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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « sistan » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «sistan» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • مجتبی محمدی*، حسین جهانتیغ، فرهاد ذوالفقاری

    برآورد دقیق میزان تبخیر در برنامه ریزی صحیح و بهره برداری بهینه از پروژه های منابع آب و فعالیت های کشاورزی بسیار مهم است. تبخیر تحت تاثیر بسیاری از نیروهای محرکه است که با ویژگی غیرخطی، غیرثابت و تصادفی مشخص می شوند. چنین عواملی به وضوح مانع از راه اندازی مدل های پیش بینی دقیق می شود. از این رو، در این مطالعه به پیش بینی ماهانه تبخیر از تشت با استفاده از رویکردهای انفرادی و ترکیبی مدل های داده کاوی در استان سیستان و بلوچستان پرداخته شده است. داده های هواشناسی شامل متوسط دمای ماهانه، بیشینه دمای ماهانه، کمینه دمای ماهانه، میانگین سرعت باد، متوسط رطوبت نسبی، بیشینه رطوبت نسبی، کمینه رطوبت نسبی و مجموع بارش ماهانه از ایستگاه های سینوپتیک در استان سیستان و بلوچستان به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده استفاده شد. در رویکرد عملکرد انفرادی مدل های داده کاوی، از هشت مدل داده کاوی به منظور شبیه سازی و پیش بینی تبخیر از تشت استفاده شد. از رویکرد ترکیبی VEDL به منظور ارائه یک مدل ترکیبی (ترکیب هشت مدل انفرادی داده کاوی اشاره شده) با استفاده از روش واپسگرای رای و رای وزنی مورد استفاده قرار گرفت. به منظور ارزیابی مدل های مورد استفاده در این پژوهش از معیارهای ارزیابی ضریب تعیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق و نمودار تیلور استفاده شد. در بین مدل های انفرادی مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN) با میزان R2 برابر 89/0 و RMSE برابر 95/45 در مرحله آموزش و میزان R2 برابر 96/0 و RMSE برابر 18/44 در مرحله آزمون، بهترین عملکرد را در هر دو مرحله آموزش و آزمون داشته است و به عنوان بهترین مدل داده کاوی در ایستگاه زاهدان به منظور پیش بینی تبخیر از تشت ماهانه معرفی شد. نتایج اجرای مدل ترکیبی نشان داد که رویکرد ترکیبی مدل ها موجب بهبود نتایج نسبت به بهترین مدل انفرادی شده است. به طوری که مقادیر RMSE از مقدار 95/45 به مقدار 1/33 و مقادیر R2 از مقدار 89/0 به مقدار 94/0 و مقدار MAE از 92/32 به مقدار 9/32 بهبود یافته است.

    کلید واژگان: استان سیستان و بلوچستان, تبخیر واقعی, واپسگرای رای, داده کاوی, شبیه سازی
    Mojtaba Mohammadi *, Hossein Jahantigh, Farahad Zolfaghari
    Introduction

    Evaporation, the process by which water molecules escape a surface after absorbing sufficient energy to overcome vapor pressure, is a major contributor to water scarcity, especially in arid and semi-arid regions where heat readily facilitates this escape. Accurately estimating evaporation losses is crucial for effective water resource management, crop water demand prediction, and irrigation scheduling. Machine learning (ML) has emerged as a powerful tool for tackling the complex and stochastic nature of environmental problems. ML models excel at identifying relationships between predictor variables and outcomes (predictands), often surpassing traditional methods. However, their performance can vary depending on input factors and climatic conditions. Recently, hybrid techniques that combine multiple models have gained traction in climate and hydrology studies. These techniques leverage the strengths of different approaches within a single algorithm, potentially capturing more complex patterns in data series. This research will explore the potential of various individual ML models and propose a novel hybrid approach for estimating pan evaporation in Sistan and Baluchistan Province.

    Materials and Methods

    This study investigates pan evaporation simulation and prediction in Sistan and Baluchistan Province, Iran. Synoptic station data (1980-2019) served as model inputs, while pan evaporation measurements from these stations provided the observed values. In this research, in the approach of individual performance of data mining models, eight data mining models were used to simulate and predict evaporation from the pan. In addition to the individual performance approach, the combined VEDL approach was used to provide a hybrid model (a combination of the mentioned eight individual models of deep learning). In this hybrid approach to regression issues, the estimators of all models are averaged to obtain an estimate for a set called vote regressors (VRs). There are two approaches to awarding votes: average voting (AV) and weighted voting (WV). In the case of AV, the weights are equivalent and equal1. A disadvantage of AV is that all of the models in the ensemble are accepted as equally effective; however, this situation is very unlikely, especially if different machine learning algorithms are used. WV specifies a weight coefficient for each ensemble member. The weight can be a floating-point number between Zero and one, in which case the sum is equal to one, or an integer starting at one denoting the number of votes given to the corresponding ensemble member. the weight of each model was selected based on the accuracy of the model's performance using the evaluation criteria obtained from the training implementation section of individual models. the model’s performance was assessed using statistical measures, including R2, RMSE, MAE, and Taylor diagram.

    Results and Discussion

    The results showed that all the models had very good results in both the training and testing stages. All models exhibited excellent performance during training and testing. The Artificial Neural Network (ANN) achieved the highest accuracy in both phases at the Zahedan station (R² = 0.89, RMSE = 45.95 in training; R² = 0.96, RMSE = 44.18 in validation). It emerged as the best model for monthly pan evaporation prediction at this station. Other models also performed well, with the Support Vector Machine (SVM) and Random Forest (RF) models achieving R² values of 0.89 and 0.88 in training, respectively. Notably, the BART model ranked second in validation (R² = 0.96). The Tree Model (TM) had the lowest accuracy (R² = 0.84 and 0.93 in training and validation, respectively). Across all stations, ANN, SVM, and RF consistently delivered the best results in both training and testing. In the test phase, the SVM model outperformed others in Khash, Iranshahr, and Chabahar stations (R² = 0.94, 0.96, and 0.94, respectively). At the Saravan station, the RF model achieved the highest R² (0.94) during testing. To develop a hybrid data mining model, the Voting Ensemble for Deep Learning (VEDL) technique was employed with weighted voting in the training stage. The combined model significantly improved upon the best individual model. RMSE decreased from 45.95 to 33.1, R² increased from 0.89 to 0.94, and MAE improved from 32.92 to 23.9. Evaluation using the Taylor diagram further confirmed the superior performance of the VEDL model compared to the individual ANN model.

    Conclusion

    The results showed that among all the models, ANN, SVM, and RF models had the best performance in the two stages of training and verification. In the validation stage, the SVM model with R2 values equal to 0.94, 0.96, and 0.94 performed best in the Khash, Iranshahr, and Chabahar stations. At the Saravan station, in the Sensji validity stage, the RF model with an R2 value of 0.94 had the best performance among the models. The excellent performance of the models in the two stages of training and validation is another finding of the research, These results are consistent with the results of researchers who have expressed the appropriate efficiency of machine learning models in estimating evaporation/evaporation and transpiration in different climatic regions of Iran. The results of the combined model showed that the combined model improved the results compared to the best individual model so that the RMSE values increased from 45.95 to 33.1, the R2 values increased from 0.89 to 0.94, and the MAE value improved from 32.92 to 23.9. The use of the VEDL approach to estimate evaporation from the pan was a new approach that has not been used in past studies. Therefore, according to the results of this research, the proposed deep sensing model is proposed to estimate the evaporation of arid and semi-arid areas for water resources management and agricultural planning.

