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 bijan ghahreman

  • فاطمه حیات غیبی، ناصر شاهنوشی *، بیژن قهرمان، حسین صمدی، محمد قربانی، محمود صبوحی صابونی

    هرچند توسعه منابع آبی در موارد متعددی به افزایش رفاه اقتصادی، بهبود استاندارهای زندگی و بهداشتی، تولید غذا و غیره منجر شده است، اما در برخی از موارد به‌دلیل عدم توجه کافی به گستردگی حوزه‌ی تاثیرگذاری این طرح‌ها، آثار زیست‌محیطی و متعاقب آن اجتماعی و حتی اقتصادی جبران‌ناپذیری بر جامعه تحمیل شده است. توجه به نیاز آب زیست‌محیطی رودخانه‌ها یکی از موارد بسیار مهم در تصمیم‌گیری‌های مربوط به طرح‌های توسعه منابع آب می‌باشد. بنابراین در مطالعه حاضر تلاش شده است با استفاده از روش‌های هیدرولوژیکی، نیاز آب زیست‌محیطی در بالادست و پایین‌دست محل درنظر گرفته شده برای احداث سد پروژه جدید انتقال آب بهشت‌آباد، محاسبه گردد. براساس نتایج حاصل در بالادست محل سد، حداقل جریان زیست‌محیطی مورد نیاز رودخانه بهشت‌آباد بین 22/1 مترمکعب بر ثانیه برای شهریور تا 75/16 متر مکعب بر ثانیه برای فروردین برآورد شده است. حداقل جریان زیست‌محیطی برآورد شده برای رودخانه کوهرنگ نیز از 69/3 متر مکعب بر ثانیه برای شهریور تا 81/16 متر مکعب بر ثانیه برای فروردین متغیر می‌باشد. همچنین در پایین‌دست سد در محدوده ایستگاه ارمند، رودخانه کارون به حداقل جریان 8/20 متر مکعب بر ثانیه برای ماه‌های شهریور و مهر تا 29/73 مترمکعب بر ثانیه برای ماه فروردین نیاز دارد. نتایج حاصل نشان می‌دهد در موارد متعددی به‌ویژه در سال‌هایی که منطقه با خشکسالی خفیف تا متوسط مواجه بوده، جریان آب مشاهداتی رودخانه برای تامین حداقل نیازهای زیست‌محیطی آن کافی نبوده است. بر این اساس، به نظر می‌رسد منابع آب محدوده مورد بررسی نمی‌تواند به عنوان منبع پایداری برای انتقال آب درنظر گرفته شود.

    کلید واژگان: انتقال آب, رودخانه کارون, روش های هیدرولوژیکی, سد بهشت آباد, نیاز آب, زیست محیطی}
    Fateme Hayatgheibi, Naser Shahnoushi *, Bijan Ghahreman, Hossein Samadi, Mohammad Ghorbani, Mahmood Sabouhi Sabouni
    Introduction

    The development of water resources in many cases has led to increased economic welfare, improved living and health standards, food production, etc. However, in some cases due to the insufficient attention to all aspects of these projects, the irreparable environmental effects and subsequent social and economic effects have been imposed on society. Paying attention to environmental water requirements is one of the most important issues in decision making in water resources development plans. The objective of this study is to assess river environmental water requirements in upstream and downstream of Beheshtabad Dam. Beheshtabad Dam has designed to build on the Karun River for water transfer from Karun to Zayanderood basin. But it has not been implemented due to the various problems and challenges.

    Materials and Methods

    Protecting and restoring river flow regimes and hence, the ecosystems they support by providing environmental flows has become a major aspect of river basin management. Environmental flows describe the quantity, timing, and quality of water flows required to sustain freshwater,estuarine ecosystems,the human livelihoods, and well-being that depend on these ecosystems. Over 200 approaches for determining environmental flows now exist and used or proposed for use in more than 50 countries worldwide. In the present study, hydrological methods have been used. These methodes include Tennant and modified Tennant, Flow Duration Curve (FDC) and FDC shifting (for different environmental management classes). For this purpose, four hydrometric stations (three stations upstream and one station downstream of the dam) have been selected.

    Results and Discussion

    The results of the study showed that the river water flow had not been sufficient to meet environmental water requirements in several cases, especially in years when the region was experiencing mild to moderate drought conditions. According to the Tennant method, the minimum environmental flow requirement averages based on Beheshtabad, DezakAbad, Kaj, and Armand stations data were 3.80, 5.06, 6.99, 22.01 m3/s, respectively. Using the mentioned stations data, , the minimum environmental flow requirement averages were 3.62, 6.07, 7.91, 23.67 m3/s based on the modified Tennant method. According to the flow duration curve method, minimum environmental flow requirements (Q95) were 1.96, 5.1, 8.32, 30.62 m3/s, using data collected from Beheshtabad, DezakAbad, Kaj, and Armand stations, respectively. The results of the flow duration curve shifting method indicated that the river water flow did not meet the river environmental water requirements in different environmental management classes in some months and years. Comparative results of different methods revealed that the minimum environmental flow requirement of Beheshtabad River upstream of Beheshtabad Dam was 1.22-16.75 m3/s from September to April (based on FDC shifting method, class C). The estimated minimum environmental flow for Koohrang River was 3.69-16.81 m3/s from September to April. The downstream of the dam, Karun River requires a minimum flow rate of 20.8-73.29 m3/s from September and October to April (based on FDC shifting method, class E).

    Conclusion

    According to the results of various methods used in this study, the Karun River flow is not enough to meet the minimum river environmental water requirements in some years and months. Therefore, decision-makers must pay attention to the environmental water requirements in decisions related to the development plans and water transfer from this river. It should be noted that the river environmental water requirements have not been met completely when the region has experienced moderate or mild drought, which would be more acute in cases of more severe drought conditions. Therefore, the current surplus water of this basin may not be a sustainable source to transfer to another basin.

    Keywords: Beheshtabad dam, Environmental water requirement, Hydrological methods, Karun River, Watertransfer}
  • محبوبه فرزندی*، حسین ثنایی نژاد، بیژن قهرمان، مجید سرمدی
    بارش از مهم ترین متغیرهای هوا و اقلیم شناسی بوده و ارتباط مستقیم با وضعیت اقلیمی منطقه دارد. دقت شبیه سازی این متغیر با توجه به تغییرات زیاد آن از اهمیت بسزایی برخوردار است. آمار مشاهده ای در اولین ایستگاه های همدید ایران از سال 1330 (1951 میلادی) در سایت سازمان هواشناسی ایران قابل دسترس است. آمار قدیمی و طولانی مدت دما و بارش ماهانه پنج شهر ایران شامل مشهد توسط سفارت امریکا و انگلیس از دوره قاجار (حدود 1880) اندازه گیری و در کتبی ثبت شده است. متاسفانه، این آمار دارای داده گمشده می باشد. داده های گمشده ماهانه عمدتا در طول جنگ جهانی دوم (1949-1941) و به طور پراکنده در طول دوره آماری وجود دارد. ایستگاه هایی از کشورهای مجاور با توجه به معیار فاصله، همبستگی و تکمیل بودن داده ها در دوره های دارای داده گمشده به عنوان ایستگاه های مبنا انتخاب شدند. این پژوهش ده الگوی چندگانه رگرسیونی را به بارش ماهانه ایستگاه مشهد برازش داده و سپس پارامترهای این الگوها  با روش های الگوریتم ژنتیک و الگوریتم کلونی مورچگان بهینه کرده است. نتایج نشان داد الگوریتم ژنتیک و کلونی مورچگان دقت برآورد داده های گمشده بارش را به طور چشمگیری بالا می برد. کمترین معیار خطای RMSE الگوهای رگرسیونی 79/9 است که با بهینه سازی با ژنتیک الگوریتم تا 560/2 و با الگوریتم کلونی مورچگان تا 559/2 کاهش می بابد.
    کلید واژگان: داده گواری, بارش مشهد, داده گمشده, رگرسیون چندگانه, روش های تکاملی}
    Mahboobeh Farzandi *, Seyed Hossein Sanaei Nejad, Bijan Ghahreman, Majid Sarmad
    Precipitation as one of the most important parameters of meteorology and climate, is basic factor in water resource management. This factor has a direct relation with the regional climate. The accuracy of simulating this parameter is very important due to its wide variation. Observation data at Iran's first synoptic stations from 1330 (1951) is available at the Iranian Meteorological Organization website. Old and long-term temperature and monthly precipitation data in five cities of Iran Including Mashhad, measured by the Embassy of the United States and Britain from the Qajar period (around 1880) and recorded in World Weather records. Unfortunately, these data have missing. Monthly missing data are during World War II (1949-1949) and sporadically during the statistical period. Stations from neighboring countries due to the Parity criterion, solidarity and completeness of data in missing periods selected as base stations. Monthly precipitation of Ashgabat Station from Tajikistan and monthly rainfall of Sarakhs, Kooshkah, Bayram Ali, Kerki and Repetek from Turkmenistan were selected as independent variable in the making of Missing Rainfall in Mashhad. Three factors of distance to Mashhad station, correlation and existence of data in missing months were effective in selecting these stations. This research has fitted ten multiple regression models to monthly rainfall of Mashhad station and then the parameters of these patterns are optimized by genetic and Ant Colony algorithm. In statistical modeling, regression analysis is a set of statistical processes for estimating the relationships among variables. It includes many techniques for modeling and analyzing several variables, when the focus is on the relationship between a dependent variable and one or more independent variables (or 'predictors'). Genetic algorithm (GA) is a metaheuristic inspired by the process of natural selection that belongs to the larger class of evolutionary algorithms (EA). Genetic algorithms are commonly used to generate high-quality solutions to optimization and search problems by relying on bio-inspired operators such as mutation, crossover and selection. Ant colony optimization algorithm (ACO) is probabilistic technique for solving computational problems which can be reduced to finding good paths through graphs. This algorithm is a member of the ant colony algorithms family, in swarm intelligence methods, and it constitutes some metaheuristic optimizations. The repair of the monthly precipitation of Mashhad with these stations has been done with ten regression linear, semi-logarithmic and logarithmic regression models as follows. This was done with programming in the R-Studio environment. The parameters of the five selected patterns were optimized by evolutionary methods (genetic algorithm and anion colony algorithm). Simulation of these methods has been done with the help of MATLAB software 2017. The results showed that the genetic algorithm and Ant Colony methods Ratio of regression methods , dramatically increase the accuracy of estimating missing rain data. The lowest RMSE regression pattern is 9.79, which is optimized by genetic algorithm to 2.66 and by Ant Colony algorithm to 2.659. Precipitation as one of the most important parameters of meteorology and climate, is basic factor in water resource management. This factor has a direct relation with the regional climate. The accuracy of simulating this parameter is very important due to its wide variation. Observation data at Iran's first synoptic stations from 1330 (1951) is available at the Iranian Meteorological Organization website. Old and long-term temperature and monthly precipitation data in five cities of Iran Including Mashhad, measured by the Embassy of the United States and Britain from the Qajar period (around 1880) and recorded in World Weather records. Unfortunately, these data have missing. Monthly missing data are during World War II (1949-1949) and sporadically during the statistical period. Stations from neighboring countries due to the Parity criterion, solidarity and completeness of data in missing periods selected as base stations. Monthly precipitation of Ashgabat Station from Tajikistan and monthly rainfall of Sarakhs, Kooshkah, Bayram Ali, Kerki and Repetek from Turkmenistan were selected as independent variable in the making of Missing Rainfall in Mashhad. Three factors of distance to Mashhad station, correlation and existence of data in missing months were effective in selecting these stations. This research has fitted ten multiple regression models to monthly rainfall of Mashhad station and then the parameters of these patterns are optimized by genetic and Ant Colony algorithm. In statistical modeling, regression analysis is a set of statistical processes for estimating the relationships among variables. It includes many techniques for modeling and analyzing several variables, when the focus is on the relationship between a dependent variable and one or more independent variables (or 'predictors'). Genetic algorithm (GA) is a metaheuristic inspired by the process of natural selection that belongs to the larger class of evolutionary algorithms (EA). Genetic algorithms are commonly used to generate high-quality solutions to optimization and search problems by relying on bio-inspired operators such as mutation, crossover and selection. Ant colony optimization algorithm (ACO) is probabilistic technique for solving computational problems which can be reduced to finding good paths through graphs. This algorithm is a member of the ant colony algorithms family, in swarm intelligence methods, and it constitutes some metaheuristic optimizations. The repair of the monthly precipitation of Mashhad with these stations has been done with ten regression linear, semi-logarithmic and logarithmic regression models as follows. This was done with programming in the R-Studio environment. The parameters of the five selected patterns were optimized by evolutionary methods (genetic algorithm and anion colony algorithm). Simulation of these methods has been done with the help of MATLAB software 2017. The results showed that the genetic algorithm and Ant Colony methods Ratio of regression methods , dramatically increase the accuracy of estimating missing rain data. The lowest RMSE regression pattern is 9.79, which is optimized by genetic algorithm to 2.66 and by Ant Colony algorithm to 2.659.
  • مجید نوری محمدیه، بیژن قهرمان*، کامران داوری
    تخمین نیاز آبی یکی از عوامل اساسی ایجاد خطا حین تهیه مدل های شبیه سازی هیدرولیکی شبکه آب است. روش های مختلفی برای این منظور وجود دارد که هر کدام محدودیت ها و مزایایی دارند. اگر اطلاعات GIS مصرف مشترکان موجود نباشد، می توان از روش های معمول مانند تیسن یا روش توزیع نیاز آبی بر اساس طول لوله در تخمین نیاز آبی شبکه استفاده کرد و اگر این اطلاعات ناقص باشد، می توان از روش های ترکیبی بهره برد. در این پژوهش روش ترکیبی SAWDDC برای تخصیص مکانی نیاز آبی شبکه با استفاده از اطلاعات اکسلی مصرف مشترکان پیشنهاد شد که در آن، مصارف بر اساس آدرس، گروه بندی شده و مصارف هر گروه به نزدیک ترین لوله اختصاص یافت. نتایج شبیه سازی مدل WaterGEMS با استفاده از این روش و روش های تیسن و LDM پس از واسنجی، با مقدار اندازه گیری شده در شبکه توزیع آب پهنه I1 شهر مشهد مقایسه شد. مقدار RMSE بین مقدار اندازه گیری شده و شبیه سازی شده فشار در روش های تیسن، SAWDDC و LDM به ترتیب 3/2، 9/0 و 4/1 تعیین شد که نشان می دهد در صورت وجود اطلاعات ناقص مصرف مشترکان و زمان کافی برای استفاده از آنها، روش SAWDDC دقت شبیه سازی را افزایش می دهد و اگر این اطلاعات موجود نباشد، روش LDM از روش تیسن دقیق تر است.
    کلید واژگان: تخصیص نیاز آبی, شبکه توزیع آب, مدل شبیه سازی هیدرولیکی}
    Majid Nouri Mohammadieh, Bijan Ghahreman *, Kamran Davary
    The process of spatially allocate the water demand is a potential source of errors that should be considered when building the hydraulic simulation model. There are several methods for this purpose and each has limitations and advantages. In the case of existing accurate recording of coordinates for water meters in GIS, there are several base demand automated allocation strategies for modeling the spatial distribution of water consumption in water networks. Where the spatial data for water meters are not available, conventional methods such as Thiessen and LDM (Length Dependent Method) can be used. And if this data is incomplete mixed practices can be used. This study proposed a mixed method named SAWDSL (Spatial Allocation of the Water Demand based on Data of Consumers) that divides the total consumption in subgroups related with corresponding water meters’ recorded. This method assigning the demand of each subgroup into the nearest pipe. The simulation results of WaterGEMS software using SAWDSL, Thiessen and LDM methods, after calibration, were compared to field measurements in zone I1 of Mashhad city. RMSE between observed and simulated pressure with the SAWDSL, Thiessen and LDM methods were determined to be 0.9, 2.3 and 1.4 respectively. That shows if the incomplete data of water meters would have existed and have enough time to use them, SAWDSL method is more accurate than others. Otherwise LDM method is more accurate than Thiessen method.
    Keywords: Water Demand Allocation, Water Pipe Networks, Hydraulic Simulation Model}
  • مهسا سامتی، سید حسین ثنایی نژاد*، بیژن قهرمان، فیروزه ریواز
    سابقه و هدف

    خشکسالی به عنوان پیچیده ترین و خطرناک ترین بلایای طبیعی است که هم در مکان و هم طی زمان تغییر می کند. گرمایش جهانی در سال های اخیر باعث تشدید این گونه رویدادهای حدی شده است. از این رو استفاده از شاخص های خشکسالی که هر دو اثر بارش و دما را در نظر می گیرند و نیز استفاده از روش های توام فضایی- زمانی که گسترش یافته ی آمار مکانی هستند، احتمالا می تواند باعث پایش بهتر خشکسالی ها و در نتیجه افزایش دقت پیش بینی ها گردد. در این روش ها ساختار همبستگی داده ها توسط توابع کوواریانس فضایی-زمانی مشخص می شود. هدف از این تحقیق بکارگیری و مقایسه ی چند تابع تغییرنگار فضایی-زمانی برای پیش بینی و پهنه بندی فضایی-زمانی خشکسالی با استفاده از شاخص SPEI در مقیاس 12 ماهه می باشد.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق از داده های ماهانه بارندگی و دمای 48 ایستگاه در شمال شرق کشور طی دوره ی آماری 1981-2012 برای محاسبه ی مقادیر شاخص SPEI در مقیاس 12 ماهه استفاده شده است. تحلیل اکتشافی داده ها از نظر فرض های مانایی و همسانگردی نیز مورد بررسی قرار گرفت. داده ها به دو گروه داده های آموزشی و آزمایشی سال 2012 تقسیم شدند. توابع کوواریانس فضایی-زمانی تفکیک پذیر، متریک، متریک-جمعی و ضربی-جمعی با تعیین بهترین ترکیب از تغییرنگار های کروی، خطی و نمایی برای هریک از تغییرنگار های فضایی و زمانی بر روی داده های آموزشی برازش داده شدند. بهترین مدل با استفاده از معیارهای آماری MSE و MSPE، انتخاب و پارامترهای مورد نیاز آن برآورد شدند. در نهایت با استفاده از کریجینگ فضایی-زمانی، داده های آزمایشی پیش بینی و پهنه بندی شده و با نقشه ی مقادیر مشاهداتی مقایسه شدند. اعتبارسنجی متقابل مدل های فضایی-زمانی و فضایی محض از طریق معیارهای آماری COR، ME، MAE و RMSE با بکارگیری 25 و 47 همسایگی انجام گرفت.

    یافته ها

    بررسی مانایی داده های فضایی-زمانی، مانایی در فضا را نشان داد. رسم میانگین سری زمانی داده ها هم یک روند کاهشی را نشان داد که توسط یک رابطه ی رگرسیونی ساده با بکارگیری مقادیر شاخص SPEI به عنوان متغیر وابسته و زمان به عنوان متغیر تبیینی مدل گردید و داده ها روندزدایی شدند. تغییرنگار فضایی داده ها در چهار جهت صفر، 45، 90 و 135 درجه، تفاوت زیادی را بین چهار تغییرنگار نشان نداد و بنابراین فرض همسانگردی مورد پذیرش قرار گرفت. برای تعیین ساختار همبستگی داده ها از مدل های تفکیک-پذیر، متریک، متریک-جمعی و ضربی-جمعی استفاده شد. مقایسه ی مدل ها از طریق معیار MSE نشان داد دو مدل ضربی-جمعی و متریک جمعی خطای کمتری نسبت به دو مدل دیگر دارند. مقایسه ی این دو مدل در پیش بینی مقادیر مشاهده نشده از طریق معیار MSPE، مدل ضربی-جمعی را با تغییرنگار خطی برای هر دو فضا و زمان به عنوان مدل برتر انتخاب نمود. پس از برآورد پارامترهای مدل و با بکارگیری کریجینگ فضایی-زمانی، مقادیر شاخص SPEI برای داده های آزمایشی پیش بینی و نقشه ی فضایی-زمانی آنها ترسیم شد. شباهت نقشه ی مقادیر پیش بینی شده و نقشه ی مقادیر مشاهداتی نشان داد عملکرد خوب در پیش بینی مقادیر مشاهده نشده را نشان داد. اعتبارسنجی مدل های تغییرنگار فضایی-زمانی و فضایی محض نیز نشان داد عملکرد مدل های مختلف بسیار نزدیک به یکدیگر بوده است.

    نتیجه گیری

    نتایج این تحقیق نشان داد مدل کوواریانس فضایی-زمانی ضربی-جمعی نسبت به مدل های دیگر توانایی خوبی در پیش بینی مقادیر مشاهده نشده دارد و به کمک این گونه مدل ها می توان مقادیر متغیر مورد نظر خود را در هر موقعیت فضایی و هر مقطع زمانی پیش بینی نمود. هم چنین اعتبارسنجی مدل ها نشان داد مدل های مختلف فضایی-زمانی و فضایی محض تفاوت چشمگیری نسبت به یکدیگر نداشته و دقت مدل ها نیز نسبت به حالت فضایی محض افزایش پیدا نکرده است.

    کلید واژگان: خشکسالی, شاخص بارش-تبخیروتعرق استاندارد شده, مدل ضربی-جمعی, کریجینگ فضایی-زمانی}
    Mahsa Sameti, Sayed Hossein Sanaei Nejad *, Bijan Ghahreman, Firoozeh Rivaz
    Background and objectives

    Drought is one of the most complex and dangerous natural disasters that changes both in space and time. Global warming has intensified such extreme events in recent years. Thus, the use of drought indices that consider both the effects of precipitation and temperature, as well as the use of joint spatio-temporal methods, which are the extensions of spatial statistics, can probably lead to better drought monitoring and thereby increasing the accuracy of predictions. The data correlation structure is determined by the spatio-temporal covariance functions in these methods. The aim of this study is to use and compare a number of spatio-temporal variograms for predicting and spatio-temporal mapping of drought by using the 12- month SPEI index.

    Materials and methods

    In this research, the monthly rainfall and temperature data of 48 stations in the northeast of Iran during the statistical period of 1981-2012 were used to calculate the SPEI index in a 12-month time scale. The exploratory analysis of the data was studied in terms of stationarity and isotropy assumptions. The data were divided into two groups of training and experimental data of 2012. The separable, metric, sum-metric and product-sum spatio-temporal covariance functions were fitted to determine the best combination of spherical, linear and exponential variograms for each of the spatial and temporal variograms on training data. The best model was selected using the MSE and MSPE statistical criteria, and the required parameters were estimated. Finally, using spatio-temporal kriging, the experimental data were predicted, mapped, and compared with the map of the observed values. Cross-validation of spatio-temporal and purely spatial models was done via COR, ME, MAE and RMSE statistical criteria by using 25 and 47 neighborhoods.

    Results

    The test of the stationarity of spatio-temporal data showed the spatial stationary. Drawing of the average time series data showed a decreasing trend, which was modeled by a simple regression with the use of SPEI index values as dependent variable and time as an explanatory variable, and the data were detrended. The spatial variogram in four directions of 0°, 45°, 90° and 135° did not show a significant difference between the four variograms and the assumption of isotropy was therefore accepted. The separable, metric, sum-metric and product-sum models were used to determine the correlation structure of data. The comparison of models by means of MSE criteria showed that product-sum and sum-metric models have less error as compared with the other two models. Comparison of these two models in the prediction of unobserved values selected the product-sum model as the better model with the linear variogram for both the space and time via the MSPE criteria. After estimating the model parameters and using spatio-temporal kriging, the SPEI values were predicted for the experimental data and their spatio-temporal maps were plotted. The similarity of the map of the predicted values and that of observed values indicated the good performance of the model in predicting the unobserved values. Cross-validation of spatio-temporal and purely spatial models also showed that the performances of various models were very close to each other.

    Conclusion

    The results of this study showed that the product-sum spatio-temporal covariance model has a good ability to predict the unobserved values as compared to other models, and with the aid of these models, the values of the desired variable can be predicted in any spatial location and at any time scale. Also, cross-validation of the models showed that the different spatio-temporal and purely spatial models do not differ significantly from one another, and the precision of the models have not increased as compared to the purely spatial state.

    Keywords: Drought, Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index, Product-sum model, Spatio-temporal kriging}
  • مرجان قوچانیان، بیژن قهرمان*
    تغییرات مکانی و زمانی نفوذ، مطالعات هیدرولوژی در سطوح بزرگ مانند حوضه‏ی آبریز و و در سطوح کوچک مانند مدیریت سیستم‏های آبیاری را پرهزینه، زمان‏بر و پیچیده می‎‏سازد. یکی از روش‏های مناسب برای تعیین رابطه‏ی کلی نفوذ، مقیاس‏سازی روابط است، که یک راه-حل کاربردی در رابطه با مسائل تغییرپذیری خاک‏ها می‏باشد. در این مقاله به کمک مقیاس‏سازی و با استفاده از داده های آزمایش‏های نفوذ، رابطه‏ی دوجمله‏ای برای نفوذ آب در خاک به‏دست آمده است. بیشترین مقادیر MAE و RMSE برای واسنجی رابطه‏ی پیشنهادی به‏ترتیب برابر 48/0 برای خاک شن لومی و 55/0 برای خاک لوم محاسبه شد. که این مقادیر نسبت به اعماق مختلف نفوذ (از 10 تا 25 سانتی‏متر) از دقت بالایی برخوردار است. اگر چه ارزیابی رابطه‏ی نفوذ سه جمله‏ای به‏دست آمده در پژوهش‏های پیشین مقادیر خطای کمتری را داشته است اما سادگی رابطه‏ی دوجمله‏ای کوتاه‏تر شدن محاسبات رابطه‏ تجربی نفوذ و در نتیجه حجم کوتاه محاسبات دلیلی بر برتری آن است.
    کلید واژگان: نفوذ, معادله دو جزئی فیلیپ, مقیاس سازی}
    Marjan Ghoochanian, Bijan Ghahreman *
    Spatial and temporal infiltration, hydrological studies at large levels such as catchment areas and at small levels, such as managing irrigation systems, are costly, time consuming and complicated. One of the proper methods for determining the general relationship of penetration is the scaling of relationships, which is a practical solution to the problem of soil variability. In this paper, With the aid of scaling and using penetration testing data, a binomial relation was obtained for water penetration in three soils. Maximum MAE and RMSE values for calibration of the proposed relationship were calculated to be 0.48 and 0.55 respectively. These values are highly accurate to the depths of penetration (10 to 25 cm). Although the evaluation of the empirical relationship between the three-dimensional influence that was obtained in previous studies has less error rates, the simplicity of the binomial relationship and the shorter computing of the empirical relationship of reasoning infiltration on Its superiority.
    Keywords: Infiltration, Philip two-dimensional equation, scaling}
  • حنانه باروتی، کاظم اسماعیلی*، بیژن قهرمان
    در این تحقیق، با ارائه روشی جدید با استفاده از مدل خطی تعمیم یافته اثرات بلند مدت تغییر اقلیم بر تغییرات بارش در سطح حوضه رود شور تحت سناریوهای B1،A2  وA1B  در سه بازه زمانی 30 ساله تا افق 2090 مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از داده های بارش روزانه و دمای ماهانه در دوره ی پایه (2000-1971) در 13 ایستگاه سینوپتیک به کمک مدل های خطی تعمیم یافته، الگوی رخ داد و مقدار بارش شبیه سازی شده و جهت ریز مقیاس نمایی داده های مدل های GCM استفاده شد. از 20 مدل ارائه شده توسط بانک اطلاعاتی CCCSN استفاده شد. مدل های خطی تعمیم یافته از طریق برقراری ارتباط بین متغیرهای اقلیمی و بارش، زمینه ی ریز مقیاس نمایی خروجی های مدل های GCM را فراهم می نماید. نتایج حاصل از اجرای مدل خطی تعمیم یافته نشان داده که تنها دو مدل INGV-SXG، BCM2.0 جهت تولید سناریوهای اقلیمی در دوره های آتی مناسب هستند. همچنین نتایج نشان از کاهش بارندگی و افزایش دما در دوره های آتی داشته است. بیشترین درصد کاهش بارندگی ماهانه نسبت به دوره پایه همواره در فصل تابستان رخ داده است. بر این اساس حداکثر کاهش میانگین بارندگی ماهانه طی دوره 2030- 2001، 22/25-، طی دوره 2060- 2031، 50/37- و طی دوره 2090- 2061، بین 58/35- درصد نسبت به دوره پایه پیش بینی می شود.
    کلید واژگان: الگوهای خطی تعمیم یافته, بارش, ریز مقیاس نمایی, سناریوهای تغییر اقلیم}
    Hananeh Barouti, Kazem Esmaili *, Bijan Ghahreman
    In this research, by presenting a new method using the generalized linear model, the long term effects of climate change on rainfall changes in the Shoor basin under B1, A2 and A1B scenarios were investigated in three periods of 30 years up to 2090 horizons Using the data of daily precipitation and monthly temperature in the base period (1971-2000) in 13 synoptic stations, using generalized linear models, the incident model and the amount of precipitation simulated and used for fine Exponential scale of GCM model data was used. Of the 20 models provided by the CCCSN database, a wide range of climate change changes were introduced. The generalized linear models, by linking the climate and rainfall variables, provide a fine-scale scaling-up of the outputs of the GCM models. The results of the implementation of the generalized linear model show that only two models of INGV-SXG, BCM2.0 are suitable for producing future scenario scenarios. The results also indicate a decrease in rainfall and a rise in temperature in the coming periods. The highest percentage of monthly rainfall reduction has taken place in the summer season than the base period. Accordingly, the maximum average monthly precipitation during the period 2030-2001, 25.22%, during the 2031-2060 period, 37.5% and 2061-2061, between 35.58% and the base period of the forecast It will be.
    Keywords: Precipitation, generalized linear patterns, Climate Change Scenarios, climate variables, exponential fineness}
  • مجتبی شفیعی*، بیژن قهرمان، بهرام ثقفیان، کامران داوری، مجید وظیفه دوست
    مدل شبیه سازی رشد محصول WOFOST به طور گسترده ای در تخمین عملکرد محصولات زراعی در مقیاس مزرعه ای و منطقه ای و شرایط مختلف اقلیمی بکار می رود. در فرآیند مدل سازی، همواره به سبب وجود تعداد زیاد پارامترها و از طرفی کمبود داده های اندازه گیری شده نمی توان تمامی پارامترهای مدل را تخمین زد. بنابراین معمولا در فرآیند مدل سازی پارامترهای حساس مدل شناسایی و سپس تخمین زده (واسنجی) می شوند. روش های جامع تحلیل حساسیت ابزاری مناسب جهت رتبه بندی پارامترهای مدل ها از لحاظ تاثیر آنها در خروجی ها و در نظر گرفتن تمام فضای پارامتری مدل ها می باشند. در این روش ها علاوه بر در نظر گرفتن تاثیر پارامترهای مدل به تنهایی، تاثیر ترکیب پارامترهای مختلف نیز در تحلیل حساسیت لحاظ می شود. در این مطالعه از روش تحلیل حساسیت منطقه ای یکی از روش های پرکاربرد تحلیل حساسیت جامع، جهت تحلیل حساسیت پارامترهای مدل WOFOST برای دو گیاه ذرت علوفه ای و گندم زمستانه استفاده شده است. شاخص حساسیت پارامترها بر اساس آزمون کولموگروف-اسمیرنوف و در سطح احتمال معنی داری %95 بر اساس روش منطقه ای تحلیل حساسیت محاسبه شده و سپس نتایج تحلیل حساسیت در مزارع مورد مطالعه بررسی گردید. تغییرات شاخص حساسیت در دو مزرعه مورد مطالعه از حداقل 006/0 (غیر حساس) تا حداکثر 37/0 (حساسیت زیاد) بدست آمده است. برای گیاه ذرت نتایج نشان داد که تاثیرگذارترین پارامترها در شبیه سازی عملکرد مربوط به تاثیر دما (پارامترهای TSUMEA و TSUMAM) و فرآیند جذب نور (SLA، AMAX و EFF) در گیاه می باشند؛ اما برای گیاه گندم بیشتر پارامترهای مرتبط با جذب نور (SLA، RGRLAI، AMAX، EFF و KDIF)، بیشترین اهمیت را در شبیه سازی عملکرد آن دارند.
    کلید واژگان: تابع توزیع تجمعی, حساسیت, عملکرد محصول}
    Mojtaba Shafiei *, Bijan Ghahreman, Bahram Saghafian, Kamran Davari, Majid Vazifeh Doost
    The dynamical simulation model of WOFOST is widely used for yield estimation at farm and regional scales as well as different climate conditions. In modelling processes, there are lots of parameters which have to be estimated (calibrated) and also in the other hand there are limitations for providing enough observational data. Therefor it is required to choose sensitive parameters for model calibration. In this study, a global sensitivity analysis has presented for maize and wheat simulation in WOFOST model. Global sensitivity analysis methods are useful tools to rank the model parameters based on their influence on model outputs and considering the entire range of parameters. In other words, these methods consider the influence of a unique parameter as well as the influence of its combinations with the other parameters. In this paper, Regional Sensitivity Analysis (RSA) method is applied as a global method and its results are discussed. The variations of sensitivity index for the two crops are obtained from minimum 0.006 (insensitive) to 0.37 (high sensitive). Furthermore, Results for maize crop showed that the parameters which are related to temperature process (TSUMAM, TSUMEA) and absorbed radiation (SLA, AMAX, EFF) are among the most influential parameters in simulation of maize crop yield. In case of wheat crop, only the parameters which are related to absorbed radiation process (SLA, RGRLAI, AMAX, and EFF) are identified as most influential parameters.
    Keywords: Cumulative Distribution Function, Sensitivity, Crop Yield}
  • محمود اعظمی راد، بیژن قهرمان*، کاظم اسماعیلی
    حوزه کشف‏ ‏ رود بخشی از حوزه آبخیز دشت بزرگ قره قوم در شمال شرقی استان خراسان رضوی با وسعت 8996 کیلومترمربع و زهکش اصلی دشت مشهد بشمار می آید. برای تعیین پتانسیل سیل خیزی در محدوده حوزه کشف رود از روش SCS اصلاح شده، درمحیط GIS و براساس مدل رقومی ارتفاع، پهنه بندی توزیع بارش، محاسبه تلفات بارش، نقشه کاربری اراضی و بر مبنای طبقه بندی حوزه های آبخیز تماب درجه4 استفاده شده است. داده های هواشناسی، ازجمله آمار بارندگی و رگبارها (28 ایستگاه) مربوط به دوره آماری از سازمان های ذیربط دریافت و مورد بررسی قرار گرفت. پس از واسنجی داده ها بر اساس پایه زمانی مشترک25 سال (سال آبی 68- 1367 تا 92- 1391) و حذف داده های مشکوک، تطویل دوره آماری و در مواردی به بازسازی داده ها اقدام گردید. لایه های اطلاعاتی مثل نقشه های موقعیت ایستگاه های هواشناسی، توپوگرافی، کاربری اراضی، خاک، پوشش گیاهی، تقسیمات سیاسی استان و تقسیمات حوزه های آبخیز تماب مورد استفاده قرارگرفته است. با دریافت DEM از نقشه های توپوگرافی در مقیاس 1:25000 و انجام اصلاحات لازم، مرز حوزه و خصوصیات فیزیوگرافی مثل مساحت، محیط، ارتفاع، شیب، زمان تمرکز و... محاسبه گردید. برآورد CN با استفاده از کاربری اراضی و گروه های هیدرولوژی خاک انجام شد. توزیع مکانی CN برای شرایط رطوبتی مرطوب و با لحاظ نمودن درصد شیب مشخص و پس از برآورد مقدارCN امکان محاسبه مقدار ذخیره سطحی و میزان تلفات اولیه بارش فراهم میگردد. تحلیل رگبارها با استفاده از نرم افزار SMADA و بر اساس تابع توزیع استاندارد (پیرسون تیپ 3) مقدار بارش و رگبار در دوره برگشت های 2 تا100 ساله مشخص گردید. پس از محاسبه متوسط وزنی ارتفاع رواناب در هر زیر حوزه (86 زیرحوزه) ، به منظور تعیین پهنه های سیل خیز حوزه دبی حداکثر سیل () ناشی از بارش موثر برآورد و نقشه پتانسیل سیل خیزی حوزه ترسیم گردید. از مجموع مساحت حوزه، 25/68 درصد آن دارای پتانسیل سیل خیزی ‍ نرمال، 5/25 درصد بحرانی، 25/6 درصد دارای پتانسیل سیل خیزی فوق بحرانی است. شهرستان های چناران و مشهد، پتانسیل سیل خیز‍ بالاتری نسبت به سایر شهرستان ها دارند. از مجموع حدود 658 روستا، آبادی و مرکز جمعیتی مورد شناسایی درحوزه، 78 درصد روستاها دلیل قرارگیری در مناطق دشتی وکم شیب در پهنه هایی با پتانسیل سیل خیزی نرمال، 17درصد روستاها در پهنه های با پتانسیل سیل خیزی بحرانی و 5 درصد روستاهای حوزه بدلیل قرارگرفتن در مناطق مرتفع و شیبدار در پهنه های با پتانسیل سیل خیزی فوق بحرانی قرار دارند.
    کلید واژگان: پتانسیل سیل خیزی, حوزه آبخیز, سیلاب, حوزه کشف رود, روش SCS}
    Bijan Ghahreman *, Kazem Esmaili, Mahmoud Azamirad
    Kashafrud Watershed Area is the part of the Great Plains Gharehghom in the northeastern province of Khorasan Razavi with area of 8996 square kilometers and considered the main drain Mashhad plain. to determine flooding potential of Kashafrud watershed used of modified SCS Method, the GIS system according to classification of map watershed and Tamab grade 4 in the digital elevation model, mapping the distribution of precipitation, precipitation losses and land use. Meteorological data, including precipitation statistics and rainstorms (28 stations) related to the period received of the relevant organizations and reviewed. After calibration data based on a common time base for 25 years (1989-1988 to2013-2012) and remove of suspicious data, in some cases rebuild the lengthening period. Layers of information is used such as maps: weather stations location, topography, land use, soil, vegetation, Political divisions of province and divisions watershed of Tamab. receiving DEM and making any necessary modifications basin boundary and physiographic characteristics calculated such as area, perimeter, height, slope, time of concentration. value of CN calculated by using the land use map and soil hydrology groups performed. Analysis Storm determined by using the software SMADA and standard distribution function (Pearson type 3) and value of of rainfall and storm return periods of 2 to 100 years. After calculation of weighted average height of the runoff in each subwatershed (sub 86), to determine the flood zones watershed, estimates maximum flooding (Qmax) caused by rainfall effective and drawn flooding potential map of watershed. Of the total area of watershed is, 68.25% of the normal flooding potential, 25.5% of of critical and is 6.25%.supercritical flooding potential. Cities Chenaran and Mashhad are flooding potential than other cities. From a total of 658 villages and population center recognized in watershed, 78% of the villages due to their placement in plain areas and low-slope are in the zone of potential flooding normal, 17% of the villages in the area with the potential flooding of critical and 5% of the villages due to the inclusion in the Highlands and steep with the potential flooding zone supercritical.
    Keywords: Flooding potential, Watershed Area, Flood, Kashafrud watershed, Method SCS}
  • مرجان قوچانیان، بیژن قهرمان *، علی نقی ضیایی، مرتضی صادقی

    نفوذپذیری از مهم ترین پارامترهای فیزیکی خاک است، که نقش مهمی در چرخه هیدرولوژی ایفا می‏کند. تغییرپذیری مکانی خاک ها در تحلیل مسایل مربوط به جریان آب در خاک، در سطوح بزرگ مانند حوضه آبریز کاری بسیار مشکل و پرهزینه است. استفاده از روش‏های مقیاس‏سازی راه حلی کاربردی در رابطه با مسایل تغییرپذیری خاک‏ها می‏باشد. بعد از ارایه نظریه محیط های متشابه، روش‏های مقیاس‏سازی برای غلبه بر مشکل تغییرپذیری خاک‏ها ارایه شدند. در این تحقیق، معادله ریچاردز در گستره وسیع رطوبتی (رطوبت اشباع تا مقدار باقی مانده رطوبت) برای خاک های شنی حل شد و با استفاده از مقیاس‏سازی نتایج حاصل از حل این معادله، مقادیر نفوذ تجمعی مقیاس‏شده ارایه شد. این مقادیر با شکل سه جمله ای معادله فیلیپ تقریب زده شد و با استفاده از مدل های رگرسیونی، به ازای هر جمله از این معادله، رابطه‏ای تجربی برای نفوذ آب در خاک ارایه شد. سپس با استفاده از دو خاک شنی و رسی و در رطوبت مشخص، عملکرد رابطه ی تجربی برای دو سناریوی زمان مقیاس شده 1/0 و 01/0 که شامل زمان های کوتاه و طولانی می باشند سنجیده شد. از میان چهار سناریوی موجود، بیش ترین مقدار خطای جذر میانگین مربعات برابر 0053/0 برای خاک رسی و برای زمان های طولانی به دست آمد. علت بالا بودن این معیارنسبت به سایر سناریوها، تاثیر نیروی ثقل در زمان های طولانی محاسبه شده بود که شرط کاربرد روش مقیاس سازی مورد استفاده در پژوهش، عدم تاثیر نیروی ثقل بر نیروی مویینگی می باشد. همچنین، رابطه نفوذ ارایه شده با مقایسه داده های مزرعه‏ای اندازه‏گیری شده توسط بری و همکاران (Barry et al., 1995) روی خاک شنی با ارتفاع ثابت آب روی سطح خاک و بوهنه و همکاران (Bohne et al.,1993) که با استفاده از شبیه ساز باران، آزمایش نفوذ را انجام دادند، روی دو خاک رسی در شرایط کشت شده و بدون پوشش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که رابطه مذکور قادر است تخمین قابل قبولی (با بیش ترین خطای جذر میانگین مربعات 3%) نسبت به مقادیر اندازه گیری شده نفوذ آب در خاک ارایه دهد.

    کلید واژگان: معادله ریچاردز, معادله سه جزیی فیلیپ, مقیاس سازی, نفوذ}
    Marjan Ghoochanian, Bijan Ghahreman *, Ali Naghi Ziaee, Morteza Sadeghi

    Infiltration is one of the most important physical parameters of the soil, which plays an important role in the hydrological cycle. The locaton variability in analyzing issues of water flow in the soil, at large levels such as the catchment area, is very difficult and costly. The use of scaling methods is a practical solution to the problems of soil variability. After presenting the theory of similar environments, scaling methods were proposed to overcome the problem of soil variability. In this research, the Richards equation was solved in a wide range of moisture (saturated moisture up to the remaining moisture content) for sandy soil, and the scale of accumulated penetration values was presented using the scaling of the results of solving this equation. These values were approximated with the triple-form of the Philip equation and, using regression models, for each sentence of this equation, an empirical relation was established for water penetration in soil. Then, using two sandy soils and clay in a specific moisture, the experimental effect was measured for both scaled time scales of 0.1 and 0.01 which included short and long periods. Then, using two sandy soils and clay in a specific moisture, the experimental Efficiency was measured for both scaled time scales of 0.1 and 0.01 which included short and long periods evaluated. Of the four available scenarios, the highest mean square error value was obtained at 0.0053 for clay and for long periods of time. cuase to the fact that this criterion was high in relation to other scenarios, the effect of gravity was calculated in long periods of time. The condition of applying the scaling method used in the research is not the effect of gravity on the capillary force. Also, the influence of the proposed relationship with the comparison of field data measured by Barry et al. (1995) on a sandy soil with a fixed height of water on the soil surface of Boehne et al. (1993) using the Rain simulator , Conducted penetration tests on two clay soils under cultured and uncoated conditions was evaluated. The results showed that the aforementioned relationship can provide an acceptable estimate (with the highest root mean square error of 3%) compared to the measured values of water penetration in the soil.

    Keywords: Infiltration, Philips three-dimensional equation, Richards equation, Scaling}
  • شیما تاج آبادی، بیژن قهرمان، علی نقی ضیایی
    تحلیل مناسب پدیده ها نیازمند اندازه‏ گیری ‏های کافی تمامی پارامترهای موثر با پراکنش مکانی و زمانی مناسب می ‏باشد؛ اما با توجه به دشوار و پرهزینه ‏بودن دست‏یابی به کلیه اطلاعات پارامترهای موثر، ریزمقیاس‏ سازی زمانی و/یا مکانی پارامترها ضروری است. ریزمقیاس‏ سازی، فرآیند تولید داده مورد نیاز از داده موجود و در دسترس می‏ باشد. روش های متفاوتی برای ریزمقیاس سازی داده ها با کاربردهای مختلف توسط پژوهش‏گران پیشنهاد شده است، اما پژوهش‏ های بسیار اندکی به مقایسه روش‏ های مختلف پرداخته است. در این مقاله کارایی سه روش مختلف شامل فرکتال خودمتشابه، فرکتال خودمتشابه قطع ه‏ای و رگرسیون تناوبی مورد مقایسه قرار گرفته است. سری زمانی دمای روزانه ایستگاه سینوپتیک مشهد برای سال ‏های 1992 تا 2009 درنظر گرفته شد. در ابتدا برای دمای روزانه مدل سازی شد و سپس نتایج به مقیاس زمانی سه-ساعتی ریزمقیاس و با داده های اندازه‏ گیری شده مقایسه گردید. نتایج نشان دادند که با توجه به معیارهای ارزیابی ریشه میانگین مربعات خطا و نیز معیار اطلاعاتی آکائیک، فرکتال خودمتشابه با اختلافی ناچیز نسبت به دو روش دیگر ریزمقیاس‏ سازی را با دقت مناسب تری انجام داده است.
    کلید واژگان: ریزمقیاس نمایی, سری زمانی دما, فرکتال}
    Shima Tajabadi, Bijan Ghahreman, Alinaghi Ziaei
    Sufficient measurements of effective parameters with suitable temporal and spatial distributions for all phenomena are needed. However, providing the data and informations are difficult and costly. So, temporal and/or spatial downscaling is of prime importance. By downscaling, one can generate data from available ones. There are diffent downscaling methods in literature but they are not compared with each other yet. In this research, the performance of three different downscaling methods of self similar fractal, piecewise self similar fractal, and periodic regression are compared. Three-hour temperature data of Mashhad synoptic station were considered for 1992-2009 period. Modeling was done for daily data and was downscaled to three-hour perid, the results were compared with measured data. Similar fractal method was superior over the other two methods, based on two criteria of Root Mean Square Error, and Akaike Information Criteria.
    Keywords: Downscaling, Fractal, Temporal Time Series}
  • فرهاد فرسادنیا، سعیده زحمتی، بیژن قهرمان، علیرضا مقدم نیا
    تبخیر-تعرق از اجزاء اصلی چرخه هیدرولوژی است و در تعیین نیاز آبی گیاه، مطالعات بیلان آبی و مدیریت منابع آب نقش مهمی دارد. تاکنون روش های مستقیم و غیر مستقیم متعددی برای برآورد تبخیر- تعرق گیاه مرجع ارائه شده است، اما هر یک از این روش ها دارای محدودیت هایی هستند. به عنوان مثال، از محدودیت های روش های اندازه گیری مستقیم می توان به عدم دقت وسایل اندازه گیری و مسائل مربوط به مقیاس اشاره کرد، در حالیکه روش های غیر مستقیم نظیر معادله پنمن-مانتیث، به پارامترهای اقلیمی روزانه زیادی نیاز دارند. در این تحقیق سعی گردید از روش نگاشت خود-سامان به عنوان یک روش شبکه عصبی مصنوعی غیر نظارت شونده در پیش بینی تبخیر-تعرق با حداقل پارامترهای هواشناسی به عنوان ورودی، استفاده گردد. براساس شاخص های ارزیابی خوشه بندی فازی، مقادیر ETo در مشهد به دو خوشه با تبخیر-تعرق کم و زیاد تقسیم شد که با اقلیم منطقه مطابقت نشان داد. همچنین به منظور ارزیابی کارایی مدل ارائه شده از معیارهای آماری شامل (ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب تعیین ومعیار ناش-ساتکلیف) استفاده گردید و نتایج حاصله با برآوردهای حاصل از مدل های تجربی مقایسه گردید. نتایج حاصله نشان داد که حتی ساده ترین مدل نگاشت خود-سامان با ترکیب متوسط دمای هوا و حداکثر ساعات آفتابی به عنوان ورودی نیز خطای کمتری نسبت به معادلات تجربی دارد.
    کلید واژگان: نگاشت خود, سامان, معادله فائو, پنمن, مانتیث, تبخیر, تعرق گیاه مرجع, دشت مشهد}
    Farhad Farsadnia, Saiedeh Zahmati, Bijan Ghahreman, Alireza Moghaddam Nia
    Evapotranspiration is the main component of hydrologic cycle and has an important role in crop water requirement estimations, water balances studies, and water resource management. There are a lot of direct and indirect methods to estimate reference crop evapotranspiration, but each has some limitations. For example, limitations that can be mentioned for direct measuring are the insufficient precision in measuring devices and the scale problems. An indirect method like Penman-Monteith on the other hand needs a lot of daily climatic parameters. This research tried to use self-organizing maps as an unsupervised artificial neural network method to predict evapotranspiration by minimum meteorological data input. Based on fuzzy clustering indices, evapotranspiration values in the study area, Mashhad plain, are divided into two clusters with low and high ETo coincided with the climate of the area. Also, in order to validate the model, statistical indices containing root mean square error, determination coefficient, and Nash–Sutcliffe model efficiency coefficient are used and the results are compared with the experimental models output. The results showed that even the simplest SOM model which employs mean temperature and maximum sunshine duration as input have less errors compared to the experimental equations.
    Keywords: Self, organizing map, FAO, Penman, Monteith equation, Crop reference evapotranspiration, Mashhad plain}
  • وحید یزدانی*، بیژن قهرمان، کامران داوری، ابراهیم فاضلی
    زمینه و هدف

    با توجه به حجم گسترده کاربرد فاضلاب های شهری و خانگی در اراضی زراعی و کشاورزی حواشی شهرهای بزرگ کشور، امروزه تحقیقات منطقه ای در این زمینه و مشاهده اثرات مختلف آبیاری با فاضلاب از اهمیت به سزایی برخوردار است.

    روش بررسی

    در این تحقیق از پساب خروجی تصفیه خانه فاضلاب پرکند آباد مشهد (6/14=SAR، 138=TSS و 5/169=BOD) و آب چاه (740=EC میکرو موس بر سانتی متر) به عنوان شاهد استفاده شد. آبیاری و انجام آزمایشات در کرت های به مساحت 4 متر مربع صورت پذیرفت، که اطراف آن ها توسط خاک مزرعه احاطه شده بود. توسط تیمارهای آب چاه و پساب فاضلاب، کرت ها به ترتیب یک الی پنج بار و به مقدار 150 میلی متر مورد آبیاری قرار گرفت. سپس توسط استوانه های هم مرکز مقدار نفوذ و بر اساس آن هدایت هیدرولیکی اشباع بالای سطح ایستابی برآورد شد. سایر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک کرت ها بر اساس رهنمودهای ارایه شده در کتاب روش استاندارد اندازه گیری شدند.

    یافته ها

    آبیاری با فاضلاب بر چگالی ظاهری خاک تاثیر گذاشته و مقدار آن را کاهش داد، به طوری که با افزایش 1، 2، 3، 4 و 5 بار فاضلاب به ترتیب کاهشی برابر 2، 6/6، 4، 7/15 و 6/17 درصد به دست آمد. هم چنین با افزایش تعداد آبیاری با پساب فاضلاب، مقدار یون های سدیم، فسفر، نیترات و نیکل افزایش یافت به طوری که بیشترین افزایش در یون نیترات (38 درصد) و سدیم (84 درصد) مشاهده گردید. مقدار شدت نفوذ در کرت های آبیاری با آب (به هم خوردگی ساختمان خاک) و فاضلاب کمتر از حالت بدون آبیاری بود، ضمن این که در کرت های آبیاری شده توسط فاضلاب کاهش چشمگیرتری مشاهده شد. هم چنین از آبیاری دوم به دلیل تشکیل یک لایه سله، نفوذپذیری به (034/ میلی متر در دقیقه در آبیاری دوم) میزان نهایی خود رسید، به طوری که نفوذپذیری تحت این لایه سله کنترل می شد. یکی از دلایل اصلی ایجاد لایه سله وجود یون سدیم در فاضلاب و اضافه شدن آن به خاک می باشد. به نظر می رسد که یون سدیم باعث پراکنده کردن ذرات خاک شده، که در این صورت ذرات ریز منافذ را پر نموده و از نفوذ آب جلوگیری می کند.

    کلید واژگان: آبیاری, خصوصیات خاک, آب چاه, پساب فاضلاب, استوانه های هم مرکز}
    Vahid Yazdanee *, Bijan Ghahreman, Kamran Davudee, Ebrahim Fazeli

    Field and purposeAccording to huge utilization of domestic and urban wastewaters in planting and agricultural fields around big cities, now a days local researches about this field and observing different outcomes from irrigation by waste water, has got a great importance.
    ProcedureIn this research we have used discharging waste water of filtration plant of Parkand Abad of Mashhad (BOD=169.5 & TSS=138 & SAR=14.6) and water of the well (EC=740 micro M per second) as samples. Irrigation and experiments were performed in fields of 4 square meters, which were surrounded by the soil of farm. With waste water and water of the well, fields were irrigated one to five times and every time the amount of irrigation was 150 mm. After that, by using concentric cylinders, absorption potentiality and full hydraulic conduction was estimated. The other chemical and physical parameters of the soil in the fields are presented in standard book of measuring methods.
    FindingsIrrigation with wastewater effects density of the soil and decreases the amount of it. So much so that with 1, 2, 3, 4 and 5 times increase of wastewater irrigation, relatively we had 2, 6.6, 4, 15.7 and 17.6 percent decrease in density of the soil. Also with increase of irrigation times by wastewater, ions of sodium, phosphorus, nitrates and nickel were increased as well. The maximum increase was seen in nitrates ions (38%) and sodium (84%). The amount of absorption potentiality in irrigated fields with water and wastewater was less than the fields which were not irrigated at all. Besides this absorption was even less in the fields which were irrigated by wastewater. Also from the second irrigation on, because of formation a seleh layer, absorption was suddenly reached to its maximum rate (0.34 mm per minute), which absorption was controlled by this seleh layer. One of the most important reasons of seleh layer formation was existence of sodium particles in wastewater which were absorbed in the soil. It seems that sodium ion causes scattering particles of soil, so due to these fact small particles fills the pores and prevent absorption of water in the soil.

    Keywords: irrigation, features of the soil, water of the well, wastewater, concentric cylinders}
  • وحید یزدانی*، کامران داوری، بیژن قهرمان، محمد کافی
    کمبود آب در طبیعت، خصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک، همواره با کاهش کیفیت آب همراه است. این تحقیق در مزرعه ای با بافت شنی لومی در فاصله 25 کیلومتری از مرکز شهر مشهد، در دو سال زراعی 91-1390 و 92-1391 اجرا گردید. طرح آزمایشی موردنظر به صورت اسپلیت اسپلیت پلات در قالب بلوک های کامل تصادفی بود که در آن چهار فاکتور مقدار شوری آب آبیاری (5/0، 5، 8 و 11 دسی زیمنس بر متر به ترتیب S1، S2، S3 و S4) به عنوان کرت های اصلی، چهار سطح آبیاری به عنوان فاکتور فرعی (100، 125، 75 و 50 درصد نیاز آبی به ترتیب I1، I2، I3و I4) و دو رقم کلزا (هایولا 401 و آرجی اس 003) به عنوان فاکتور فرعی بود که در سه تکرار اجرا گردید. تابع خطی لگاریتمی در تمام شوری ها در تیمار I4 عملکرد دانه را بیشتر از واقعیت برآورد می کند. بر اساس نتایج به دست آمده توابع درجه دوم و متعالی به ترتیب برآوردهای بهتری نسبت به دو تابع دیگر دارند. مقادیر ضریب تعیین R2 نشان می دهد که در رقم های هایولا و آرجی اس، تابع درجه دوم با 99/0= R2 و 8/0= R2 در رتبه اول قرار می گیرد. در مقابل کمترین مقدار ضریب تعیین در رقم هایولا و آرجی اس به ترتیب مربوط به توابع خطی لگاریتمی و متعالی بود. توجه به نتایج آماری مشخص شده که مبنای مقایسه توابع قرار گرفته است، تابع درجه دوم (با رتبه نهایی یک) نسبت به سایر توابع برتری نسبی دارد و پس از آن تابع متعالی با رتبه 2 نتایج قابل قبولی دارد و توابع خطی ساده و خطی لگاریتمی در رتبه های بعدی قرار میگیرند. بررسی میانگین ریشه دوم خطا نشان میدهد که تابع متعالی مجموعا به میزان 5/12 (رقم هایولا) و 17/8 (رقم آرجی اس) درصد عملکرد را کمتر (با توجه به CRM مثبت) از مقادیر واقعی برآورد نموده در صورتی که تابع درجه دوم مجموعا به میزان 7/11 و 4/6 درصد عملکرد را کمتر (با توجه به CRM مثبت) از مقادیر واقعی برآورد کرده است. بنابراین با توجه به مقایسه های انجام شده شاخصهای مذکور برای توابع مختلف و نیز رتبه نهایی یک که به تابع درجه دوم تعلق گرفته است، این تابع به عنوان تابع بهینه تولید در شرایط توام شوری و کم آبیاری برای رقم های هایولا و آرجی اس در منطقه مشهد معرفی میگردد.
    کلید واژگان: تنش آبی, تنش شوری, توابع تولید, کلزا, مشهد}
    Vahid Yazdani*, Kamran Davari, Bijan Ghahreman, Mohammad Kafi
    Water shortage in nature، especially in arid and semi-arid regions، often related to a decrease in water quality. This research is applied in loamy gravely field area which is located in 25 km away from city center of Mashhad in 1390-1390 and 1391-1392 cultivate years. The followed experimental design was randomized in split- split plot complete block in which four different levels of salinity (0. 5، 5، 8 and 11 dS/m، are respectively in S1، S2، S3 and S4 levels) as the main plots، four irrigation levels as subplots (supply 125، 100، 80 and 50% water necessity، I1، I2، I3 and I4 Respectively) and two cultivars of canola (Hyola401 and RGS003) as the sub-sub plots in three places. Log -linear function of the entre salinity in I4 treatment yield higher is estimated grains application more than reality. Based on the results of quadratic functions and the higher order estimates are better than the other two functions. The coefficient of R2 determination values is shown that the rate of Hayola cultivars and RGS، quadratic function with R2=0/99 and R2 = 0/8 would be first level. In contrast، the minimum numbers of Hayola and RGS logarithmic and linear functions were respectively in the next ranking. The RMSE indices show that the total higher amount of Hayola cultivar and RGS are 12/5 and 8/17 percentage yield less (according to the CRM -positive) estimates of the real values while the quadratic function total amount of 11/7 and 6/4 % performance for less (due to the positive CRM) are have been estimated the actual values. Thus، according to the occurrence comparison these indices for different functions and a final ranking is assigned to a quadratic function، this function is optimized as a function of the combined conditions of low salinity and irrigation Cultivars of Hayola and RGS which would be introduced in Mashhad.
    Keywords: Canola, salinity stress, watery stress, low irrigation, produces functions, Mashhad}
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