and surface water sources, as well as the utilization of water in the agricultural and industrial sectors of this region. On the contrary, the trend observed at Khormazard station (c and d) is different. Unlike Bonab station, the discharge from Khormazard station exhibited a complete downward trend. The Mann-Kendall test statistic for the discharge variable during our two research periods were -0.269 and -0.412, respectively. At the 95% level, the decreasing trend of discharge in this station was found to be significant. On the other hand, it is apparent that the volume of discharge in this hydrometric station has decreased drastically since 1976 (d). Apart from 2007, when there was a sudden increase in discharge volume, the water inflow into lake Urmia has remained at its lowest level throughout the years. To analyze the Bonab and Khormazard stations during two distinct periods, rainfall and runoff statistics (average, minimum, maximum) for the first period (1976-1994) and the second period (1995-2019) are presented in Tables 4 and 5. Based on the data presented in both tables, the Bonab station displays the highest average rainfall and runoff values in the total data column, while the Khormazard station has the lowest average rainfall and runoff values.
    As mentioned, in order to model rainfall-runoff data using SVM and RF models, a portion of the data was used for training purposes, while another portion was used for validation. Tables 5 and 6 present the values of the calculated statistical indicators associated with the results obtained from the training and validation sections for both SVM and RF models. According to the results of Tables 6 and 7, it is clear that in both study periods, the SVM model outperformed the RF model at the Bonab station. The SVM model demonstrated superior accuracy in simulating both flow rate and monthly rainfall. Conversely, at the Kharmazard station during these periods, the RF model displayed better performance compared to the SVM model. The modeling results in the test set for both stations revealed that the mutual correlation values for the first and second study periods at the Bonab station were 0.85 and 0.84, respectively. For the Kharmazard station, these values were 0.79 and 0.75, respectively.

    Conclusion

    The results indicate that for both periods at the Bonab station, the SVM model exhibited higher efficiency compared to the RF model. Conversely, at the Khormazard station, the RF model outperformed the SVM model for both periods. Mutual correlation values for the test sets were 0.85 and 0.84 for the first and second study periods at the Bonab station, respectively, for the SVM model test set. For the Khormazard station, these values were 0.79 and 0.75, respectively, for the RF model test set. Other notable findings of this research include the analysis of the time series data for rainfall and runoff over 43 years. Graphs obtained for both stations, along with the Mann-Kendall statistic for precipitation and flow parameters, revealed no discernible trend in precipitation during the two study periods. Instead, precipitation in these areas displayed fluctuating patterns However, the analysis of the time series and statistical values for the discharge of Sofichai and Mahpari chai rivers at the Bonab and Khormazard stations showed different results. In the Bonab station, the discharge exhibited fluctuations, with an increase observed in the second period. Conversely, at the Khormazard station, the discharge trend was downward in both study periods. The volume of Mahpari chai River outflow notably decreased in recent years, as evidenced by the Mann-Kendall statistic showing a decreasing trend.

    Keywords: Maragheh Plain, Modeling, Rainfall-Runoff, random forest, Sufi Chai, Support vector machine}
  • معین هادی، ابوالفضل مجنونی هریس *، علی اشرف صدرالدینی، جلال شیری

    در مطالعه حاضر، برای ارزیابی تاثیر دوره های تنش بر شکاف عملکرد گندم در اراضی دیم شهرستان های بستان آباد، تبریز، سراب، مراغه و هریس واقع در شرق حوضه دریاچه ارومیه، در یک بازه آماری 11 تا 20 ساله، از شاخص رضایتمندی نیاز آبی استفاده شده است. برای برآورد عملکرد پتانسیل نیز از تابع تولید خطی ارایه شده توسط فایو استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، از نظر درصد تامین نیاز آبی گندم دیم یا نسبت تبخیر- تعرق در شرایط دیم به استاندارد، منطقه هریس با 42 درصد بهترین و سراب با 23 درصد بدترین وضعیت را دارند. به طور متوسط، عملکرد واقعی گندم دیم در شرق حوضه دریاچه ارومیه 976 کیلوگرم در هکتار است و عملکرد پتانسیل در شرایط دیم نیز 4216 کیلوگرم در هکتار برآورد گردید که حاکی از وجود شکاف قابل توجه بین عملکرد پتانسیل و واقعی در منطقه مورد مطالعه است. بیشترین ضریب عملکرد منطقه ای معادل 41/0 مربوط به هریس و کمترین مقدار آن نیز معادل 21/0 مربوط به مراغه حاصل شد. نتایج به دست آمده از شاخص رضایتمندی نیاز آبی، حاکی از وجود شرایط مناسب برای تولید محصول گندم دیم در منطقه است. با این حال، عملکرد واقعی در شرق حوضه دریاچه ارومیه به طور متوسط حدودا 2/27 درصد عملکرد پتانسیل است. این امر نشان می دهد که شرایط اراضی دیم در شرق حوضه دریاچه ارومیه از نظر توسعه نظام تولید مطلوب نبوده و لازم است اقدامات لازم در راستای کاهش خلا عملکرد صورت پذیرد. همچنین ارزیابی نتایج نشان داد که همبستگی شاخص رضایتمندی نیاز آبی با ضریب عملکرد منطقه ای در مقایسه با عملکرد واقعی بیشتر بوده و از این شاخص می توان در راستای ارزیابی شکاف عملکرد استفاده نمود.