    Keywords: Actual Evaporation, Data Mining, Simulation, Voting Regressors, Sistan, Balouchestan Province
  • علی سردارشهرکی*، مهیم تاش، مرتضی یعقوبی
    در دو دهه اخیر منطقه سیستان از شرایط خشکسالی رنج می برد. نوسانات رودخانه هیرمند و مدیریت ناصحیح منابع آب در این منطقه سبب تشدید بحران آبی گردیده است. در این شرایط، یکی از راه حل هایی که بسیار می تواند به برون رفت از شرایط بحرانی آبی کمک نماید، تعاونی آب بران و آبیاری مشارکتی است. از این رو در این پژوهش امکان سنجی استقرار تعاونی های آب بران در شرایط خشکسالی در منطقه سیستان با رویکرد کارآفرینانه مورد توجه است. برای تحقق هدف مذکور از مدل شباهت به گزینه ایده آل تخت منطق فازی استفاده گردیده است. برای جمع آوری اطلاعات لازم، از طریق مصاحبه و تکمیل پرسشنامه از کارشناسان، خبرگان و کشاورزان استفاده گردید. جهت مدلسازی و حل مدل از نرم افزار MCDMSolver.2018 استفاده شد. در این پژوهش بر اساس سه شاخص اقتصادی، اجتماعی و نگرشی، زیر شاخص ها به 12 مورد تقسیم بندی شد و نهایتا 3 گزینه مورد بررسی، نظام سنتی، نظام تعاونی تولید، نظام تعاونی روستایی اولویت بندی و رتبه بندی شدند. نتایج پژوهش نشان داد که نظام تعاونی تولید با وزن 56/0 در رتبه نسخت قرار گرفت. در جایگاه دوم نظام تعاونی روستایی با ورن 40/0 و نظام سنتی با وزن 29/0 در جایگاه آخر قرار گرفته است. با توجه به نتایج بدست آمده، می بایست نظام تعاونی آب بران در قالب نظام های تولید و روستایی مورد توجه ویژه قرار گیرد.
    کلید واژگان: تعاونی, آبیاری مشارکتی, خشکسالی, سیستان, رویکرد کارآفرینانه
    Ali Sardar Shahraki *, Mohim Tash, Morteza Yaqubi
    In the last two decades, Sistan region has been suffering from drought conditions. The fluctuation of the Hirmand River and the incorrect management of water resources in this region have caused the water crisis to intensify. In this situation, one of the solutions that can help to get out of the critical water situation is cooperative irrigation. Therefore, in this research, the feasibility of establishing water harvesting cooperatives in drought conditions in Sistan region with an entrepreneurial approach is considered. To achieve the mentioned goal, the model of similarity to the ideal option of the fuzzy logic bed has been used. To collect the necessary information, experts, experts and farmers were used through interviews and questionnaires. MCDMSolver 2018 software was used for modeling and solving the model. In this research, based on three economic, social, and attitudinal indicators, the sub-indices were divided into 12 items, and finally, the three options examined, the traditional system, the production cooperative system, and the rural cooperative system were prioritized and ranked. The results of the research showed that the production cooperative system with a weight of 0.56 was placed in the rejection rank. In the second place is the rural cooperative system with a weight of 0.40 and the traditional system with a weight of 0.29 is in the last place. According to the obtained results, water cooperative system should be given special attention in the form of production and rural systems.
    Keywords: Cooperative, Cooperative Irrigation, Drought, Sistan, Entrepreneurial Approach
  • امین حسینی، حسین جهان تیغ*، فرهاد ذوالفقاری، مجتبی محمدی
    در این تحقیق برای بررسی تاثیر تغییراقلیم روی آب سطحی دشت خاش، از دو دسته داده استفاده شد. داده های مربوط به دبی دوره پایه(2010 تا 2020) که از ایستگاه هیدرومتری لادیز بر روی رودخانه سیانجاه دشت خاش اخذ شد، از طرف دیگر داده های بارش دوره پایه نیز از ایستگاه سینوپتیک خاش به دست آمد. براساس مدل رگرسیونی برازش داده شده دوره پایه ارتباط بین دبی و بارش در سطح حوضه خاش مدلسازی سازی گردید. با اجرای مدل ریزمقیاس نمایی آماری SDSM، مقادیر بارش شبیه سازی شده در دوره آماری 2020-2040 ، تحت دو خط سیر انتشار 4.5 و 8.5 به دست آمد که به عنوان ورودی مدل رگرسیونی برای مدلسازی مجدد دبی در دوره تغییر اقلیم استفاده شد. نتایج بیانگر آن بود که در دوره تغییر اقلیم یعنی 2020-2040، علی رغم اینکه بارش سطح حوضه خاش در ماه های سرد سال، افزایش داشته است، اما دبی شبیه سازی شده دوره 2020-2040، در هر دو خط سیر انتشار RCP4.5 و RCP8.5، روند کاهشی داشته است. نتایج بیانگر آن بود که دبی دوره تغییر اقلیم 2020-2040، در خط سیر انتشار RCP4.5، حدود 0.02 مترمکعب در ثانیه نسبت به دوره پایه کاهش داشته است و در خط سیر انتشار RCP8.5 نیز این میزان کاهش برابر 0.016 مترمکعب در ثانیه بوده است. بنابراین این فرضیه تحقیق با توجه به یافته های تحقیق مورد تایید قرار می گیرد.
    کلید واژگان: ریزمقیاس نمایی, سناریوهای اقلیمی, منابع آب سطحی, سیستان و بلوچستان
    Amin Hosseini, Hossein Jahantigh *, Farhad Zolfaghari, Mojtaba Mohammadi
    In this research, two categories were used to investigate the effect of the change of clarion surface water of Khash plain. The data on 2010 to 2020 obtained from the Liz Hydrometer Station on the Syanjah River Khash Plain, on the other hand, the base rainfall data was obtained from the Khash Station. Based on the measured regression model, the base period of the relationship between Dubai and precipitation at the Khash basin level was modeled. With the implementation of the SDSM statistical microscale model, the simulated rainfall values were obtained in the statistical period of 2020-2040, under two lines of release 4.5 and 8.5, which was used as an input to the regression model for remodeling in the climate change period. The results showed that in the period of climate change 2040-2020, despite the fact that the rainfall of the Khash basin has increased in the cold months of the year, the simulated runoff of the period 2040-2020, in both RCP4.5 release trajectories and RCP8.5, has had a decreasing trend. The results indicated that the climate change period 2020-2040, in the RCP4.5 release, had reduced about 0.02 cubic meters per second to the base period, and in the RCP8.5 release track, this was a decrease of 0.016 cubic meters per second.
    Keywords: Downscaling, Climatic scenarios, Surface water resources, Sistan, Balouchestan
  • معصومه کهخای تنها، علی سردارشهرکی*، محمود هاشمی تبار
    آب یکی از مهم ترین مسایل جهان می باشد، که در زندگی مردم نقش بسزایی دارد. با توجه به پیشرفت در تمامی ارکان جامعه خصوصا پیشرفت در بخش های اقتصادی-اجتماعی، صنعتی و همچنین رشد جمعیت نیاز آبی افزایش یافته است. با نگاهی کلی به تجربه های سال های اخیر و تجربه های جهانی، نشان دهنده این موضوع می باشد که محدودیت های منابع آب ناشی از کمبود این منابع نیست، بلکه ناشی از عدم مدیریت منابع می باشد. در این راستا، مدیریت منابع آب در نواحی خشک و نیمه خشک همچون سیستان که با خشکسالی پی درپی روبه رو می باشد، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. لذا در مطالعه حاضر با استفاده از تکنیک چند شاخصه خاکستری به ارزیابی و اولویت بندی طرح های توسعه منابع آب با توجه به جنبه های مختلف مدیریتی پرداخته شده است. طبق نتایج براساس چهار رویکرد اقتصادی، اجتماعی، فنی و زیست محیطی، از مهم ترین یافته های تحقیق از دیدگاه کارشناسان می توان به کاهش تلفات آب (کاهش تبخیر به میزان 50%)، راندمان آبیاری 50% در بخش کشاورزی و کاهش تلفات آبیاری (کاهش تبخیر به میزان 30%) به ترتیب در اولویت اول تا سوم قرار گرفته اند. همچنین انتقال آب به اراضی زابل در اولویت آخر قرار گرفته است. همچنین از دیدگاه کشاورزان مهم ترین نتایج این تحقیق، کاهش تلفات آب (کاهش تبخیر به میزان 50%)، راندمان آبیاری 50% در بخش کشاورزی و راندمان آبیاری 70% در بخش کشاورزی به ترتیب در اولویت اول تا سوم قرار گرفته اند.
    کلید واژگان: اولویت بندی زیست محیطی, توسعه منابع آب, مدیریت بهم پیوسته (IWRM), تکنیک خاکستری (GRA), سیستان
    Masoumeh Kahkha Tanha, Ali Sardar Shahraki *, Mahmood Hashemi Tabar
    Water is one of the most important issues in the world, which plays a significant role in people's lives. Due to progress in all parts of the community, especially advances in socioeconomic, industrial and socioeconomic sectors, as well as the growth of the population, the need for water has increased. A general look at recent experience and global experiences suggests that the limitations of water resources are not due to lack of resources, but because of lack of resource management. In this regard, management of water resources in dry and semi-arid areas such as Sistan, which faces a drought, is very important. Therefore, in this study, using multi-index gray technique, the evaluation and prioritization of water resource development plans has been addressed with regard to various management aspects. According to the results, based on four economic, social, technical and environmental approaches, one of the most important findings of the research from the experts' point of view is the reduction of water losses (reduction of evaporation by 50%), irrigation efficiency of 50% in agriculture and reduction of irrigation losses (reduction of evaporation to 30%) are ranked first to third respectively. Water transfer to Zabol lands is also a priority. Also from the farmers' point of view, the most important results of this study are water loss reduction (evaporation reduction of 50%), irrigation efficiency of 50% in agriculture and irrigation efficiency of 70% in agriculture, respectively, in the first to third priority respectively.
    Keywords: Environmental Prioritization, Water Resources Development, Interconnected Management (IWRM), Gray Technique (GRA), Sistan
  • محمد کلانتری، فرزاد حسن پور*
    کانال های آبگیر مخازن خارج از مسیر، نقش کلیدی در تحقق اهداف مخازن دارند. مخازن چاه نیمه سیستان به منظور ذخیره و استفاده از آب در جهت شرب، توسعه کشاورزی منطقه و ایفای نقش مکمل در کنترل سیل، احداث شده اند. دشت سیستان در جنوب شرقی کشور وابستگی شدیدی به منابع آب های سطحی دارد. در پژوهش حاضر از HEC RAS 6 به منظور انجام شبیه سازی نحوه رسوب گذاری در کانال فیدر 2 در شرایط رقوم حداکثر و حداقل سطح آب مخازن چاه نیمه سیستان استفاده گردید. شبیه سازی جریان در مدل به صورت شبه دایمی، با استفاده از روش گام به گام استاندارد و براساس هیدروگراف سیلاب به حجم یک میلیارد متر مکعب انجام گردید. بر اساس نتایج شبیه سازی در شرایط رقوم حداکثر، حجم رسوب گذاری کانال فیدر 2 برابر با 54200 متر مکعب می باشد که تراز بستر را به مقدار 1/4 متر افزایش می دهد و در شرایط رقوم حداقل حجم رسوب گذاری در کانال فیدر 2 برابر با 52700 متر مکعب می باشد که باعث افزایش تراز بستر به مقدار 84/3 متر شد. مقایسه نتایج در دو سناریو نشان می دهد که در شرایط آبگیری با رقوم حداکثر حجم رسوب گذاری در واحد طول برای رودخانه سیستان برابر با 5/6 متر مکعب در متر طول رودخانه گردید در حالیکه در شرایط رقوم حجم فرسایش برابر با 2/2 متر مکعب در متر رودخانه سیستان گردید. بنابراین هرچند کانال فیدر 2 در رقوم های پایین سطح آب به دلیل کاهش تراز بستر رودخانه سیستان، افزایش آبگیری از رودخانه هیرمند را به دنبال دارد، اما در تمامی شرایط آبگیری بصورت رسوب گذار عمل خواهد نمود.
    کلید واژگان: مدل ریاضی, رسوب گذاری, HEC RAS, سیستان
    Mohammad Kalantari, Farzad Hassanpour *
    Intake canals of off-stream reservoirs, play a key role in achieving reservoir goals. Chahnimeh reservoirs have been constructed to store and use water optimally for drinking, agricultural development and play a complementary role to flood control. The Sistan plain in the southeast of Iran is highly dependent on surface water resources. The HEC RAS model is a well-known one-dimensional software for flow and sediment simulation. In this study, HEC RAS 6.0.0 was used to simulate sedimentation in feeder 2 canal under maximum conditions as well as minimum water level conditions of Chahnimeh reservoirs. Flow simulation in the model was performed quasi-unsteady using the standard step-by-step method by a flood hydrograph with a volume of one billion cubic meters. According to the simulation results, in maximum water level Conditions, Feeder 2 canal Sedimentation volume is equal to 54,200 m^3 which increases the bed level by 4.1m. Also, in minimum water level Conditions, sedimentation is equal to 52,700 m^3, which increases the bed level by 3.84 m. Comparison of the results in the two scenarios shows that in the case of maximum water level, volume of sediment per unit of length of Sistan River is equal to 6.5 m^3⁄L_River while in minimum water level volume of erosion is equal to 2.2m^3⁄L_River of Sistan River. Although feeder 2 canal in minimum water level conditions increases the inflow from the Hirmand river due to the decrease in the river bed level of sistan river but will act as a sedimentation canal in all conditions.
    Keywords: mathematical model, Sedimentation, HEC RAS, Sistan
  • زهرا غفاری مقدم*، علی سردارشهرکی، سمیه میرشکاری
    سابقه و هدف

    آب به عنوان یکی از مهم‏ترین نهاده‏های تولیدات محصولات کشاورزی جایگاه مهمی در توسعه پایدار بخش کشاورزی و توسعه اقتصادی سایر بخش ها دارد. کمبود آب یکی از مشکلات اصلی بیشتر کشورهای جهان است. تعیین الگوی کشت بهینه محصولات کشاورزی و برنامه‏ریزی تخصیص آبیاری در شرایط کم آبی حاکم بر حوضه‏ های آبریز کشور از اهمیت بسزایی برخوردار است. هدف از این مطالعه بهینه‏ سازی تخصیص آب و تعیین الگوی کشت بهینه محصولات کشاورزی در پنج شهرستان منطقه سیستان طی سناریوهای مختلف مدیریتی است.

    مواد و روش‎ها:

     در این مطالعه برای مواجهه با شرایط مختلف آبی، با استفاده از یک رویکرد برنامه‏ریزی دو سطحی و چارچوب بازی استاکلبرگ و استفاده از الگوریتم ژنتیک مدلی جهت بهینه سازی تخصیص آب بین مناطق تحت آبیاری و محصولات زراعی و همچنین تعیین سطح زیر کشت بهینه برای محصولات زراعی در 5 شهرستان منطقه سیستان (شامل هامون، هیرمند، زهک، نیمروز و زابل) توسعه داده شد. محصولات منتخب شامل گندم، جو، پیاز، خربزه، هندوانه و یونجه می‏باشد. مسیله در قالب نه سناریو شامل سه سناریوی راندمان آبیاری، سه سناریو شرایط اقلیمی و سه سناریو شرایط کم‎آبیاری اجرا و با سناریو پایه مقایسه شد.

    یافته‎ ها: 

    در بین محصولات مورد بررسی بیشترین آب به محصول خربزه به دلیل نیاز آبی کم و ارزش اقتصادی بالا نسبت به سایر محصولات و کمترین آب به محصول یونجه به دلیل نیاز آبی بالا تخصیص داده شد. همچنین محصول خربزه با 5/13503 هکتار بیشترین سطح زیرکشت و یونجه با 85/4 هکتار کمترین سطح زیرکشت را در مجموع پنج شهرستان به خود اختصاص داده‎اند. کل سطح زیرکشت به دست آمده توسط مدل 32/18240 هکتار است. مقدار ضریب جینی 0053/0 به دست‎ آمد که مقداری کوچک و نزدیک صفر است و نشان می‎دهد تخصیص آب بین مناطق عادلانه بوده است. مقدار سود کل به دست آمده در حالت سناریو پایه 1013×06/5 ریال است که با اعمال سناریوهای راندمان آبیاری 50 و 70 درصد میزان سود به ترتیب 12 و 34 درصد و سطح زیر کشت 27 و 47 درصد نسبت به حالت پایه افزایش یافته است. و در شرایط اقلیمی نرمال و ترسالی نیز میزان سود کل به ترتیب 28 و 54 درصد و سطح زیر کشت 40 و 65 درصد نسبت به حالت پایه افزایش یافته است. اعمال سناریو کم‎آبیاری میزان سود را نسبت به حالت پایه کاهش داد اما کاهش سود با صرفه‎ جویی حجم زیادی از آب آبیاری همراه است و این حجم آب ذخیره شده منجر به افزایش سطح زیر کشت محصولاتی که صرفه اقتصادی بالاتری دارند، شده است بنابراین با اعمال سناریوهای مختلف، الگوی کشت به سمت محصولاتی با نیاز آبی کمتر و ارزش اقتصادی بیشتر متمایل می شود.

    نتیجه‎ گیری: 

    بر اساس نتایج به دست آمده مشاهده شد محصولاتی که دارای ارزش اقتصادی بالاتر و نیاز آبی کمتر بودند آب بیشتری به آن ها تخصیص داده شده است بنابراین محصولات زراعی که نسبت به آب مصرفی سود کمتری را حاصل می کنند و همچنین محصولاتی که دارای نیاز آبی بالایی هستند از الگوی کشت حذف و محصولات باصرفه اقتصادی بالاتر و نیاز آبی کمتر در الگوی کشت جایگزین شده‏اند که این می‎تواند راهکار مناسبی برای مواجهه با شرایط کمبود آب باشد. افزایش راندمان آبیاری باعث افزایش سود کل شده است لذا صرفه‎جویی در مقدار آب مصرفی گیاهان از طریق بهبود تکنولوژی آبیاری و افزایش راندمان آبیاری توصیه می‎شود. از مدل پیشنهادی در این مطالعه می‎توان به منظور برنامه‎ریزی صحیح و کارآمد برای کشاورزی و مدیریت منابع آب در شرایط مختلف استفاده نمود.

    کلید واژگان: بهینه ‎سازی الگوی کشت, تخصیص بهینه آب, بازی استاکلبرگ, الگوریتم ژنتیک, سیستان
    Zahra Ghaffari Moghadam *, Ali Sardar Shahraki, Somayyeh Mirshekari
    Background and objective

    Water is a critical input for agricultural production and plays an important role in the sustainable development of the agricultural sector and the economic development of other sectors. Water shortage is one of the major challenges that most countries in the world are struggling with. The great importance of determining the optimal cropping pattern of crops and irrigation allocation planning in the water shortage conditions prevailing in Iran's watersheds is not hidden from anyone. This study aimed to optimize water allocation and determine the optimal cropping pattern of crops in five cities of the Sistan region under different management scenarios.

    Materials and methods

    In this study, a model with a two-level planning approach, the Stackelberg game framework, and a genetic algorithm, was developed to optimize the water allocation between irrigated areas and crops, as well as to determine the optimal cropping area in 5 cities of Sistan region (including Hamon, Hirmand, Zahak, Nimroz and Zabol) to confront different water conditions. Selected products include wheat, barley, onion, melon, watermelon and alfalfa. The problem was solved in the form of nine scenarios, including three scenarios of irrigation efficiency, three scenarios of climatic conditions, and three scenarios of low irrigation conditions, and compared with the baseline scenario.

    Results

    For water allocation among the studied regions in the baseline scenario, the most and least water was allocated to Zahak and Hirmand areas, respectively. Among the studied crops, the most water was allocated to the melon due to its low water requirement and high economic value compared to other crops, and the least amount of water was allocated to the alfalfa due to its high water requirement; also the melon with 13503.5 ha had the highest cropping area and alfalfa with 4.85 ha had the lowest cropping area in a total of five cities. The total cropping area obtained by the model was 18240.32 ha. The value of the Gini coefficient was 0.0053, which is small and close to zero, indicating that the water allocation between the regions was fair. The total interest rate obtained in the baseline scenario was 5.06 ×1013, which by applying irrigation efficiency scenarios of 50 and 70 percent, the amount of profit has increased by 12% and 34%, respectively, and the cultivated area by 27% and 47% compared to the baseline scenario. And in normal and wetyear conditions, the amount of total profit has increased by 28% and 54%, respectively, and the cultivated area by 40% and 65% compared to the baseline scenario. By applying the low irrigation scenario, the interest rate decreases compared to the baseline scenario, associated with the saving of a large volume of irrigation water, which leads to an increase in the cropping area of crops with higher economic efficiency. Therefore, by applying various scenarios, the cropping pattern moves towards crops with less water requirement and higher economic value.

    Conclusion

    According to the results, more water has been allocated to crops with higher economic value and less water requirement. Therefore, if crops with less interest rate compared to their water use and crops with high water requirement are removed from the cropping pattern and crops with higher economic efficiency and less water requirement are replaced in the cropping pattern, it can be a good solution to confront water shortage conditions. The increase in irrigation efficiency increased the total interest, thus it is recommended to save water used by plants through the improvement of irrigation technology and increase irrigation efficiency. The proposed model in this study can be employed for correct and efficient planning for agriculture and water resource management in various conditions.

    Keywords: Cropping pattern optimization, Optimal allocation water, Game Stackelberg, Genetic Algorithm, Sistan
  • فراز گرگین پاوه*، هادی رمضانی اعتدالی، امین بمانی یزدی

    محدودیت منابع آب وخاک در بخش کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان، از اساسی ترین چالش های پیش روی بشر است. افزون بر این، کشورهای در حال توسعه با محدودیت مالی برای توسعه شبکه های مدرن آبیاری و زهکشی مواجه اند. بنابراین پتانسیل یابی و اولویت بندی مناطق برای توسعه و تجهیز شبکه های آبیاری و زهکشی در این مناطق ضروری است. در این تحقیق اولویت بندی اراضی کشاورزی دشت میانکنگی شهرستان هیرمند واقع در استان سیستان و بلوچستان، جهت توسعه شبکه فرعی آبیاری و زهکشی مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا پرسشنامه هایی طراحی شد و بیش از 120 عدد از آن توسط کارشناسان و پژوهشگران تکمیل شد و سپس بر اساس شاخص های آماری، مورد وزن دهی قرار گرفت. سپس بر اساس گزارش های موجود، پژوهش های میدانی، مطالعات اولیه و تجزیه وتحلیل داده ها، پارامترهای موثر انتخاب گردید. پارامترهای موثر برای اولویت بندی به دو بخش عوامل طبیعی- فیزیکی و عوامل اقتصادی- اجتماعی تقسیم بندی گردید. این پارامترها از اهمیت یکسان برخوردار نبوده و درجه تاثیر هریک متفاوت است. در بین عوامل طبیعی- فیزیکی در شرایط مختلف اقلیمی، حاصلخیزی و کیفیت خاک با امتیاز 34 (از 100) و در بین عوامل اقتصادی- اجتماعی، تراکم جمعیت با 25 بیشترین وزن را دارا بودند. در نهایت اراضی کشاورزی منطقه در 11 اولویت برای توسعه شبکه فرعی آبیاری و زهکشی طبقه بندی شدند. اراضی کشاورزی روستاهای علیمراد، پودینه و ملاعظیم رودینی بیشترین اولویت و اراضی کشاورزی روستاهای دهمرده،کنگ ملاعبدالله کمترین اولویت را برای توسعه شبکه فرعی آبیاری و زهکشی را دارا بودند. پیشنهاد می شود که از این روش برای شناخت بهتر عوامل موثر در روستاهای مجاور برای توسعه شبکه آبیاری و زهکشی استفاده شود.

    کلید واژگان: پتانسیل یابی, سیستان و بلوچستان, اولویت بندی, ArcGIS
    Faraz Gorginpaveh *, Hadi Ramezani Etedali, Amin Bemani Yazdi

    Soil and water scarcity has become the main challenge encountering human, especially in arid and semi-arid regions of the world. In addition, due to economic limitations in developing countries, region prioritization for developing and modernization of irrigation and drainage networks should be considered. In this study cultivated lands of the Miankangi Plain in Hirmand County located in Sistan-o-Baluchestan Province has been prioritized, in order to irrigation system network development. At first, questionnaires were designed and more than 120 of them were completed by experts and researchers, then weighted based on statistical indicators. After that, based on the available reports, field research, preliminary studies and data analysis, the effective parameters were selected. Effective parameters for this scope have been divided to technical and socioeconomic groups. These parameters had different efficiency. Among technical factors in different climatic conditions, fertility and soil quality with 34 points (out of 100) and among socioeconomic factors population density with 25 points had the most weights (efficiencies) for classification. Eventually cultivated lands were classified and prioritized to 11 groups. Villages such as Alimorad, Poodineh and Rudini were located in the first priority and Dahmarde, Molla Abdollah with the lowest points in the last priority. It is suggested to use this method to better understand the effective factors in nearby villages for the development of irrigation and drainage network.

    Keywords: Potential Identifying, Sistan, Baluchestan, Prioritization, ArcGIS
  • علی سردارشهرکی*، مهدی صفدری
    خشکسالی های مکرر در منطقه سیستان سبب بروز بحران شدید در بخش کشاورزی این منطقه شده است. این در حالیست که بخش کشاورزی نقش بسزایی در اقتصاد این منطقه دارد. از اینرو تعیین برنامه زراعی و الگوی کشت با در نظر گرفتن محدودیت آب ضرورت ویژه ایی برای حداکثر کردن سود بخش کشاورزی در این منطقه دارد. برای این منظور در این پژوهش به تعیین برنامه زراعی، قیمت سایه ایی و ارزش نهایی با تاکید بر بهینه سازی مصرف آب در 3 بخش اصلی کشاورزی در منطقه سیستان (زابل، زهک و میانگنگی) و بر روی پنج محصول استراتژیک زراعی (گندم، جو، سیب زمینی، پیاز و گوجه فرنگی) پرداخته شد. تجزیه و تحلیل بر اساس 3 سناریوی: 1) کشت فعلی موجود، 2) حداکثر کردن سود با در نظر گرفتن محدودیت آب مورد نیاز و زمین، 3) حدکثر سازی سود با توجه به محدودیت ها شامل زمین و محدودیت مصرف منطقه انجام گردید. نتایج تحقیق نشان داد که با توجه به اعمال محدودیت آب و زمین (سناریو 2) در مناطق مذکور، محصول گندم و جو از الگوی کشت حذف می شوند، ولی سایر محصولات سطح زیر کشت آنها افزایش یافته و با اعمال تمام محدودیت ها (سناریو 3) محصول جو از الگوی کشت حذف خواهد شد، ولی سایر محصولات برای مناطق مذکور سطح زیر کشت آنها تغییر می یابد. بنابراین با توجه به اینکه منطقه سیستان با کمبود منابع آب روبرو است، لذا پیشنهاد می شود که مدل های بهینه سازی و نتایج این تحقیق به عنوان ابزاری مناسب به منظور کاهش مصرف آب و افزایش تولید در طرح های جامعه مدیریت منابع آب می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: برنامه زراعی, بهینه سازی, مصرف آب, محصولات کشاورزی, سیستان
    Ali Sardar Shahraki *, Mahdi Safdari
    Frequent droughts in the Sistan region have caused a severe crisis in the agricultural sector of this region. Meanwhile, the agricultural sector plays a significant role in the economy of this region. Therefore, determining the crop program and cultivation pattern, taking into account water constraints, is especially necessary to maximize the profits of the agricultural sector in this region. For this purpose, in this study, to determine the crop program, shade price and final value with emphasis on optimizing water consumption in the three main agricultural sectors in Sistan region (Zabol, Zahak and Miangangi) and on five strategic crops (wheat, barley). , Potatoes, onions and tomatoes). The analysis was performed based on 3 scenarios: 1) current cultivation, 2) maximizing profits by considering the water and land requirements, and 3) maximizing profits according to the constraints including land and area consumption constraints. The results showed that due to the application of water and land restrictions (Scenario 2) in the mentioned areas, wheat and barley crops are removed from the cultivation pattern, but other crops increase their area under cultivation and by applying all restrictions (Scenario 3) Barley crop will be removed from the cultivation pattern, but other crops for the mentioned areas will change their cultivated area. Therefore, considering that Sistan region is facing a shortage of water resources, therefore, it is suggested that optimization models and the results of this study can be used as a suitable tool to reduce water consumption and increase production in water resources management community plans.
    Keywords: Crop Program, optimization, Water Consumption, Agricultural products, Sistan
  • زهرا غفاری مقدم*، علی سردارشهرکی، فاطمه بیدرنامنی
    با توجه به آمار و ارقام، منطقه سیستان جزو مناطق فراخشک و کم آب است و مسیله کمبود آب و خشکسالی یکی از بحران ‏هایی است که منطقه سیسان را در آینده‏ای نزدیک تهدید می کند. آب و میزان فقر به شدت به هم مرتبط هستند بنابراین یک ارزیابی قوی از تنش آبی برای شناسایی مناطق نیازمند و توسعه مداخلات مناسب برای کاهش فقر ضروری است. شاخص فقر آب (WPI) ابزاری برای ارزیابی تنش آبی با پیوند دادن تخمین های فیزیکی میزان آب در دسترس با محرک های اقتصادی-اجتماعی فقر می‏باشد. و همچنین یک ابزار جامع برای مدیریت و ارزیابی منابع آب می‏باشد. این مطالعه کاربرد شاخص فقر آب (WPI) را برای تخمین و مقایسه سطح تنش آبی در 5 شهرستان منطقه سیستان در سال 1400-1401  ارایه می کند. نتایج مطالعه نشان داد که متوسط شاخص فقر در شهرستانهای منطقه سیستان در حالت وزن یکسان 48/0 و در وزن دهی بر اساس روش AHP، 43/0 می‏باشد. شاخص فقر آبی در بین شهرستانهای سیستان از 60/0 تا 23/0 متفاوت است. شهرستان هیرمند در مقایسه با دیگر شهرستان‏ها دارای تنش آبی بیشتری است. جهت مقابله با فقر آبی در منطقه سیستان، مدیریت و استفاده بهینه از منابع آبی به ویژه در شرایط خشکسالی بسیار حایز اهیمت می‏باشد.
    کلید واژگان: شاخص فقر آبی, AHP, منابع آب, سیستان
    Zahra Ghaffari Moghadam *, Ali Sardar Shahraki, Fatemeh Bidarnamani
    According to statistics, Sistan region is one of the arid and low water areas. And the issue of water shortage and drought is one of the crises that threaten the Sisan region in the near future. Water and poverty are closely linked, so a strong assessment of water stress is essential to identify areas in need and develop appropriate interventions to reduce poverty. The Water Poverty Index (WPI) is a tool for assessing water stress by linking physical estimates of available water levels with socioeconomic incentives for poverty. It is also a comprehensive tool for managing and evaluating water resources. This study presents the application of water poverty index (WPI) to estimate and compare water stress levels in 5 cities of Sistan region in 2021-2022. The results of the study show that the average poverty index in the cities of Sistan region in the same weight condition is 0.48 and, in the weight, according to AHP method is 0.43. The water poverty index varies from 0.60 to 0.23 among the cities of Sistan. hirmand city has more water stress compared to other cities. In order to deal with water poverty in Sistan region, management and optimal use of water resources, especially in drought conditions, is very important.
    Keywords: Water Poverty Index, AHP, Water Resource, Sistan
  • مسیح الله محمدی، بهروز سبحانی*

    توجه به منابع جدید آب جوامع بشری را به سوی استحصال آب و توسعه و تطبیق آن با شرایط بومی، اقلیمی، اقتصادی و اجتماعی سوق می دهد. گام اول برای توسعه استحصال آب از رطوبت هوا مکان یابی مناطقی است که در آن شرایط استحصال در حد مطلوب است و شرایط مناسب استقرار سیستم های استحصال آب از رطوبت هوا را دارد. بدین منظور، ابتدا دو معیار رطوبت هوا و دمای هوا با استفاده از تصاویر ماهواره ای و 3 معیار نوع خاک، دمای 50 سانتیمتری زیرزمین و سرعت باد با استفاده از داده های زمینی جمع آوری شد و سپس بر اساس نقش و اهمیت هر یک از معیارها که با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی به دست آمده بود نقشه هر معیار در محیط GIS10.2 تهیه گردید. در ادامه با استفاده از توابع فازی Linear لایه اطلاعاتی فازی گردیده و در همپوشانی فازی معیارها به روش های مختلف مورد آزمون قرار گرفت و درنهایت از عملگر فازی گامای 9/0 استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که حدود 1/13 درصد استان سیستان و بلوچستان در جنوب (سواحل مکران و چابهار) و غرب آن (منطقه دلیگان) در طبقه بسیار مناسب و مناسب، حدود 9/83 درصد در شمال و شرق استان در طبقه نامناسب تا کاملا نامناسب جهت استحصال آب از رطوبت هوا با استفاده از سیستم چگالشی است

    کلید واژگان: ستحصال آب, سیستان و بلوچستان, سیستم چگالشی, مکان یابی, AHP, FUZZY
    Masihollah Mohammadi, Behrouz Sobhani *

    Societal needs elicit focus to new water sources including water extraction and developing adaptation to indigenous, climatic, economic and social conditions. The initial step in developing water extraction from humidity was determining optimal extraction areas with appropriate conditions. For this purpose, humidity and temperature criteria were collected utilizing satellite imagery which included soil type, surface wind speed, and 50 cm deep soil temperature data. Subsequently, criterion was mapped out based upon the role and importance of each factor obtained using hierarchical analysis in a GIS v10.2 environment. Employing linear phase functions, the information layer was phased and layers were subsequently combined using the 0.9 gamma phases function. Resultant findings of water extraction from humidity utilizing a condensing system revealed ~13.1 percent of Sistan and Baluchestan southern provinces (along Makran and Chabahar coasts), and its western Deligan region laid in very appropriate and appropriate areas. Conversely, about 83.9 percent of northern and eastern province areas were determined to lay in inappropriate extraction areas.

    Keywords: AHP, FUZZY, condensation system, Location, Sistan, Baluchestan, Water extraction
  • مازیار محمدی، مهری اکبری*
    هدف از این پژوهش تحلیل هواشناختی الگوهای گردشی بزرگ مقیاس جوی بارش های فراگیر و سیل آسا در نیمه گرم سال در جنوب شرق ایران است. در ابتدا بر اساس داده های بارش شش ایستگاه سینوپتیک استان سیستان و بلوچستان طی دوره آماری (2018-1979)، برای استخراج روزهای بارشی، شدت بارش با آستانه صدک نودم و فراگیری بارش با رخداد بارش همزمان مساوی یا بیشتر از نیمی از ایستگاه ها تعیین شد. فراسنج های فشار تراز دریا، ارتفاع ژیوپتانسیل، رطوبت ویژه، چرخندگی نسبی، مولفه های باد در ترازهای مختلف جو از مرکز پیش بینی های میان مدت اروپایی  نسخه بازکاوی شده ERA5 دریافت شد. بررسی شرایط ترمودینامیکی این سامانه ها نشان داد که در الگوی اول پر ارتفاع تشکیل شده بر روی شبه قاره هند در تراز میانی به صورت یک مانع عمل کرده و مانع حرکت طوفان به طرف شرق شده و منجر به هدایت طوفان به سمت شرق ایران شده است. الگوی دوم به نحوه ی توزیع پراکندگی فشار بر روی زمین در این روز مربوط است. الاکلنگ فشاری ناشی از بلاکینگ امگا مناطق جنوب شرقی ایران را تحت تاثیر قرار داده است. الگوی سوم با عمیق شدن تراف میانی اتمسفر و قرارگیری منطقه در زیر محور فرود توام بوده است. منبع رطوبتی الگوی دوم و سوم یک رودخانه اتمسفری بوده که با سوگیری شمال شرقی از استوا به حرکت درآمده و به جنوب شرق ایران رسیده است. در هر سه الگو شار رطوبت از سطح زمین تا تراز 700 هکتوپاسکال برقرار بوده و مقدار رطوبت به علت چینش و ارتفاع ناهمواری ها از جنوب به شمال استان کاهش پیدا کرده است. از آنجا که گرمایش جهانی منجر به افزایش دمای سطح آب اقیانوس ها و دریاها بعنوان منابع تامین رطوبت بارش شده است، انتظار می رود بر اساس الگوهای شناسایی شده در این پژوهش، در این پژوهش در دهه های آتی شاهد بارش های سیل آسای بهاره و تابستانه ی بیشتری در استان سیستان و بلوچستان خواهیم بود.
    کلید واژگان: بارش سیل آسا, بارش فراگیر, سیستان و بلوچستان
    M. Mohammadi, M. Akbary *
    Introduction
    Sistan and Baluchestan Province, in southeast of Iran, is covering about 11 percent of the whole space of the country but is one of the driest provinces in Iran and its average annual rainfall is about 110 mm. The purpose of this study was to identify large-scale atmospheric circulation patterns causing extreme and widespread rainfalls during the warm seasons (spring and summer) in southeast of Iran (Sistan and Baluchestan province).Data and
    Methodology
    Precipitation data of 6 synoptic stations of Sistan and Baluchestan province during a 30-year statistical period (1979-1998) were obtained from Meteorological Organization of Iran (IRIMO). The intensity of precipitation based on 90th percentile threshold and widespread precipitation index of at least ≥50% of the studied area were calculated. To identify the synoptic patterns of the upper atmosphere, the ERA5 data of the ECMWF European Center of Med-Latitude Weather Forecast with spatial resolution of 0.25° × 0.25° were obtained. The collected atmospheric parameters included mean sea level pressure (mslp), geopotential height (z), specific humidity (q), zonal (U) and meridional (V) wind components, relative vorticity (rv) and omega (w) and maps of the upper atmosphere were drawn at different levels using Gards software in the domain of 10 to 70E and 10 to 90N. Regarding the two selected characteristics, three events of heavy and widespread precipitation were determined.
    Results and Discussion
    By analyzing the daily rainfall data over a period of 30 years (2018-1988) during the warm months of the year, the number of days with torrential and widespread rainfall in Sistan and Baluchestan province were determined. According to the index the previously defined floods and mudslides were obtained for 3 days with torrential and widespread floods that often occur in the spring, which are categorized to three main patterns including: 1- Gono Tropical Storm 2- Omega Blocking and 3 – 500 hpa trough system. The results showed that during the maximum 24-hour precipitation, in the first synoptic pattern, the southern cities of the province received the maximum precipitation due to the proximity of the storm’s core, but gradually from southern to northern latitudes, the rainfall declined considerably so that Chahbahar station had the maximum rainfall and Zabol station recorded zero rainfall. The storm is expected to move eastward as it moves to higher latitudes, but the high pressure formed on the Indian subcontinent acted as a barrier and directed the storm to the west, thus affecting the southern regions of Iran. In the second and third pattern, the location of Sistan and Baluchestan province in front of the trough axis and advection of cold weather of the northern latitudes were the main causes of instability that lead to heavy rainfall. The moisture of these rainfalls was obtained from Oman, Arabian Sea and Indian Ocean respectively. In the second pattern, the anticyclonic clockwise motions of the Arabian Sea has provided the moisture for extreme precipitation events. Common points of all three precipitation patterns are atmospheric moisture reduction in all three levels of the earth, 850 and 700 hectopascals from south to north of the province. This is mainly due to the distance from moisture sources as well as the arrangement and height of the roughness of Sistan and Baluchestan province, which has caused moisture trapping and prevented the transfer of sufficient moisture for the occurrence of torrential rains. In the second model, the amount of moisture reduction from south to north is less, which indicates the activity of the Arabian Sea high pressure and the power of this high pressure in moisture transfer. In general, with increasing altitude towards the northern regions, mainly rainfall systems have lost their moisture and unevenness has prevented the proper distribution of moisture in the province.
    Conclusion
    In southeastern Iran, the spatial distribution of precipitation is strongly influenced by the proximity to the sea and the location of the topographic features. Upper air levels turbulences are the most common cause of air mass rise. The main factor in reducing heavy rainfalls in northern areas of Sistan and Baluchestan is the lack of sufficient water vapor to reach these areas. Extreme rainfall is more likely to occur in spring than in summer due to the appropriate thermal gradient in southeastern Iran. Finally, the results of the study showed that the possibility of precipitation in spring compared to summer due to the appropriate temperature gradient in southeastern Iran and the activity of Siberian and Northern European high pressure, the conditions for fronting in these areas are provided. Since the humidity of the southern oceans through atmospheric rivers has been effective in the occurrence of heavy rainfall in southeastern Iran, rising temperatures in the southern oceans due to global warming can strengthen moisture flows in the future and from this route to affect the intensity of rainfall in southeastern Iran.
    Keywords: extreme precipitation, Sistan, Baluchestan, widespread precipitation
  • یاسر قاسمی آریان، سید جعفر سیداخلاقی، اصغر فرج اللهی*، محمد فیاض، مجتبی گنجعلی

    بدون تردید دستیابی به مدیریت جامع سرزمین، نیازمند ارتباط موثر و هماهنگ، همکاری و هم افزایی تمام گروداران و دست اندرکاران کلیدی است که دارای اهدافی مشترک، ولی وظایف متمایزی هستند. چالش ریزگرد سیستان اگرچه تا حدود زیادی متاثر از تغییرات اقلیمی و خشکسالی های صورت گرفته است، اما ارایه هرگونه راهکار اجرایی در راستای مدیریت و کنترل آن و هم چنین افزایش ظرفیت سازگاری با این چالش، نیازمند تقویت انسجام سازمانی، ارتباطات و هماهنگی های بخشی و بین بخشی است. در این راستا با هدف واکاوی مشارکتی چالش ها و راهکارهای مدیریت، کنترل و مقابله با پدیده گرد و غبار، توسط شبکه دست اندرکاران نهادی سیستان، از 27 نهاد کلیدی مرتبط، برای شرکت در یک کارگاه مشارکتی دعوت به عمل آمد تا ضمن آشنایی نهادها با نتایج مطالعات جامع گرد و غبار سیستان که توسط موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور به انجام رسیده است، با به کارگیری تکنیک بارش فکری، چالش ها و راهکارهای مدیریت، کنترل و مقابله با پدیده گرد و غبار سیستان به صورت مشارکتی، واکاوی و استخراج شود. بدین منظور فراخواندگان در پنج کارگروه تخصصی شامل آب-کشاورزی، اقتصاد-توسعه-امور زیربنایی، محیط زیست-منابع طبیعی، فرهنگی-اجتماعی-سیاسی، و قوانین و سیاست گذاری قرار گرفته و به ارایه چالش ها و راهکارها پرداختند. به طورکلی چالش های مطرح شده از سوی نهادهای مختلف در منطقه سیستان نشان از نوعی ضعف در برنامه ریزی جامع، مدیریت یکپارچه و اعمال حکمرانی مطلوب مبتنی بر مدیریت مشارکتی اجتماع محور داشته که پرداختن به این موضوع با توجه به لزوم کاهش وابستگی معیشتی مردم سیستان به منابع آب و خاک از درجه اهمیت بالایی برخوردار است.

    کلید واژگان: انسجام سازمانی, سیستان, کارگروه تخصصی, مدیریت ریزگرد, منابع آب و خاک
    Yaser Ghasemi Aryan, Sayed Jaffar Sayed Akhlaghi, Asghar Farajollahi *, Mohammad Faiaz, Mojtaba Ganjali
    Introduction

    Sustainable land management is defined as as “the use of land resources, including soils, water, animals and plants, for the production of goods to meet changing human needs, while simultaneously ensuring the long-term productive potential of these resources and the maintenance of their environmental function”. Undoubtedly, achieving comprehensive land management requires effective and coordinated communication, cooperation and synergy of all key stakeholders and stakeholders who have common goals but distinct tasks. The aim of this study is to investigate challenges and strategies for managing and combating dust storm using participatory appraisal among Sistan Institutional Stakeholders Network.

    Materials and Methods

    The aim of this research is participatory appraisal of challenges and strategies for managing, controlling and combating the dust phenomenon among 27 invited relevant key institutional stakeholders of Sistan network. Comprehensive studies of Sistan dust conducted by the Research Institution of Forest and Rangeland, and the considered challenges and strategies for managing, controlling and combating dust storm was assessed using a brainstorming technique in a collaborative way. So, the participants have been divided into 5 working groups, including Water-Agriculture, Economics-Development-Infrastructure, Environment-Natural Resources, Cultural-Social-Political, and Law-Policy Making. The challenges and solutions have been investigated.

    Results and Discussion

    some challenges stated by the groups are: limitation of water resources, depletion of groundwater table and the lack of optimal decision-making regarding the management of watersheds in western Sistan, the destruction of vegetation in northwestern Sistan, the lack of organizational cohesion and integrated attitude by land management authorities, the lack of communication between research and implementation, migration, insecurity due to the depopulation of villages, increasing poverty and unemployment, weak Iranian diplomacy regarding the Hamoon Wetland, strong dependence of the Sistan region on water resources and agricultural economy, lack of integrated management regarding the maintenance of wetlands. The presented solutions are: determining the extent of urban development based on the volume of available water, modifying the pattern of drinking water consumption, predicting the use of treated municipal effluents to control fine source of dust, the optimal use of precipitation to stabilize eroded areas, improve the Sistan river pathways, forming the Sistan Dust Working Group, evaluating the effectiveness of executive projects on watershed management, and education in schools.

    Conclusion

    In general, the challenges raised by various institutions indicate a weakness in comprehensive planning, integrated management and good governance based on community-based participatory management.

    Keywords: Dust Management, Organizational Cohesion, Specialized Working Group, Sistan, Water, Soil Resources
  • فرحناز نارویی مرند*، سکینه صفری، محمد گیوه چی

    استان سیستان و بلوچستان یکی از مناطق کم آب ایران با آب و‏ هوای گرم ‏و خشک و بارندگی بسیار کم می‏باشد و کم‏آبی یکی از شایع‏ ترین مشکلات این استان است. دانشگاه سیستان‏ وبلوچستان یکی از مصرف‏ کنندگان آب منطقه می ‏باشد، که سالیانه مبلغ زیادی جهت مصرف آب هزینه می‏ کند. در این راستا، مطالعه‏ ای برای بررسی تاسیسات آبرسانی و مصرف آب در خوابگاه‏ های دانشگاه سیستان‏ وبلوچستان انجام شد. به‏ عنوان نمونه خوابگاه شماره 5 از مجتمع خوابگاهی عفاف و حجاب دانشگاه سیستان‏ و ‏بلوچستان، انتخاب شد و بررسی‏ها به‏صورت میدانی و مشاهدات عینی انجام شد. نتایج مشاهدات بیانگر مشکلاتی از جمله، خراب و قدیمی بودن شیرآلات و اتصالات آن‏ها، قدیمی بودن سردوش ‏ها، نامناسب بودن سیفون‏ ها، استفاده نادرست از آب توسط افراد ساکن در خوابگاه‏ ها و آبیاری نادرست فضای سبز می باشد، موارد ذکر شده از عوامل مهم هدررفت حجم بالایی از آب می‏‏ باشد. در این پژوهش تعویض شیرآلات خوابگاه با شیرآلات اهرمی به ‏عنوان راهکار اصلی پیشنهاد شد. به‏منظور بررسی تاثیر راهکار پیشنهادی، شبکه آبرسانی خوابگاه با دو نوع شیر معمولی و اهرمی با نرم‏افزار WaterGEMS شبیه‏ سازی شد. نتایج حاصل از شبیه‏ سازی نشان داد، استفاده از شیرآلات اهرمی به‏طور متوسط حدود 23 درصد کاهش مصرف آب را در پی دارد و می‏ تواند تاثیر به‏ سزایی در کاهش مصرف آب و هزینه آب بها داشته باشد. بنابراین می‏ توان نتیجه گرفت، جایگزینی شیرآلات اهرمی در عین عملی و اقتصادی بودن، مقدار قابل توجهی مصرف آب را کاهش خواهد داد.

    کلید واژگان: الگوی مصرف آب, WaterGEMS, خوابگاه دانشگاه سیستان‏وبلوچستان, شیرآلات اهرمی
    Farahnaz Narooei *, S. Safari, M. Givehchi

    Sistan and Baluchestan province is one of the water-scarce regions of Iran with hot, dry climate and very little rainfall, and water shortage is one of the most common problems in this province. Sistan and Baluchestan University is one of the water consumers in the region, which spends a lot of money annually to water consumption. In this regard, a study was conducted to investigate water supply facilities and water consumption in the dormitories of Sistan and Baluchestan University. As an example, dormitory No. 5 was selected from the Efaf and Hejab Dormitory Complex of Sistan and Baluchestan University and field studies and objective observations were performed. The results of the observations indicate problems such as broken and old valves and their connections, old heads, improper siphons, improper use of water by people living in dormitories and improper irrigation of green space. The above are important factors in wasting a large volume of water. In this study, replacing dormitory valves with lever valves was suggested as the main solution. In order to investigate the effect of the proposed solution, the dormitory water supply network with two types of normal and lever valves was simulated with WaterGEMS software. The simulation results showed that the use of lever valves reduces water consumption by about 23% and can have a significant impact on reducing water consumption and water costs. Therefore, it can be concluded that replacing lever valves, while being practical and economical will significantly reduce water consumption.

    Keywords: Water Consumption Pattern, WaterGEMS, Sistan, Baluchestan University Dormitory, Lever Valves
  • مسیح الله محمدی، بهروز سبحانی*

    هدف این پژوهش ارایه روشی بر مبنای الگوریتم های جهانی و تجربی جهت برآورد رطوبت نسبی در استان سیستان و بلوچستان است. بدین منظور از تصاویر ترا مودیس و از محصولات (MOD05, MOD07) مربوط به بازده زمانی 10 ساله (1 ژانویه 2009 تا 31 دسامبر 2018) در شرایط بدون ابر به عنوان داده های منتخب استفاده شد. برای اعتبار سنجی لایه های به دست آمده (دمای نزدیک سطح زمین، فشار سطح زمین، آب قابل بارش TPW و رطوبت نسبی)، داده های ایستگاه زمینی و رادیوساند مورداستفاده قرار گرفت. مقدار R2 و REMS لایه های ثبت شده از سنجنده و داده های زمینی قابل قبول بودند و داده های سنجده هم خوانی مناسبی با اندازه گیری های ایستگاه های زمینی داشتند. نتایج به دست آمده حاکی از این هستند که عامل ارتفاع نقش تعیین کننده ای در فرا سنج دما دارد. حداقل مقدار آب قابل بارش، 6 میلی متر در مناطق خاش، میر جاوه و سراوان در فصل سرد سال و حداکثر آن با 49 میلی متر در مناطق ساحلی در فصل گرم سال ثبت شده است. میزان متوسط رطوبت نسبی در فصل سرد سال در کل استان در حالت تعادل قرار دارد ولی در فصل گرم سال از حالت تعادل خارج می شود که در سواحل دریای عمان بالای 60 درصد و در مرکز استان (خاش، میر جاوه و زاهدان) کمتر از 10 درصد است.

    کلید واژگان: پهنه بندی, رطوبت نسبی, سیستان و بلوچستان, الگوریتم تجربی, سنجنده MODIS
    Masiholah Mohammadi, Behrouz Sobhani *

    The purpose of this research is to present a method based on global and experimental algorithms for estimating relative humidity in Sistan and Baluchestan province. For this purpose, Terra MODIS images and products (MOD05, MOD07) of 10-years (1-Jan-2009 to 31-Des-2018) under cloudless conditions were used as selected data. To validate the obtained layers (near ground surface temperature, ground surface pressure, total perceptible water, TPW, and relative humidity), the ground station and the radio sound data were used. The R2 and REMS values of the recorded layers from the sensor and the ground data were acceptable and the sensed data were in good agreement with ground station measurements. Results show that the altitude factor play an important role in temperature measurement. The minimum amount of TPW has been recorded to be 6 mm in the Khash, Mir Java and Saravan regions in the cold season and the maximum amount of TPW has been recorded to be 49 mm in the coastal areas in the warm season. The average relative humidity in the province is in equilibrium in the cold season, while it is out of equilibrium in the hot season, so that it is above 60% on the coast of Oman and less than 10% in the central province (Khash, Mir Java and Zahedan).

    Keywords: zoning, relative humidity, Sistan, Baluchestan, Experimental Algorithm, MODIS Measurement
  • رضا میر*، غلامرضا عزیزیان، علیرضا مساح بوانی، علیرضا گوهری

    با هدف توسعه تحلیل آسیب پذیری دشت سیستان به نوسانات و کاهش منابع آب رودخانه هیرمند از چارچوب آسیب پذیری فوزل با رویکرد برگشت پذیری گذار استفاده شده است. مولفه های اقتصادی- اجتماعی و بیوفیزیکی مطرح شده در این چارچوب، در مجموعه ای از زیرسیستم های مدل پویایی سیستم ها درنظر گرفته شده است. بر این اساس چهار سطح برگشت پذیری مرجع بر پایه آورد سالانه رودخانه هیرمند تعریف و مقادیر مشخصه های نگرانی تحت ساختار موجود منطقه تا افق 1430 مشخص شد. در ادامه، راهکارهای پیشنهادی در ساختار اقتصادی- اجتماعی تحت دو حالت بحرانی مخاطره کم آبی و نوسان جریان رودخانه به کار گرفته شدند. مقادیر مشخصه های نگرانی دو حالت مذکور با هریک از سطوح برگشت پذیری مرجع مطابقت داده شدند. نتایج حکایت از مناسب بودن گزینه سیاستی کاهش مصرف آب و اهمیت پیامدهای زیست محیطی مولفه بیوفیزیکی دارد. به نحوی که حالت های مخاطره کم آبی و نوسان جریان دارای درآمدهایی به ترتیب 9490 و 5100 میلیارد ریال (به قیمت پایه سال 1390) بوده اند ولی دارای جمعیت و سطح رفاهی یکسان هستند که علت آن به تامین 117 و 600 میلیون متر مکعب از نیاز زیست محیطی ارتباط دارد. مدیریت، توسعه و حمایت مستمر بخش صنعت قادر خواهد بود الگوی "موفقیت برای موفق ها" را برای بخش اجتماعی- اقتصادی سیستان به ارمغان آورد.

    کلید واژگان: برگشت پذیری, آسیب پذیری, منابع آب, دینامیک سیستم ها, سیستان
    R. Mir*, Gh. R. Azizyan, A. R. Massah Bavani, A. R. Gohari

    This study aimed to investigate the vulnerability of Sistan plain to fluctuations and Water Scarcity in Hirmand River using the vulnerability framework, by applying the resilience approach. The socioeconomic and biophysical components presented in this framework were embedded in a set of subsystems of the System Dynamics (SD) model. According to this, four levels of reference resilience were defined based on the annual flow from the Hirmand River, and the system attributes of concern were identified under the existing structure until 2050. Then, the proposed strategies to the socio-economic structure of the model were applied under two critical conditions of water scarcity and fluctuations of the river flow. The values associated to the system attributes of concern of the two mentioned conditions were compared with the reference resilience levels. The results showed the efficiency of the policy option in reducing water scarcity and the importance of the environmental impacts of the biophysical component. For example, the two modes of water scarcity and water inflow fluctuations had the revenues of 9490 and 5100 billion IRR (annual income according to the base price of 2011), but they had the same population and residentchr('39')s utility, which was related to receiving 117 and 600 MCM of the environmental demand, respectively. Management, development and continuous support of the industrial sector can provide a "Success to the Successful" archetype for the socio-economic section of Sistan Plain.

    Keywords: Resilience, Vulnerability, Water resources, System dynamics, Sistan
  • محمد رحیمی، کامیار شکوهی رازی*، علی اصغر ذوالفقاری
    سابقه و هدف
    خشک شدن تالاب های بین المللی هامون و توفان های گردوغبار ایجادشده از بستر این تالاب ها در دو دهه اخیر به عنوان یکی از مهم ترین دغدغه های زیست محیطی شرق کشور مطرح بوده است. تحقیق حاضر با هدف بررسی ارتباط بین متغیرهای هواشناختی دما، بارش و دبی آب ورودی رودخانه هیرمند با میزان تخریب زمین در بستر هامون ها در یک بازده زمانی 21 ساله (1996-2016) انجام شده است. مواد و روش ها: به این منظور داده های هواشناختی دما و بارش در سه ایستگاه سینوپتیک قندهار، فراه و زابل اخذ و داده های بارش TRMM و داده های دمای ERA از طریق سایت مربوطه تهیه شد. بررسی تخریب زمین در بستر هامون ها بر اساس مدل مدالوس و معیارهای پنج گانه فرسایش بادی، کیفیت خاک، کیفیت اقلیم، کیفیت مدیریت و پوشش گیاهی مورد ارزیابی قرار گرفت و میزان همبستگی داده های دما، بارش و دبی با تخریب زمین تعیین شد. یافته ها: بررسی ها نشان داد که دبی آب ورودی رودخانه هیرمند به بستر هامون ها طی دوره بازده زمانی 21 ساله (1996-2016) روند نزولی داشته و کلاس تخریب زمین در طی مدت موردنظر در تمام واحدهای کاری از کلاس خطر متوسط به کلاس خطرخیلی شدید افزایش یافته است. همچنین میزان ضریب همبستگی داده های دما با دبی آب ورودی و تخریب زمین به ترتیب 587/0- (سطح متوسط) و 735/0 (سطح قوی) بوده، درحالی که همبستگی دبی با بارش با میزان 66/0 در سطح متوسط قرار داشته است. همبستگی بین متغیر بارش و دبی با تخریب زمین به ترتیب با مقادیر 90/0 و 84/0 در سطح قوی قرار گرفتند. نتیجه گیری: نتایج نشان می دهد که تخریب زمین در بستر هامون ها همبستگی مناسبی با تغییرات دما، بارش و دبی ورودی هیرمند دارد. میزان همبستگی محاسبه شده، نشان دهنده وجود یک ارتباط غیر هم جهت بین تخریب زمین با دبی ورودی و میزان بارش است و در خصوص دما این همبستگی به صورت هم سو است. بین سال های 1996 الی 2002 با افزایش مقدار دما، کاهش میزان بارش ها و به طبع آن کاهش دبی ورودی رودخانه هیرمند به هامون ها، میزان کلاس تخریب زمین افزایش یافته و در سطح خیلی شدید قرار می گیرد. در سال 2003 با کاهش میزان دما و افزایش میزان بارش ها، مقدار دبی ورودی رودخانه هیرمند افزایش یافته و درنهایت شاهد کاهش شدت تخریب زمین در واحدهای کاری به سطح شدید و متوسط هستیم. در سال 2004 تا 2016 میزان بارش ها در حوضه هیرمند با کاهش روبرو بوده که به دنبال آن مقدار دبی ورودی به تالاب های هامون با کاهش مجدد مواجه شده و شدت تخریب زمین در واحدهای کاری در سطح خیلی شدید قرار می گیرد.
    کلید واژگان: تغییر اقلیم, تخریب زمین, مدالوس, سیستان, تالاب هامون
    Mohammad Rahimi, Kamyar Shokouhi Razi *, Ali Asghar Zolfaghari
    Background and objectives
    The drying of Hamoon international wetlands and dust storms caused by these wetlands bed in the past two decades have been considered as one of the main environmental concerns of the eastern part of Iran. The purpose of this study was to investigate the relationship between meteorological variables of temperature, rainfall and discharge of the entrance water of the Hirmand River with the amount of land degradation in the Hamoon in a 21-year (1996- 2016) interval.
    Materials and methods
    For this purpose, weather data of temperature and precipitation were obtained at three synoptic stations of Kandahar, Farah and Zabol, and TRMM rainfall data and ERA temperature data were obtained from the related website. Land degradation based on the MEDALUS model and five criteria of wind erosion, soil quality, climate quality, management quality and vegetation was evaluated in Hamoon basin. The correlation between temperature, precipitation and discharge data was determined to land degradation statue.
    Results
    Investigations showed that the inflow of Hirmand River inlet to the Hamoon bed has been decreasing during this period, and the land degradation class has increased very drastically in all working units from the middle class to the severe class. Also the correlation of temperature data with inlet water discharge and land degradation were -0.558 (moderate level) and 0.735 (strong level) respectively, while the correlation of discharge with precipitation was 0.666. Correlations between precipitation and discharge with land degradation were found to be strong at 0.901 and 0.843, respectively.
    Conclusion
    The results showed that the land degradation in the bed of the Hamoon has a good correlation with temperature changes, precipitation and inflow discharge. This correlation is such that it shows the indirect relationship between the amount of land degradation with the amount of inflow discharges and recorded precipitation and the temperature is correlated with each other. Between 1996 and 2002, the rate of land degradation increased and reached a very severe level with increasing temperature, decreasing precipitation and consequently reducing the inflow rate of the Hirmand River to the Hamoon. In 2003, with temperature decrease and the increase in precipitation, the inflow rate of the Hirmand River increased and finally the intensity of land degradation was reduced in the medium to high intensity units. In 2004 to 2016, the amount of rainfall in the Hirmand basin declined, with the result that the amount of discharge to the Hamoon wetlands declines again and the intensity of land degradation in the work units is at a very high level.
    Keywords: Climate Change, Land Degradation, MEDALUS, Sistan, Hamoon Wetland
  • هادی سیاسر، علی دیندارلو*

    در شرایط کمبود آب، مدیریت منابع آبی و استفاده کارآمد از آب موجود برای تولید پایدار محصولات مورد نیاز در نواحی خشک و نیمه خشک امری ضروریست. در این بین، تبخیرتعرق نقش بسیار مهمی دارد که یکی از اجزای اصلی چرخه هیدرولوژیکی بوده و تخمین درستی از آن در موفقیت پروژه های آبی و تولید پایدار تاثیر بسزایی خواهد داشت. تعیین دقیق نیاز آبی گیاهان زراعی و باغی راندمان آبیاری را افزایش و در نتیجه مدیریت آب در مزرعه را بهبود خواهد داد. برای برآورد دقیقی از نیاز آبی گیاه، لازم است تا تبخیرتعرق گیاه مرجع، بدرستی محاسبه گردد. در طی چند سال، استفاده از ابزارها و مدل های یادگیری و روش های نوین هوشمند، برای برآورد تبخیرتعرق گیاه مرجع، به طور گسترده رو به رشد بوده است. بنابراین، لازم است تا درستی این مدل ها و روش ها برای مناطق مختلف بررسی شود. منطقه سیستان یکی از مناطق حاصلخیز کشور است که متاسفانه سالیان متمادی است، پدیده خشکسالی، کشاورزی پررونق در این منطقه را بی رمق کرده است. لذا، هرگونه بی توجهی به مقوله آب در این منطقه می تواند خسارت سنگینی برای آن محسوب شود. در این تحقیق، پارامترهای اقلیمی موثر در محاسبه تبخیرتعرق مرجع روزانه در دشت سیستان شناسایی و توسط سناریوهای مختلف (از M1 تا M25) از ترکیب پارامترهای هواشناسی (از ایستگاه های مختلف هواشناسی شهرستان زابل بین سال های 2009-2018 تامین شد) به عنوان ورودی مدل های درخت تصمیم، جنگل تصادفی و یادگیری عمیق، بررسی گردید و بهترین الگو توسط مدل استخراج شد. سپس میزان دقت حاصل از نتایج این مدل ها، با روش تجربی پنمن مانتیث فایو، به عنوان روش مبنا مقایسه گردید. این نتایج نشان دادند که سناریوی M10 با بیشترین ضریب همبستگی(983/0R=) و کمترین خطا (003/1RMSE=) به عنوان بهترین الگو در مدل درخت تصمیم می باشد. در مدل جنگل تصادفی، باز هم برترین سناریو الگوی M10 با 003/1RMSE= ، 8/0MAE= و 981/0 R=به عنوان الگوی برتر شناخته شد و همچنین در مدل یادگیری عمیق الگوی M5 با 517/0RMSE= ، 399/0 MAE=و 996/0RMSE= به عنوان بهترین الگوی در مدل یادگیری عمیق در منطقه مورد مطالعه برگزیده شد. به منظور بررسی اهمیت پارامترهای مختلف هواشناسی در نتایج مدل های مذکور، از بین تمامی پارامترهای مدل درخت تصمیم، بترتیب دمای میانگین، تندی باد، دمای بیشینه و دمای حداقل و در مدل جنگل تصادفی پارامترهای موثر به ترتیب دمای حداکثر، تندی باد، دمای میانگین و تبخیر از تشت و در مدل یادگیری عمیق، به ترتیب دمای میانگین، دمای بیشینه، تندی باد و رطوبت حداقل بیشترین تاثیر و اهمیت را در مقدار تبخیرتعرق روزانه دارند. به عنوان نتیجه گیری کلی می توان گفت که مدل یادگیری عمیق به عنوان بهترین مدل در بین مدل های انتخابی می باشد و همچنین سناریوی M5 در مدل یادگیری عمیق از دقت بالاتری (996/0R= و 517/0RMSE=) برای مدل سازی تبخیرتعرق پتانسیل مرجع برخوردار است.

    کلید واژگان: تبخیروتعرق, مدل های یادگیری عمیق, درخت تصمیم, جنگل تصادفی, روش فائو پنمن, مانتیث, سیستان, سناریو
    Hadi Siasar, Ali Dindarlou*
    Introduction

    In water scarcity conditionals, water resources management and accurate use of available water for sustainable production of required products in arid and semi-arid areas are essential. To achieve this management, the evapotranspiration plays a very important role that is one of the main components of the hydrological cycle and successes of water projects and sustainable production depends on the correct estimation of that. Determination of the water requirement of crops and gardens will increase the irrigation efficiency and improve water management in the field. In order to estimate the evapotranspiration, it is necessary to accurately calculate reference evapotranspiration. So far, many experimental methods have been proposed to estimate the reference evapotranspiration. The penman montieth fao method is one of the most precise methods to determine of that and limitations of using that is calibrating for areas that will be used.Over the last few years, the uses of learning tools and innovative methods have been widely used to estimate the reference evapotranspiration. Therefore, it is necessary to check the correctness of these models and methods for different regions.

    Methods

    Sistan is one of the fertile regions of Iran, which, unfortunately, over the years, the phenomenon of drought has been swept away the active farming in the area and destroyed a boom in agricultural production in this region. Nevertheless, the main occupation of rural people in this region is still agriculture. Any neglect on the water category in this area, can be a serious damage to it. Winds for more than 120 days are main climate feature of this region that has extremely been increase the evaporation. Therefore, it is necessary to extract the highest efficiency from the limited water in the area. So, in this research, the effective climatic parameters to calculate of daily reference evapotranspiration in Sistan plain were identified and analyzed using different scenarios of the combination of meteorological parameters. These scenarios were used as inputs models of decision trees, random forest and deep learning. The best scenario was extracted by results of models. Then, the accuracy of the results was compared with the experimental method of penman montieth fao as the basis method. Scenarios were M1 - M25. Used data in these scenarios were max, min and average of two temperature and humidity parameters, rainfall, sunshine, wind speed and pan evaporation. The data were provided from the Zabul meteorological stations for 2009-2018. 80% of the data have been use for training and the remaining 20% for testing the models.

    Results

    Results of these models were compared with the estimated results by the penman montieth fao model and shown, in decision tree model, M10 scenario with the lowest error rate ( RMSE=1.003 ) and the highest correlation coefficient ( R=0.983 ) was the best scenario. In random forest model, M10 scenario with the lowest error rate ( RMSE=1.003 ), MAE=0.8 and the highest correlation coefficient ( R=0.983 ) was the best scenario. In deep learning model, M5 scenario with the lowest error rate ( RMSE=0.517 ), MAE=0.399 and the highest correlation coefficient ( R=0.996 ) was the best scenario. In results of the supporting machine model and selecting the best model, by evaluating the comparison of decision tree and deep learning models, it was shown that a specific pattern can be introduced for Sistan region with proper accuracy for estimating daily reference evapotranspiration and should introduce a superior scenario for each model. In order to deliberation the importance of various meteorological parameters in the results of the mention models, among all the parameters have used in decision tree model, average temperature, wind speed, maximum temperature and minimum temperature, respectively, had the most importance. In random forest model, maximum temperature, wind speed, average temperature and pan evaporation, respectively, had the most importance. Finally in deep learning model, average temperature, maximum temperature, wind speed and minimum humidity, respectively, had the most effect on calculation of daily reference evapotranspiration in case study region. As a general conclusion can say, deep learning model is the best model among selected models and M5 scenario in deep learning with the highest correlation coefficient ( R = 0.996 ) and the lowest error ( RMSE=0.517 ), had a good accuracy to modeling of daily reference evapotranspiration.

    Keywords: Evapotranspiration, Deep learning, flat decision, random forest models, Penman, Monteith FAO model, Sistan, Senario
  • عباس میری*
    سابقه و هدف

    در طی دهه های اخیر طوفان های گردوغبار به یکی از مخاطرات جدی طبیعی در دنیا تبدیل شده اند. اگر چه این پدیده از جنبه های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است، تغییرات لحظه ای پارامترهای مرتبط با این پدیده و همچنین تغییرات فراوانی ماهانه و سالانه این پدیده در مناطق تحت تاثیر نیاز به بررسی دارد. از اینرو در این تحقیق تغییرات لحظه ای سرعت باد و دید افقی در طی شبانه روز، ماه های مختلف سال و همچنین تغییرات فراوانی ماهانه و سالانه طوفان های گردوغبار در منطقه سیستان مورد مطالعه قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    منطقه سیستان در جنوب شرق ایران به عنوان منطقه مورد مطالعه در نظر گرفته شد. این منطقه دارای اقلیم گرم و خشک، متوسط بارندگی سالانه کم (59 میلیمتر) درجه حرارت بالا (میانگین سالانه 22 درجه سانتیگراد) و بادهای 120 روزه می باشد. جهت بررسی تغییرات لحظه ای سرعت باد و دید افقی داده های ثبت شده در مقیاس زمانی سه ساعته در ایستگاه سینوپتیک زابل از سازمان هواشناسی کشور برای بازه زمانی 1370-1397 دریافت گردید. همچنین جهت بررسی تغییرات فراوانی طوفان های گردوغبار وغبارناکی منطقه مورد مطالعه از دو شاخص DDI (روزهایی که سرعت باد بیشتر از 15 متر بر ثانیه و دید افقی کمتر از 1000 متر می باشد) و DSI (شاخص غبارناکی) استفاده شد. تغییرات روزانه، ماهانه و سالانه PM10 (ذرات معلق در هوا با قطر کمتر از 10 میکرون) نیز در بازه زمانی 1392-1397 مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    الگوی تغییرات لحظه ای باد و دید افقی و همچنین غلظت PM10 در طی شبانه روز در تمامی ماه های سال و در بازه زمانی مورد برسی یکسان بوده و حداکثر غلظت PM10 و حداقل دید افقی در ساعت 10:30 صبح منطبق با حداکثر سرعت باد رخ می دهد. همچنین در ساعت 7:30 بعدازظهر منطبق با به حداقل رسیدن سرعت باد و غلظت PM10 میزان دید افقی به حداکثر میرسد. فراوانی ماهانه شاخص های DDI و DSI و همچنین غلظت PM10 نشان داد که ماه تیر بالاترین مقادیر این شاخص ها یعنی 8DDI = روز، 15 DSI = روز و662 PM10 = میکروگرم در مترمکعب را دارا می باشد. در طول دوره مورد بررسی سال 1380 با 31860 دقیقه (531 ساعت) زمان طوفانی و دارا بودن شاخص 74DDI = روز از بالاترین فراوانی این پدیده برخوردار بوده است. بطور کلی بازه زمانی 1378-1383 از شرایط غبارکی شدیدتری نسبت به بازه های زمانی 1370-1377 و 1384-1397 برخوردار می باشد. در این بازه های زمانی شاخص DSI بترتیب 14، 174 و 66 روز برآورد گردیده است. ارتباط معنی دار بین تغییرات سرعت باد و دید افقی، بین سرعت باد و غلظت مواد معلق در هوا و بین دید افقی و غلظت مواد معلق در هوا نشان داد که میزان دید افقی و غلظت مواد معلق در هوا کاملا به سرعت باد وابسته می باشد. همچنین ارتباط معنی داری بین غلظت مواد معلق در هوا (PM10) با شاخص های DDI و DSI نیز برقرار گردید. با برقراری ارتبط بین شاخص های DDI، DSI، PM10 و متوسط سالانه سرعت باد مشخص گردید که تغییرات این پارمترها نیز کاملا وابسته به تغییرات سرعت باد می باشد.

    نتیجه گیری

    در بازه زمانی 27 ساله مورد بررسی شرایط غبارناکی بر منطقه سیستان حاکم بوده و در مقایسه با سایر مناطق ایران از وضعیت بحرانی تری از غبارناکی برخوردار می باشد بطوریکه فراوانی و شدت طوفان های گردوغبار در این منطقه نسبت به سایر مناطق بیشتر می باشد. از آنجاییکه غبارناکی منطقه سیستان به وضعیت دریاچه هامون مرتبط است بنظر می رسد بهترین راه جهت کاهش طوفان های گردوغبار احیای این دریاچه بوده تا بتوان شرایط تشکیل این پدیده را به حداقل رساند.

    کلید واژگان: طوفان های گرد و غبار, سرعت باد, دید افقی, سیستان
    Abbas Miri *
    Background and objectives

    In the recent decades dust storms have become serious natural hazards in the world. Although dust storms have been investigated in various aspects variation in wind speed and visibility and the frequency of dust storms requires more investigation. In this study, diurnal, monthly and yearly variation of parameters including wind speed, visibility and PM10 (particulate matter 10 micrometers or less in diameter) and frequency of dust storms is studied in the Sistan region for the twenty seven-year period.

    Materials and methods

    The Sistan in the southeast part of Iran is considered as the study area. Sistan has an arid and semi-arid climate with very low precipitation (59 mm) and air humidity and high evaporation (nearly 4820 mm) and annual temperature (22°C). To analysis the diurnal, monthly and yearly variation of wind speed and visibility, the collected data at the Zabol meteorological station were obtained from the Iran Meteorological Organization for study period. DDI (Dusty Days Index; the days with wind speed more than 15 m/s and visibility less than 1000 m) and DSI (Dusty Index) were applied in this study to analysis the monthly and yearly frequency of dust storms during 1991-2018. Furthermore, the hourly concentration of PM10 was received from the meteorological and environmental stations of the respective centers during 2013-2018.

    Results

    The results show similar diurnal, monthly and yearly patterns of wind speed, visibility and PM10 variation in all months during study period. The highest PM10 concentration and lowest visibility were observed at 10:30 am in accords with highest wind speed. The lowest PM10 and highest visibility occurred at 7:30 pm in accord with lowest wind speed. The greatest values of DDI, DSI and PM10 were observed in June. Furthermore, the greatest values of DDI, DSI and PM10 were observed in 2001 during study period. The period of 1999-2004 is dusty than the periods of 1990-1999 and 2005-2018 as DSI is 14, 174 and 66 days respectively. A strong correlation was observed between wind speed and visibility, wind speed and PM10 concentration and, visibility and PM10. These result show that either PM10 concentration or visibility depend on wind speed. Furthermore, a positive relationship was observed between PM10 and DSI and DDI.

    Conclusion

    In stud period, the Sistan region is dusty than other regions of Iran due to having greater frequency and intensity of dust storm. As the dustiness of Sistan is highly dependent on the situation of Hamoun lake, lake recovery is critical to reduce the intensity and frequency of dust storms.

    Keywords: Dust Storms, Wind speed, Visibility, Sistan
  • مهدی کلانکی، فاطمه کاراندیش*، پیمان افراسیاب، عیسی خمری، سیدمحمود طباطبایی
    بحران آب شیرین و شوری خاک مهم ترین عوامل محدود کننده کشاورزی در مناطق خشک محسوب می شوند، در چنین شرایطی بهره برداری سازگار با محیط زیست همچون کشت گیاهان دارویی می تواند راهبردی هوشمندانه برای این مناطق باشد. بدین منظور، آزمایش مزرعه ای با چهار تیمار و سه تکرار، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در شهرستان زهک طی سال زراعی 96-1395 انجام شد. تیمارهای آزمایش، استراتژی های مختلف آبیاری بودند که شامل آبیاری کامل با آب شیرین (F.FI)، آبیاری ناقص ریشه با آب شیرین (F.PRD)، آبیاری ناقص ریشه با آب شور (S.PRD) و آبیاری ناقص ریشه با آب شور و شیرین به صورت تناوبی (SF.PRD) می شوند. نتایج بدست آمده بیانگر این بود که بیش ترین مقادیر ارتفاع، تعداد چتر، شاخه های جانبی، وزن هزار دانه و عملکرد گیاه در تیمار F.FI بدست آمد و مقادیر آن ها، به ترتیب، cm 1/46، 42 عدد، 10 عدد، 86/0 گرم و 293 کیلوگرم بر هکتار بود. با این وجود، اختلاف معنی داری بین مقادیر عملکرد تیمار F.FI با تیمارهای F.PRD و SF.PRD مشاهده نشد. لذا می توان آبیاری ناقص ریشه با آب شور و شیرین را به عنوان بهترین راهکار کاهش مصرف آب شیرین در اقلیم های خشکی همچون منطقه سیستان برای کشت این گیاه دارویی توصیه نمود.
    کلید واژگان: آبیاری ناقص ریشه, آب شور, زنیان, سیستان
    Mahdi Kalanaki, Fatemeh Karandish *, Peyman Afrasiab, Issa Khamari, S.Mahmoud Tabatabaei
    Freshwater crisis and soil salinity are the most important factors that limiting agriculture in arid areas. In these conditions, cultivation of medicinal plants with considering environmental aspects can be an intelligence strategy for these areas. For this purpose, a field experiment with four treatments and three replications was conducted in randomized complete blocks design in Zahak city during 2016-2017. The treatments were consisted of full irrigation with fresh water (F.FI), partial root zone drying with fresh water (F.PRD), partial root zone drying with saline water (S.PRD) and partial root zone drying with saline and fresh water (SF.PRD). The highest values of plant height (46.1 cm), number of umbel per plant (42), number of branches per plant (10), 1000-seed weight (0.86 gr) and seed yield (293 kg ha-1) were observed in F.FI. There were non-significant differences between F.PRD, FI and SF.PRD in most traits. Results illustrated that application of PRD with alternate fresh and saline water was the best option for decreasing fresh water usage in arid climate of Sistan region.
    Keywords: Partial Root-zone Drying, Saline Water, ajwani, Sistan
  • اصغر ایرندگانی، محمد رحمانیان*، حمیدرضا اولیایی
    سابقه و هدف

    پتاسیم در شکل های مختلف در خاک وجود دارد. رفتار پتاسیم قابل استفاده در خاک، به دلیل تعامل آن با ویژگی های ذاتی خاک، دشوار است. اگر چه بیشتر خاک ها حاوی مقادیر زیادی پتاسیم هستند، اما اغلب خاک ها قادر به تامین مقادیر مناسب آن برای تغذیه گیاهان نیستند تا واکنش های تعادلی که بین شکل های مختلف پتاسیم رخ می دهد تاثیر عمیقی بر تغذیه پتاسیم داشته باشند. این پژوهش با هدف بررسی ارتباط شکل های مختلف پتاسیم (محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی) با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک های مناطق مرکبات کاری شهرستان های ایرانشهر و خاش در استان سیستان و بلوچستان انجام شد.

    مواد و روش ها:

     ابتدا بر اساس مطالعات قبلی، 30 نمونه از خاک های شهرستان های ایرانشهر و خاش با ویژگی های متفاوت مشخص گردید. سپس از عمق صفر تا 30 سانتی متری خاک ها نمونه برداری انجام شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و شکل های مختلف پتاسیم (محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی) به همراه پتاسیم کل اندازه گیری و ارتباط شکل های مختلف پتاسیم با یکدیگر و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک بررسی شد. 

    یافته ها:

    خاک های مورد مطالعه دارای بافت سبک، غیر شور و آهکی بودند. مقادیر کربن آلی در خاک ها در دامنه ی 6/0 تا 6/1 درصد، ظرفیت تبادل کاتیونی در دامنه ی 1/7 تا 5/10 سانتی مول بار در کیلوگرم و pH در دامنه ی 0/7 تا 4/7 متغیر بودند. مقادیر شکل های مختلف پتاسیم در شهرستان ایرانشهر، پتاسیم محلول از 4/1 تا 4/20، تبادلی از 122 تا 315، غیرتبادلی از 177 تا 388، ساختمانی از 5709 تا 13987 و کل از 8420 تا 14200 میلی گرم در کیلوگرم خاک متغیر بود. در شهرستان خاش مقادیر پتاسیم محلول از 7/5 تا 3/14، تبادلی از 129 تا 273، غیرتبادلی از 293 تا 439، ساختمانی از 5412 تا 14085 و پتاسیم کل از 9892 تا 13850 میلی گرم بر کیلوگرم قرار داشت. آزمون همبستگی نشان داد پتاسیم محلول با شن همبستگی مثبت معنا دار (r=0.5*) و با سیلت همبستگی منفی معنا دار (r=-0.5*) داشت. بین پتاسیم تبادلی با کربن آلی همبستگی مثبت معنا دار (r=0.7*)، با رس همبستگی مثبت معنا دار (r=0.5*) و با ظرفیت تبادل کاتیونی همبستگی مثبت معنا دار (r=0.7*) به دست آمد. بین پتاسیم غیرتبادلی با کربنات کلسیم معادل همبستگی منفی معنا دار (r=-0.8*) بدست آمد. بین شکل های مختلف پتاسیم همبستگی مثبت و معنا دار وجود داشت که نشان دهنده برقرای تعادل سریع بین این شکل های پتاسیم است.

     نتیجه گیری: 

    مقدار پتاسیم قابل دسترس گیاه (پتاسیم محلول، تبادلی، غیرتبادلی) در مناطق مرکبات کاری در استان سیستان و بلوچستان در شهرستان های ایرانشهر و خاش خوب بوده در نتیجه نیاز به کود پتاسیم در این دو منطقه نیست.

    کلید واژگان: شکل های پتاسیم, ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک, مرکبات, استان سیستان و بلوچستان
    Asghar Irandgani, Mohamad Rahmanian *, Hamidreza Owliaie
    Background and Objectives

    Potassium occurs in soils in various forms. The behavior of potassium in soil can be difficult due to its interaction with the intrinsic properties of the soil. Although most soils contain large quantities of potassium, but most soils are not able to provide proper amounts for plant nutrition, so that the equilibrium reactions occurring between different forms of potassium have a profound effect on potassium nutrition. This research was carried out with the aim of investigating the relationship between different forms of potassium (soluble, exchangeable, non- exchangeable and construction) with physical and chemical properties of soils in citrus areas of Iranshahr and Khash towns in Sistan and Baluchestan province.

    Materials and Methods

    First, according to previous studies, 30 samples of soils in Iranshahr and Khash towns with different characteristics. Then samplings were taken from depths of 0 to 30 cm. Physical and chemical properties of soil and various forms of potassium (soluble, exchangeable, non- exchangeable and construction) with total potassium were measured and relationship between different forms of potassium with each other and physical and chemical properties of soil were investigated.

    Results

    Soils were in general light in texture, non-saline and calcareous. Organic carbon values in soils ranged from 0.6 to 1.6 percent, cation exchange capacity ranged from 7.0 to 10.5 centimoles per kilogram, and the pH ranged from 7.0 to 7.4. The amounts of different forms of potassium in the city of Iranshahr, potassium soluble ranged from 1.4 to 20.4, exchangeable from 122 to 315, non- exchangeable from 177 to 388, construction from 5709 to 13987 and a total 8420 to 14200 mg kg-1 soil. In Khash city, potassium soluble ranged from 5.7 to 14.3, exchangeable from 129 to 273, non- exchangeable from 293 to 493, construction from 5412 to 14085 and a total 9892 to 13850 mg kg-1 soil. Correlation test showed that there was a significant positive correlation between soluble potassium and sand (r= 0.5*) and negative correlation with silt (r= -0.5*). There was a significant positive correlation between exchangeable potassium and organic matter (r= 0.7*), significant positive correlation with clay (r= 0.5*) and significant positive correlation with cation exchange capacity (r= 0.7*). Between non- exchangeable potassium and calcium carbonate there was a significant negative correlation (r= -0.8*). Significant positive relationships among various fractions of soil K indicated existence of a dynamic equilibrium between different forms of K.

    Conclusion

    The amount of potassium available in the plant (soluble, exchangeable, non- exchangeable potassium) is good in citrus growing areas in Sistan and Balouchestan province of Iranshahr and Khash, and therefore does not require potassium fertilizers in these two regions

    Keywords: Potassium forms, Soil physical, chemical properties, Citrus, Sistan, Balouchestan province
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال