farokh asadzadeh
-
پیش بینی فرسایش پذیری بادی از طریق ویژگی های خاک به عنوان گامی اساسی در مدل سازی فرسایش بادی محسوب می شود. این پژوهش با هدف مقایسه کارایی چهار روش مختلف شامل رگرسیون خطی چندمتغیره، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی مصنوعی هیبریدشده با الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی هیبریدشده با الگوریتم بهینه سازی وال در مدل سازی فرسایش پذیری بادی در بخشی از اراضی پیرامون شرقی دریاچه ارومیه انجام شد. برای این منظور، 96 نمونه خاک به روش تصادفی نظارت شده جمع آوری و 32 ویژگی مختلف فیزیکی و شیمیایی آن ها در آزمایشگاه تعیین شدند. همچنین فرسایش پذیری بادی نمونه ها نیز با استفاده از تونل باد تعیین گردید. از میان ویژگی های خاک، چهار ویژگی شامل فراوانی ذرات ثانویه 1/0 تا 25/0 میلی متری، فراوانی ذرات ثانویه 7/1 تا 2 میلی متری، فراوانی ذرات شن ریز و محتوای کربن آلی از طریق رگرسیون گام به گام به عنوان ورودی مدل های پیش بینی فرسایش پذیری، انتخاب شدند. نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی هیبریدشده با الگوریتم بهینه سازی وال با توجه به کمترین مقادیر میانگین خطا (11/0-) و جذر میانگین مربعات خطا (9/2) و بیشترین مقادیر ضریب تبیین (87/0) و ضریب کارایی نش-ساتکلیف (87/0) از کارایی مطلوب تری در پیش بینی فرسایش پذیری بادی خاک های منطقه برخوردار است و پس از آن روش های شبکه عصبی مصنوعی هیبرید شده با الگوریتم ژنتیک، شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چندمتغیره به ترتیب در رتبه های بعدی قرار داشتند. در مجموع با توجه به کارایی قابل قبول مدل شبکه عصبی هیبریدشده با الگوریتم بهینه سازی وال در پیش بینی فرسایش پذیری بادی، استفاده از این روش برای تعیین سریع و دقیق فرسایش پذیری خاک های منطقه توصیه می شود.
کلید واژگان: شبکه عصبی مصنوعی, الگوریتم ژنتیک, الگوریتم بهینه سازی وال, فرسایش بادی, تونل بادPrediction of soil wind erodibility through soil characteristics is an important aspect for modeling soil wind erosion. This study was conducted to compare the efficiency of multiple linear regression (MLR), artificial neural network (MLP), artificial neural network based on genetic algorithm (MLP-GA) and artificial neural network based on whale optimization algorithm (MLP-WOA) for prediction of soil wind erodibility in part of eastern land of Urmia Lake. In this research, 96 soil samples were collected based on a stratified random sampling method and their physicochemical properties were measured. Additionally, the wind erodibility of soil samples was measured using a wind tunnel. Among the 32 measured soil properties, four properties including the percentages of fine sand, size classes of 1.7-2.0, and 0.1-0.25 mm (secondary particles) and organic carbon were selected as the model inputs by stepwise regression. Result showed that the MLP-WOA was the most effective method for predicting soil wind erodibility in the study area regarding to the lowest RMSE (2.9) and ME (-0.11), and the highest R2 (0.87) and NSE (0.87) values; followed by MLP-GA, MLP, and MLR. Considering the high efficiency of MLP-WOA, This method can be used as a promising method for determination of soil wind erodibility in the study area.
Keywords: Artificial Neural Network, Genetic Algorithm, Whale Optimization Algorithm, Wind Erosion, Wind Tunnel -
در سال های اخیر، بخش زیادی از عرصه آبی دریاچه ارومیه خشک و بستری از رسوبات ریزدانه ی شور به وجود آمده که بسیار مستعد فرسایش بادی هستند. این پژوهش به منظور بررسی قابلیت برخی مدل های ریاضی در تشریح توزیع اندازه ذرات نهشته های بادی و پیش بینی حساسیت به فرسایش با استفاده از توزیع اندازه ذرات در تپه های ماسه ای بخشی از سواحل غربی دریاچه ارومیه صورت پذیرفت. در مجموع 48 نمونه از رئوس یک شبکه 500×500 متری و از عمق 5-0 سانتی متری جمع آوری گردید. توزیع اندازه ذرات نمونه ها با استفاده از روش غربال خشک تعیین گردید. شاخص های آماری اندازه ذرات شامل قطر میانگین، جورشدگی، چولگی و کشیدگی محاسبه گردید. نه مدل توزیع اندازه ذرات جهت تعیین مدل مناسب در تشریح توزیع اندازه رسوبات بادی مورد بررسی قرار گرفته و از اجزاء وزنی مربوط به قطرهای 840>، 420>، 420 تا 840، 100> و 100 تا 840 میکرومتر جهت تعیین میزان حساسیت به فرسایش بادی استفاده گردید. نتایج نشان داد که میانگین اندازه ذرات در نهشته های بادی بطور متوسط برابر با μm310 (69/1f) بود که در مقایسه با اغلب بیابان های جهان، شامل ماسه های نسبتا درشت تر، با جورشدگی ضعیف و بسیار لپتوکورتیک بود. با توجه به ضرایب کارایی، مدل فردلاند بهترین عملکرد را در تشریح توزیع اندازه ذرات رسوبات مورد مطالعه نشان داد. نمونه های مورد مطالعه به طور میانگین دارای 97 درصد ذرات کوچکتر از 840 میکرومتر بوده و بسیار مستعد فرسایش بادی می باشند. حدود80 درصد ذرات قابلیت انتقال توسط فرآیند جهش و حدود 17 درصد توسط فرآیند تعلیق را دارند.کلید واژگان: تپه های ماسه ای, مدل های توزیع اندازه ذرات, حساسیت به فرسایش بادی, دریاچه ارومیهHuge parts of Urmia Lake have been dried up in recent years. As a result, vast areas of salty fine sand dunes, which are very susceptible to wind erosion, have been formed. This study was conducted to investigate the performance of Particle Size Distribution (PSD) models in description of sand dune PSDs and predicting wind erodibility by using PSD models in parts of western coast of Urmia Lake. Totally, 48 samples from a grid of 500m × 500m were collected. PSD of the samples was determined by dry sieving method. Statistical parameters of grain size including mean, sorting, skewness and kurtosis were calculated. Performance of nine PSD models in describing the grain size distribution was assessed by the coefficient of determination (R2), Root mean square error (RSME) and Akaike criterion (AIC) of the models. To determine wind erodibility of sand dunes, mass fractions of aggregates.Keywords: sand dunes, Particle Size Distribution models, wind erodibility, Urmia Lake
-
آگاهی از توزیع و تغییرات مکانی فرسایش پذیری و ویژگی های خاک اهمیت زیادی در طراحی و اجرای راه کارهای حفاظت آب، مهار سیل و رواناب و مدیریت فرسایش خاک یا به طور کلی مدیریت حوزه های آبخیز دارد. انتخاب و استفاده از فن میان یابی مناسب برای تعیین عوامل فرسایش پذیری به وسیله مدل های فرسایشی مانند WEPP و ویژگی های خاک، ضرورت دارد. هدف از این پژوهش، پهنه بندی فرسایش پذیری بین شیاری خاک و عوامل تاثیرگذار در آن مانند میزان رس، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل با استفاده از تخمین گر کریجینگ و کوکریجینگ به کمک اطلاعات سنجش از دور (ماهواره Landsat 7) است. بدین منظور، تعداد 100 نمونه خاک از عمق صفر تا 15 سانتی متری به صورت تصادفی در بخشی از حوزه آبخیز سئلین منطقه کلیبر واقع در استان آذربایجان شرقی برداشت و میزان رس، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل خاک و فرسایش پذیری بین شیاری مدل WEPP اندازه گیری شدند. تحلیل همبستگی بین ویژگی های یاد شده و اعداد رقومی تصویر +ETM نشان داد که میزان رس، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل و فرسایش پذیری بین شیاری خاک به ترتیب با اعداد رقومی (DN) باند 7، 1، 1 و 3 تصویر +ETM بیشترین ضریب هم بستگی (0.406-، 0.431-، 0.291 و 0.299) را داشت. لذا، اعداد رقومی باندهای یاد شده به عنوان داده های کمکی در تخمین گر کوکریجینگ استفاده شدند. ویژگی های خاک با مدل کروی برای مدل سازی تغییرنما بهترین برازش را داشتند. با وجود به کارگیری اطلاعات سنجش از دور به عنوان متغیر کمکی در تخمین گر کوکریجینگ تفاوت قابل توجهی بین کریجینگ و کوکریجینگ مشاهده نشد. این امر می تواند ناشی از همبستگی نه چندان قوی بین متغیر هدف و اطلاعات سنجش از دور باشد.کلید واژگان: آذربایجان شرقی, تصویر ETM+, فرسایش خاک, کریجینگ, کوکریجینگUnderstanding the spatial distribution and variability of erodibility and soil properties is essential for planning of water conservation methods, controlling of flood and runoff and managing of soil erosion or watershed. Selecting and using appropriate interpolation techniques for soil properties and erodibility mapping by erosion models such as WEPP is essential. The objective of this study was regionalization of interrill erodibility and effective factors like clay, organic matter and lime using kriging and cokriging and remote sensing data (Landsat 7). For this purpose, 100 soil samples were selected randomly from 0-15 cm depth of Selin watershed in Kaleibar region of East Azerbaijan. Interrill erodibility of WEPP model and some soil properties as clay, organic matter and lime were measured. Correlation analysis between soil properties and digital number (DN) ETM image showed that clay, organic matter, lime and interrill erodibility had the highest correlation with DN of Band 7, 1, 1 and 3 ETM image (−0.406, -0.431, 0.291 and 0.299), respectively. Therefore, the DN of these bands used as auxiliary data for cokriging estimator. The spherical model was fitted the best model to calculate variogram of interrill erodibility, clay, organic matter and lime. No significant difference were noted between kriging and cokriging despite using remote sensing data as auxiliary data. This can be attributed no strong correlation between interrill erodibility, clay, organic matter and lime and remote sensing data.Keywords: East? ?Azerbaijan, ETM+ image, Kriging, Cokriging, Soil erosion
-
سنجش فراهمی و تحرک فلزات سنگین به منظور فهم رفتار این فلزات در رسوبات و جلوگیری از پتانسیل خطرات زیست محیطی آن ها ضروری است. آزمایش ستون آبشویی روی چهار نمونه رسوب با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی متفاوت غنی شده با نمک فلزات روی، کادمیوم، نیکل، مس و سرب برای تعیین میزان تحرک و چگونگی توزیع فلزات انجام شد. نتایج عصاره گیری متوالی رسوبات غنی شده نشان داد که جزء عمده روی، نیکل و مس در جزء باقی مانده و اجزای عمده کادمیوم، جزء تبادلی و معدنی است. درباره سرب در رسوبات غنی شده جزء باقی مانده و معدنی بیشترین سهم را داشت. در رسوب 1 آب مقطر توانسته کادمیوم، روی و نیکل بیشتری را نسبت به مس و سرب متحرک سازد. در رسوبات رسی 3 و 4 آب مقطر سرب و مس بیشتری نسبت به کادمیوم، روی و نیکل متحرک ساخت. مس و سرب کمتر تحت تاثیر نوسانات pH آب منفذی قرار گرفتند. آزاد سازی مس و سرب در رسوب 4 از جزء آلی معنا دار بود. بر اساس درصد نسبی در جزء تبادلی در رسوب 1 غنی شده ترتیب تحرک فلزات قبل و بعد از آبشویی به صورت زیر بود که Cuکلید واژگان: رسوب, فلزات سنگین, غنی سازی, آزادسازیMeasurement of availability and mobility of heavy metals in river sediments is required in order to understand the behavior of these metals and to prevent potential toxic hazards. Leaching column experiments were conducted for four sediment samples to determine the degree of mobility and the distribution of Zn, Cd, Ni, Cu, and Pb because of an application of spiked heavy metals in sediments. Sequential extraction results showed that in spiked sediments the major proportion of Zn, Ni and Cu were associated with residual fraction and major fractions of Cd was associated with exchangeable and mineral fractions and major fraction of Pb was associated with residual and mineral fractions. In sediment (1) distill water mobilized more Cd, Zn and Ni than Cu and Pb. In sediment (3) and (4) distill water mobilized more Pb and Cu than Cd, Zn and Ni. Therefore, Cu and Pb were least affected by the pore water pH volatility. The release of Pb and Cu were considerable from organic matter fraction in sediment (4). Based on relative percent in exchangeable fraction, the order of solubility was Cd > Ni = Zn > Pb > Cu for spiked sediments before and after leaching indicating possible mobility of Cd, Ni, and Zn. Among sediment properties the pH in pore water influences the behavior of heavy metals in sediments. Spiking and leaching approach is conducive for evaluating of heavy metals toxicity and mobility tests.Keywords: Sediment, Spiking, Heavy metals, Release
- 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.