    کلید واژگان: تابع تولید, ضریب عملکرد منطقه ای, شکاف, گندم دیم}
    moein hadi, A Majnooni Heris*, Ali Ashraf Sadraddini, jalal shiri

    In the present study, in order to evaluate the effect of stress periods on wheat yield gap in rainfed lands of Bostanabad, Tabriz, Sarab, Maragheh and Harris regions located in the east of Urmia Lake basin, in periods of 11 to 20 years, the water requirement satisfaction index has been used. The linear production function, which was provided by FAO, was also implemented to estimate the potential yield. According to the obtained results, in terms of water supply percentage of rainfed wheat or evapotranspiration ratio in rainfed to standard conditions, Harris with 42% has the best situation and Sarab with 23% has the worst situation. On average, the actual yield of rainfed wheat in the east of Urmia Lake basin is 976 kg/ha. The potential yield was estimated at 4216 kg/ha, indicating a significant gap between potential and actual yield in the study area. The highest regional yield coefficient equal to 0.41 was related to Harris and the lowest value was equal to 0.21 related to the Maragheh region, respectively. The results obtained from the water requirement satisfaction index indicate the existence of suitable conditions for the production of rainfed wheat in the region. However, the actual yield in the east of Lake Urmia basin is on average about 27.2% of the potential yield. This shows that the condition of rainfed lands in the east of Lake Urmia basin is not favorable in terms of the development of the production system and it is necessary to reduce the yield gap. Additionally, the evaluation of the results showed that the correlation of the water requirement satisfaction index with the regional yield coefficient is higher compared to the actual yield and this index can be used to evaluate the yield gap.

    Keywords: Production function, Regional yield Factor, Gap, Rainfed wheat}
  • محمدحسین کاظمی*، جلال شیری، ابوالفضل مجنونی هریس، امیر حسین ناظمی
    تبخیر - تعرق به عنوان یکی از مولفه های اصلی چرخه هیدرولوژیک دارای اهمیت فراوانی در مدیریت منابع آب و برنامه ریزی آبیاری می باشد. امروزه به دلیل نبود داده های لایسیمتری در بیشتر ایستگاه های هواشناسی، از مقادیر تبخیر - تعرق مرجع حاصل از مدل استاندارد فایو - پنمن - مونتیث استفاده می شود. مدل یاد شده برای محاسبه تبخیر - تعرق گیاه مرجع چمن () به کار برده می شود. از سوی دیگر، مدل پنمن-کیمبرلی نیز به طور گسترده ای برای محاسبه تبخیر-تعرق گیاه مرجع یونجه ()  مورد استفاده قرار گرفته است. در مطالعه حاضر، داده های هواشناسی شش ایستگاه هواشناسی در استان سیستان و بلوچستان در یک دوره آماری ده ساله برای محاسبه  و  به کار برده شده و سپس نسبت  به  برای هر شش ایستگاه در دوره مطالعاتی محاسبه شد. مدل پنمن-کیمبرلی در ایستگاه میرجاوه بدترین نتیجه را در مقایسه با ایستگاه های دیگر داشته است. مقادیر ضریب نش-ساتکلف برای این ایستگاه کمترین مقدار(07/0) بوده و مقادیر شاخص پراکندگی و جذر میانگین مربعات خطا برای این ایستگاه به ترتب 43/0 و 48/2 می باشد که بیشترین مقدار در بین ایستگاه های مورد مطالعه است. در ادامه، سهم هر یک از مولفه های توازن انرژی و آیرودینامیکی در میزان کل تبخیر-تعرق مرجع با استفاده از مدل پنمن-کیمبرلی تعیین شد که نتایج حاصل حاکی از نقش مهم هر دو مولفه در فرآیند تبخیر-تعرق ایستگاه های موردمطالعه بود. بر این اساس، کاربرد مدل های مبتنی بر تابش خورشیدی نظیرمدل پریستلی-تیلور در این ایستگاه ها می باید با احتیاط صورت پذیرد.
    کلید واژگان: تبخیر - تعرق مرجع, تغییرات فصلی, مولفه آیرودینامیکی, مولفه توازن انرژی}
    MH Kazemi *, J Shiri, A Majnooni Heris, AH Nazemi
    Evapotranspiration (ET), a major component of the hydrologic cycle, is important in water resources management and irrigation scheduling. Nowadays, due to the lack of the lysimetric data in weather stations, the ET values calculated by the standard FAO Penman-Monteith model ( ) are used as benchmark values of grass reference crop. Also, the Penman-Kimberly model is widely applied for computing the alfalfa-reference crop ET ( ). In the present study, the meteorological data from 6 weather stations located in the Sistan-Va-Baluchestan Province covering a period of 10 years were used to calculate the and values. Then, the to  ratios were computed for all six stations during the studied period. The Penman-Kimberly model at Mirjavah station had the worst result compared to other stations. The NS coefficient values for this station are the lowest (0.07) and the SI and RMSE values for this station are 0.43 and 2.48, respectively, which is the highest value among the study stations. Finally, the contributions of the energy balance and aerodynamic components on the final ET values were determined using the Penman-Kimberly model, which showed the important influence of both components on the ET process. Consequently, the use of radiation-based models e.g. Priestly-Taylor model in these stations should be carried out by special care.
    Keywords: Aerodynamic component, Energy balance component, Seasonal variations, Reference evapotranspiration}
  • نسرین صادقیان، علیرضا واعظی*، ابوالفضل مجنونی هریس

    اطلاعات اندکی در مورد نقش ضربه قطرات باران بر ویژگی های هیدرولیکی جریان در شیارها وجود دارد. در این آزمایش برای بررسی نقش ضربه قطرات باران بر دبی رواناب، غلظت رسوب و ویژگی های هیدرولیکی جریان، خاکی با بافت رسی در چهار شیب (5، 10، 15 و 20 درصد) در فلومی به ابعاد 4/0×3/0×4 متر با بارانی به شدت 90 میلی متر در ساعت تا رسیدن به حالت ماندگار، در دو حالت با وجود ضربه قطرات باران و بدون وجود ضربه قطرات باران با باران شبیه سازی شده، بررسی شد. نتایج نشان داد که با حذف ضربه قطرات باران بر سطح خاک، دبی رواناب، غلظت رسوب، عمق جریان، تنش برشی، قدرت جریان، عدد رینولدز و سرعت جریان به ترتیب به اندازه 62/0 تا 54/3، 08/0 تا 83/11، 91/0 تا 96/0، 26/0 تا 25/3، 52/0 تا 45/4، 36/0 تا 27/3 و 23/0 تا 79/0 برابر کاهش یافت (05/0<P)؛ درحالی که ضرایب دارسی ویسباخ، شزی و مانینگ در حالت بدون ضربه بیشتر از حالت با وجود ضربه قطرات باران بودند (01/0<P) که با توجه به نتایج عمق رواناب و سرعت در دو حالت سطح خاک بدیهی به نظر می رسد. نتایج نشان داد که سرعت جریان مهم ترین ویژگی هیدرولیکی جریان است که تحت تاثیر ضربه قطره باران و شیب سطح قرار داشت. به طور کلی این پژوهش نشان داد که ضربه قطره باران عاملی مهم در تغییر ویژگی های هیدرولیکی جریان در شیارها بود. با افزایش شیب نیز نقش ضربه قطرات باران در ویژگی های هیدرولیکی جریان افزایش یافت. این نتایج نقش کلیدی ضربه قطرات باران را در خصوصیات هیدرولیکی رواناب و نیز شدت برداشت ذرات در شیارها نشان داد. آگاهی از این موضوع گامی اساسی در مدل سازی فرسایش شیاری است. مهار ضربه قطرات باران به ویژه در دامنه های با شیب تند از طریق حفظ پوشش گیاهی نقشی مهم در کاهش فرسایندگی جریان و هدررفت خاک از شیارها خواهد داشت.

    کلید واژگان: تنش برشی, دبی رواناب, سطح خاک, غلظت رواناب و قدرت جریان}
    N. Sadeghian, A. Vaezi*, A. Majnooni Heris

    Few studies have been done regarding the role of the raindrop in the hydrodinamic mechanism of soil erosion. In this study, rainfall simulation experiments were conducted to evaluate the role of raindrop in runoff discharge, sediment concentration and hydraulic properties of flow under four slope gradients (5, 10, 15 and 20%) in a clay soil using a 90 mm.h-1 rainfall intensity to reach the steady state flow. Soil sample was packed into the erosion flume with 0.3m× 0.4m × 4 m in dimensions and tested under two soil surface conditions:  one with raindrop impact and one without raindrop impact. The results showed that runoff discharge, sediment concentration, flow depth, shear stress, stream power, Reynolds number and runoff velocity under without raindrop impact condition were significantly lower than those in the condition  with the raindrop impact with a factor of 0.62 to 3.54, 0.08 to 11.83, 0.91 to 0.96, 0.26 to 3.25, 0.52 to 4.45, and 0.36 to 3.27, 0.23 to 0.79 times, respectively; on the other hand, the Darcy Wysbach, Chezy and Manning coefficients were increased significantly under without raindrop impact (P<0.01). Flow velocity was the key hydraulic parameter strongly affecting the hydraulic properties. These findings indicated the importance of raindrop impact in the detachment rate of soil particles through the change of the hydraulic characteristics. This study also revealed the key role of raindrop impact on the runoff hydraulic characteristics, as well as particle detachments rate in rills. Information about the role of raindrop impact is a substantial step in modeling the rill erosion. Therefore, elimination of raindrops impact, especially in the steep slopes, with the conservation of natural vegetation cover can sufficiently prevent runoff production as well as the particle detachment rate.

    Keywords: Runoff discharge, Sediment concentration, Shear stress, Soil surface, Stream power}
  • نسرین صادقیان*، علیرضا واعظی، ابواالفضل مجنونی هریس

    شیارها به عنوان منبع و محل تولید و انتقال رواناب و رسوب روی دامنه ها می باشند. خصوصیات جریان در شیارها می تواند تحت تاثیر نوع و میزان مواد همراه باشد. آگاهی از فرآیند توسعه شیار ها مستلزم شناخت خصوصیات هیدرولیکی جریان در شیارها می باشد. این پژوهش به منظور بررسی اثرات بار رسوب بر خصوصیات هیدرولیکی جریان در شیارها انجام گرفت. آزمایش در فلومی به ابعاد 3/0× 4/0 ×4 متر در شیب10درصد در خاک های با بافت لوم، شن لومی  و لوم رس شنی  تحت بارش با شدت 90 میلی متر بر ساعت در چهار تکرار انجام شد. عدد رینولدز، عدد فرود، ضریب اصطکاک دارسی-ویسباخ، عمق جریان، تنش برشی و قدرت جریان طی فرآیند فرسایش شیاری مشخص شدند. نتایج نشان داد که ضریب اصطکاک دارسی-ویسباخ با افزایش باررسوب افزایش یافت. عدد فرود با افزایش بار رسوب به دلیل کاهش چشمگیر سرعت جریان کاهش یافت. تنش و قدرت برشی و عمق جریان نیز با افزایش بار رسوب افزایش داشتند. عمق جریان با افزایش بار رسوب بیشتر شد و در خاک لوم از 041/0 تا 1 میلی متر و در خاک شن لومی از 07/0 تا 3/1 میلی متر و در خاک لوم رس شنی از 06/0 تا 7/0 میلی متر بود. ضریب تبیین بین بار رسوب و تمام خصوصیات هیدرولیکی برای دو خاک لوم و شن لومی بالاتر از 90 درصد  ارزیابی شد ولی برای خاک لوم رس شنی حدود 60 درصد بود. به طور کلی این پژوهش نشان داد که برهم کنشی معنی دار بین بار رسوب و خصوصیات هیدرولیکی جریان در شیار ها برقرار است.

    کلید واژگان: بار رسوب, فرسایش شیاری, هیدرولیک جریان شیاری, رواناب}
    NSadeghian*, ARvaezi, AMajnooniheris

    Rills are often the major area and source of runoff and sediment in hillslopes. The hydraulic characteristics of flow in the rills can be affected by type and amount of sediment. Knowledge on the flow hydraulic characteristics is essential to find the major mechanism of rill development. The objective of this study was to evaluate the effects of type and amount of sediment on the rill hydraulic characteristics. Laboratory experiments were carried out in a flume with 4m× 0.4 m×0.3m dimensions located at 9% slope steepness under 90 mm h-1 rainfall intensity which was applied on three soil textures of loam, loamy sand and sandy clay loam with four replications. Reynolds number, Froude number, flow depth, Darcy–Weisbach friction coefficient, shear stress and stream power were determined during the rill erosion process. The results showed that Reynolds number and Darcy–Weisbach friction coefficient increased as the sediment load increased in the rills. Froude number decreased as sediment load increased which was attributed with decreasing flow velocity. Shear stress and stream power and flow depth increased with increasing the eroded sediment. Flow depth increased with incease of sediment load, varying from 0.041 to 1mm in loam soil, 0.07 to 1.3 mm in loamy sand soil and 0.06 to 0.7 mm in sandy clay loam soil. Coefficient of determination between sediment load and all hydraulic characteristics were higher than 90% for loam and loamy sand and higher than 60% for sandy clay loam. This study revealed that significant interaction was between sediment load and hydraulic characteristics of flow in the rills.

    Keywords: Sediment load, Soil erosion, Hydraulic of rill flow, Run Off}
  • مهناز تلسچی امیرخیزی، رضا دلیرحسن نیا*، پرویز حقیقت جو، ابوالفضل مجنونی هریس

    برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی باعث آسیب شدید به آبخوان ها شده و دشت های کشور به دلیل این وضعیت با پدیده نشست مواجه هستند. در این راستا پیرو تشویق دولت با ارایه کمک های مالی بلاعوض، کشاورزان زیادی داوطلب اجرای سیستم های تحت فشار هستند. لذا شناخت مناسب کمی و کیفی منابع آبی برای داشتن کشاورزی پایدار ضروری است. در این مطالعه به بررسی کیفیت آب تعداد 103 چاه عمیق کشاورزی منطقه سراب که مالکان آنها متقاضی اجرای سیستم تحت فشار هستند، پرداخته شد. برای تعیین وضعیت کیفی آب این چاه ها علاوه بر عوامل شیمیایی، از شاخص هایی نظیر نسبت جذب منیزیم (MAR)، شاخص نفوذپذیری (PI)، پتانسیل شوری (PS)، نسبت کلایز (KR)، نسبت جذب سدیم(SAR)ونسبت سدیم محلول (SSP)استفاده گردید. مقادیر EC، SAR، MAR، PS و شاخص کلراید حاکی از کاسته شدن کیفیت آب از شرق به غرب و از جنوب به شمال دشت می باشد. حدود 50 درصد آب چاه ها در کلاس C3S1قرار داشته و متوسط شاخص کلایز چاه ها در وضعیت مناسب برابر 46/0 تعیین شد. جز یک چاه با SAR برابر 52/15 آب بقیه دارای مقادیر کمتر از 15 بودند و آب غیرقلیایی داشتند. فقط 17 درصد آب چاه ها دارای SSP بالای 40 درصد بوده و از نظر این شاخص مناسب نبودند. بیشتر نمونه ها از نظر MAR کمتر از حد مجاز استاندارد 50 درصد هستند. در نهایت در شرایط مطالعه حاضر برای پایاب 90 درصد چاه ها اجرای سیستم آبیاری بارانی و تیپ در حدود 10 درصد بقیه کاربرد هیدروفلوم توصیه می گردد.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی, آب آبیاری, ارزیابی, عوامل شیمیایی}
    P Haghighatjou*, R DelirhasanniaTaleschi AmirkhiziM, A Majnooni Heris

    Extraordinary withdrawal of groundwater resources has caused severe damages to aquifers, and the country's plains are facing subsidence due to this situation. In this regard, following the encouragement of the government by offering financial supports, many of farmers have volunteered to run pressurized irrigation systems. Therefore, gathering proper quantitative and qualitative data of water resources is necessary for sustainable agriculture. In this study, water quality of 103 agricultural wells in Sarab plain, which owners are applying for the operation of pressurized irrigation system, was investigated. To determine the water quality conditions of these wells, the magnesium absorption ratio (MAR), permeability index (PI), salinity potential (PS), Kelley's Ratio (KR), sodium absorption ratio (SAR) and soluble sodium percentage (SSP) indices were evaluated along with some other chemical parameters in the studied plain. The EC, SAR, MAR, PS and chloride indices indicated a decline in water quality from east to west and from south to north of plain. Approximately, water in 50% of wells were in the C3S1 class and the average KR of all wells were in a suitable condition with the value of 0.46. Except for one case with the value of 15.52, the remaining wells water had non-alkaline water with the SAR values less than 15. Only 17% of wells water had SSP values over 40% and they were not suitable based on this indicator. Most of the samples were located below the standard limit of 50% for MAR. Finally, in this study condition the application of sprinkler and tape irrigation systemsfor 90% of wells is recommended and for 10% of the rest of wells gated the pipes irrigation system may be adapted.

    Keywords: Groundwater, Irrigation water, evaluation, Chemical parameters}
  • سوسن ولی اهری، امیرحسین ناظمی، علی اشرف صدرالدینی*، ابوالفضل مجنونی هریس

    در این تحقیق 5 سیستم آبیاری قطره ای در شبکه آبیاری سد ستارخان انتخاب و عملکرد آن ها از نظر فنی مورد ارزیابی قرار گرفت. در هر سیستم انتخابی یک مانیفلد به تصادف انتخاب و روی مانیفلد انتخابی، چهار لترال به ترتیب در ابتدا، یک سوم و دو سوم فاصله از ابتدا و انتهای مانیفلد انتخاب شدند و در هر لوله لترال نیز با در نظر گرفتن همان تناسب فاصله،4 درخت سیب در نظر گرفته شد. در کلیه سیستم ها دبی قطره چکان ها (در هر درخت انتخابی دو قطره چکان)، فشار ابتدا و انتهای لوله های لترال مذکور در هر یک از مانیفلدهای انتخابی اندازه گیری شد. در هر سیستم با اندازه گیری فشار در ورودی تمام لترال ها، لترال با فشار ورودی حداقل شناسایی گردید. نتایج اندازه گیری ها نشان داد که یکنواختی پخش آب در سیستم های مورد بررسی () بین 1/48 تا 8/82 درصد متغیر بود و به عبارتی عملکرد واحدها بر مبنای این شاخص در محدوده ضعیف تا خوب قرار داشت. راندمان پتانسیل کاربرد چارک پایین در سیستم ها (واحدها) (در محدوده 3/43 تا 5/74 درصد متغیر بود به طوری که فقط سیستم یکی از مزارع دارای عملکرد نسبتا خوب و در بقیه مزارع عملکرد سیستم ها ضعیف بودند. راندمان کاربرد چارک پایین در واحدها (در محدوده 7/52 تا 80 درصد متغیر بود بر مبنای این شاخص فقط یکی از مزارع دارای عملکرد سیستم خوب و بقیه مزارع سیستم ها دارای عملکرد ضعیفی بودند. به طور کلی از دلایل پایین بودن عملکرد سیستم ها می توان به توزیع نامناسب فشار در بین بلوک ها، اختلاف فشار زیاد بین مانیفلدها در داخل هر بلوک، نامناسب بودن عمق آب آبیاری و پایین بودن دانش و مهارت آبیاران و مدیریت ضعیف بهره برداری از سیستم ها اشاره نمود.

    کلید واژگان: آبیاری قطره ای, ارزیابی, راندمان پتانسیل کاربرد چارک پایین, راندمان واقعی کاربرد چارک پایین, یکنواختی پخش}
    S. Valiahari, A. H. Nazemii, A. Ashraf Sadraddini*, A. Majnooni-Heris

    In this research، five-drip irrigation systems were selected in Sattarkhan Channels Network and technical performances of them were evaluated. In each system one manifold was randomly selected and four located lateral pipes، at the beginning، one-third، two thirds and end of each manifold were selected. By considering the same proportionality، four apple trees were identified a long each lateral pipe. Emitter discharges of two drippers at each of these trees، pressure at the beginning and at the end of the lateral pipes were measured in the all selected manifold pipes. Also، the minimum lateral inlet pressure at each manifold was identified by measuring the flow pressure of the all lateral inlets. Results showed that the water Emission Uniformities of the systems (EUs) were within the range of 48. 1 to 82. 8 percent and the systems performances based on this index were classified poor to good. Potential application efficiencies of the low quarter of the systems (PELQs) were varied from 43. 3 to 74. 5 percent. So that، only the irrigation system at one of the farms had relatively good performance and the systems'' performances in the other farms were poor. Application efficiencies of low quarter of the systems (AELQs) were in the range of 52. 7 to 80 percent. Based on AELQs index، only one system had good performance while the performances of the others were poor. In general، the reasons for the low system performances were pointed as inappropriate distribution of pressure، high-pressure difference in the systems، the unsuitable irrigation water depth، low skills of irrigators and poor operation management of the systems.

    Keywords: Drip irrigation, Evaluation, Potential application efficiency of low quarter, application efficiency of low quarter, Emission uniformity}
  • ابوالفضل مجنونی هریس، شاهرخ زندپارسا، علیرضا سپاسخواه، علی اکبر کامگار حقیقی

    برای استفاده بهینه از آب در مزرعه، لازم است تا نیاز آبی گیاه پیش بینی شود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از داده های حاصله از کشت ذرت دانه ای در سال های 1382 و 1383 در اراضی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز(باجگاه)، زیر برنامه تبخیر - تعرق و جریان آب خاک مدل MSM (تهیه شده در بخش آبیاری دانشگاه شیراز) ارزیابی و سنجش اعتبار گردید. مقایسه مقادیر پیش بینی شده رطوبت خاک توسط مدل و مقادیر اندازه گیری شده آن در اعماق مختلف خاک توام با مقادیر مختلف آب آبیاری نشان دادند که در این قسمت، مدل MSM نیاز به واسنجی ندارد و اعتبار آن در پیش بینی تبخیر- تعرق ذرت تایید گردید. در مرحله بعدی، تبخیر - تعرق گیاه ذرت با استفاده از رابطه پنمن- مانتیث با اعمال ضرایب گیاهی منفرد (Single crop coefficient) و دوگانه (Dual crop coefficient) برای دو سال آزمایش، به صورت روزانه محاسبه شدند. نتایج نشان داد که مدل MSM مقادیر فصلی تبخیر- تعرق و تعرق بالقوه گیاه و تبخیر از سطح خاک را به ترتیب برای سال اول برابر 863، 536 و 329 میلی متر و برای سال دوم برابر 832، 518 و 314 میلی متر تخمین زد. مقادیر تبخیر- تعرق و تعرق بالقوه گیاه ذرت و تبخیر از سطح خاک با استفاده از روش ضریب گیاهی دوگانه به ترتیب در سال اول برابر693، 489 و 205 میلی متر و در سال دوم برابر 700، 487 و 213 میلی متر تخمین زده شدند. قابل ذکر است که مقدار تبخیر - تعرق بالقوه فصلی ذرت در این منطقه براساس روش پنمن- مانتیث نشریه فائو56 با اعمال ضریب گیاهی منفرد برای سال اول و دوم به ترتیب برابر 615 و 632 میلی متر به دست آمد. با توجه به مقادیر آب آبیاری لازم بر اساس تامین رطوبت خاک تا حد ظرفیت زراعی در این آزمایش و مقادیر پیش بینی شده تبخیر- تعرق و مقایسه آن با سایر مقادیر گزارش شده در مناطق دیگر، می توان نتیجه گرفت که روش توصیه شده پنمن- مانتیث در نشریه فائو 56 با اعمال ضریب گیاهی منفرد و دوگانه، مقدار تبخیر- تعرق بالقوه فصلی گیاه ذرت را در منطقه پژوهش، به ترتیب 26 و 18 درصد کم برآورد می کنند.

    کلید واژگان: مدل MSM, ارزیابی, تبخیر, تعرق بالقوه, ضریب گیاهی, رطوبت}
    A. Majnooni-Heris *, Sh. Zand - Parsa, A. R. Sepaskhah, A. A. Kamgar-Haghighi

    Optimal crop water requirement is needed for precise irrigation scheduling. Prediction of crop water requirements is a basic factor to achieve this goal. In this study, maize potential evapotranspiration (ETp) was prediced by maize simulation model (MSM). Then, it was evaluated and validated using experimental field data obtained in Agricultural Research Station of Shiraz University (Bajghah, Fars province) during 2003 and 2004. Comparison of measured volumetric soil water content with predicted values by MSM model in 2003 and 2004 indicated that this subroutine (prediction of maize evapotranspiration) did not need modification. Also, daily potential evapotranspiration of maize was estimated by using Penman-Monteith equation considering single and dual crop coefficients. Comparison between the results of predicted ETp by MSM model, calculated ETp by Penman-Monteith, and measured irrigation water and soil water content indicated that the prediction of ETp by MSM model was satisfactory. Model prediction of seasonal ETp, potential transpiration (Tp) and soil evaporation (E) were 831, 536 and 329 mm, respectively, in 2003, and 832, 518 and 314 mm, respectively, in 2004. The values of ETp, Tp and E calculated by Penman-Monteith method using dual crop coefficients were 693, 489 and 205 mm, respectively, in 2003, and 700, 487 and 213, respectively in 2004. Maximum rate of predicted potential ETp, Tp and E were 11.1, 8.2 and 5.1 mm d-1, respectively in 2003 and 13.0, 9.0 and 4.0 mm d-1, respectively in 2004. The values of calculated seasonal ETp by Penman-Monteith method using single crop coefficient were 615 and 632 mm in 2003, and 2004, respectively. Comparison between the results of predicted ETp by MSM model, calculated ETp by Penman-Monteith equation with single and dual crop coefficients (FAO-56) and measured values of irrigation water and soil water contents of root depth indicated that FAO-56 methods underestimated the ETp.

    Keywords: MSM model, Evaluation, Potential evapotranspiration, Crop coefficient, Soil water content}
  • ابوالفضل مجنونی هریس، شاهرخ زند پارسا، علیرضا سپاسخواه، علی اکبر کامگار حقیقی

    با پیشرفت علم رایانه، محققین امور کشاورزی با شبیه سازی رشد گیاهان و عوامل موثر بر رشد آنها گامی مهم در جهت مدیریت تولید برداشتند. با کاربرد این مدل ها ضمن کاستن از هزینه های سنگین طرح های متعدد، بسیاری از عوامل موثر بر رشد را نیز به راحتی می توان بررسی نمود. از جمله این عوامل تعیین زمان کاشت مناسب می باشد. در این تحقیق برای واسنجی و سنجش اعتبار مدل شبیه سازی رشد ذرت (MSM) جهت تخمین ماده خشک تولیدی، آزمایشی در اراضی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز در سال های 1382 و 1383 انجام گرفت. آزمایش ها شامل 4 تیمار آب و 3 تیمار کود نیتروژن در غالب طرح بلوک های کامل تصادفی پیاده شدند. تیمارهای آبیاری شامل I2، I3. I4 و I1 بودند که عمق آب آبیاری به ترتیب برابر بیست درصد بیشتر از نیاز بالقوه، برابر نیاز بالقوه، بیست درصد و چهل درصد کمتر از نیاز بالقوه ذرت بودند. تیمارهای نیتروژن شامل N2، N3 و N1 بودند که به ترتیب برابر 300، 150 و صفر کیلوگرم نیتروژن خالص بر هکتار بودند. مدل با داده های سال اول کشت برای آبیاری جویچه ای واسنجی شد. با استفاده از داده های مستقل سال دوم اعتبار مدل برای پیش بینی ماده خشک مورد تایید قرار گرفت. از مدل واسنجی و تایید شده (MSM)، برای تعیین محدوده زمانی مناسب کاشت، میزان آب مورد نیاز برای زمان های مختلف کاشت و افزایش سطح زیر کشت ذرت علوفه ای استفاده شد. محدوده زمانی مناسب کاشت ذرت علوفه ای در اراضی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز از تاریخ 20 اردیبهشت ماه تا تاریخ 10 تیر ماه تعیین شد. با اعمال مدیریت تاریخ کاشت پیشنهادی در این پژوهش، در شرایط محدود بودن آب، سطح زیر کشت ذرت علوفه ای 90/17 درصد و علوفه تولیدی به مقدار 90/1 تن بر لیتر بر ثانیه افزایش یافت.

    کلید واژگان: مدلMSM, واسنجی مدل, سنجش اعتبارمدل, ذرت علوفه ای, تاریخ کاشت, محدودیت آب}
    A. Majnooni-Heris *, Sh. Zand-Parsa, A. R. Sepaskhah, A. A. Kamgar-Haghighi

    Agricultural investigations use computer models for simulation of crop growth and field water management. By using these models, the effects of plant growth parameters on crop yields are simulated, hence, the experimental costs are reduced. In this paper, the model of MSM (Maize Simulation Model) was calibrated and validated for the prediction of maize forage production at Agricultural College, Shiraz University in 1382 and 1383 by using maize forage yield under furrow irrigation with four irrigation and three nitrogen treatments. Irrigation treatments were I4, I3, I2, and I1, with the depth of water 20% greater than, equal to, 20% and 40% less than potential crop water requirements, respectively. Nitrogen treatments were N3, N2, and N1, with the application of N as urea equal to 300, 150, and 0 kg N ha-1, respectively. After calibration and validation of MSM, it was used to estimate suitable planting dates, forage yield and net requirement of water discharge for planting at different dates. The results indicated that the net requirement of water discharge was reduced by gradual planting at different planting dates. By considering different planting dates for maize, from Ordibehest 20th to Tir 10th, the planting area might be increased 17.9%, compared with single planting date on Ordibehesht 30th under a given farm water discharge and full irrigation.

    Keywords: MSM model, Model calibration, Model validation, Maize forage, Planting date, Limited water}
بدانید!
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال