فهرست مطالب

نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)
سال بیست و یکم شماره 2 (پیاپی 80، تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/06/19
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مجتبی خوش روش، مجتبی ولی زاده صفحات 1-14
    احداث سد مخزنی در بالادست حوضه آبریز تجن به عنوان یکی از فعالیت های انسانی جهت تامین آب شرب، برقابی، کشاورزی، کنترل سیلاب و یا سایر اهداف می تواند روی سایر بخش ها نظیر منابع آب زیرزمینی تاثیرگذار باشد. هدف این پژوهش، بررسی اثر احداث سد مخزنی شهید رجایی روی منابع آب زیرزمینی دشت ساری- نکا در یک دوره 26 ساله (1390-1364) با استفاده از روش های زمین آمار و آزمون های آماری پارامتری و ناپارامتری می باشد. نتایج آزمون های آماری نشان داد که تغییرات سطح آب زیرزمینی در طول این 26 سال، روند صعودی غیر معنی داری داشت. عامل های کیفی EC،TDS ، TH، Cl، SO4، Mg، Na، SAR در محدوده مورد مطالعه، روند نزولی معنی دار را در سطح اطمینان 5 درصد در آزمون های پیرسون و کندال نشان دادند. تغییرات کیفی منابع آب زیرزمینی در منطقه، نشان از بهتر شدن وضعیت منابع آب به دلیل احداث سد مخزنی داشت. نتایج تحلیل مکانی در محدوده مورد مطالعه با استفاده از روش کریجینگ در سه سال 1364، 1378 و 1390 نیز نشان داد که در سال 1378 (سال بهره برداری از سد)، اغلب عامل های کیفی از سال 1364 تا زمان بهره برداری سد (1378) به بالاترین مقدار خود رسیده اند و بعد از آن در سال 1390 مقدار آنها کاهش یافته است. نتایج این پژوهش نشان داد که با احداث سد و بهره برداری از طرح شبکه آبیاری و زهکشی سد شهید رجایی، سطح آب زیرزمینی در قسمت شمالی دشت به دلیل فعالیت های کشاورزی بالا آمده که به تبع آن روی کیفیت منابع آب در این منطقه تاثیر به سزایی گذاشته است.
    کلیدواژگان: آزمون های پارامتری و ناپارامتری، زمین آمار، تغییرات سطح آب، آنالیز شیمیایی، ماتریس همبستگی
  • عبدالحسین بوعلی، حسین بشری، رضا جعفری، محسن سلیمانی صفحات 15-28
    برای ارزیابی صحیح پتانسیل بیابانزایی در اکوسیستم های مختلف باید از شاخص ها و روش های مناسب استفاده نمود. در این تحقیق بیابانزایی منطقه سگزی واقع در شرق اصفهان با استفاده از فاکتورهای موثر در معیار خاک مدل مدالوس ارزیابی و با استفاده از شبکه های باور بیزین (BBN) یک مدل علت و معلولی برای بررسی بیابانزایی این منطقه استفاده شد. برخی ویژگی های خاک از جمله بافت، میزان سدیم و کلر محلول در خاک، مواد آلی، نسبت جذبی سدیم (SAR)، هدایت الکتریکی (EC) و میزان گچ‏ مربوط به 17 پروفیل خاک در منطقه استفاده شد. با انجام تجزیه و تحلیل های سناریوهای مختلف و حساسیت سنجی در مدل شبکه باور بیزین، تاثیر عوامل موثر بر کیفیت خاک منطقه بر روند بیابانی شدن منطقه بررسی شد. نتایج نشان داد که روش تلفیقی حاضر می تواند عدم اطمینان ناشی از تاثیر ویژگی های مختلف خاک بر روند بیابانی شدن را نشان دهد. براساس نتایج مدل مدالوس‏‏ 28/28 درصد از منطقه دارای کیفیت نامناسب و 72/71 درصد از منطقه دارای وضعیت متوسط از لحاظ کیفیت خاک بودند. آنالیز حساسیت در هر دو مدل نشان داد که مواد آلی، SAR و EC موثرترین عوامل ادافیکی موثر در بیابانی شدن منطقه می باشند. ارزیابی اثرات روش های مختلف مدیریتی بر این متغیرها می تواند مدیران را کمک کند که استراتژی های مناسب مدیریتی برای کنترل فرآیند بیابانی شدن اتخاذ نمایند.
    کلیدواژگان: مدل سازی بیزین، مدالوس، تحلیل حساسیت سنجی، سلامت خاک، تحلیل سناریو
  • فاطمه جلیلیان، بهاره بهمنش، مجید محمداسمعیلی، پرویز غلامی صفحات 29-43
    در پژوهش حاضر، تغییرات شاخص های مختلف پوشش گیاهی و خصوصیات مختلف فیزیکوشیمیایی خاک در سه تیمار پخش سیلاب، قرق و چرای دام (تیمار شاهد)، در منطقه پشرت واقع در استان مازندران، مورد بررسی و مقایسه واقع گردید. به منظور اندازه گیری خصوصیات مختلف خاک، اقدام به برداشت 18 نمونه خاک (6 برداشت در هر تیمار) از عمق صفر تا 30 سانتی متری در تیمارهای مورد نظر گردید. برای بررسی شاخص های مختلف پوشش گیاهی نیز، تعداد 90 پلات (9 ترانسکت 100 متری) به صورت تصادفی سیستماتیک در تیمارهای مورد مطالعه اجرا و اندازه گیری های لازم انجام گرفت (30 پلات در هر تیمار). سپس در هر یک از این پلات ها، درصد پوشش تاجی به تفکیک گونه ها مشخص و برای بررسی و ارزیابی تنوع و غنای گونه ای در هر سه تیمار، از دو شاخص تنوع شانون- واینر و سیمپسون و شاخص های غنای مارگالف و منهنیک استفاده گردید. درنهایت، داده های به دست آمده از هر دو بخش خاک و پوشش گیاهی در سه تیمار مورد مطالعه، با استفاده از آنالیز واریانس یکطرفه و آزمون دانکن باهم مقایسه و مورد ارزیابی واقع شدند. نتایج نشان داد که پخش سیلاب و قرق باعث افزایش معنی دار درصد شن و ازت کل و کاهش معنی دار درصد سیلت و پتاسیم نسبت به تیمار شاهد بوده است. همچنین، درصد رس و ماده آلی، مقادیر اسیدیته خاک، هدایت الکتریکی و فسفر خاک هیچگونه اختلاف معنی داری را در تیمارهای مورد مطالعه نشان نداده است. نتایج آنالیز واریانس شاخص های مختلف تنوع، غنا و یکنواختی گونه ای نشان داد که همه شاخص ها پاسخ معنی داری در هر سه تیمار با هم داشتند و بیشترین تنوع و غنای گونه ای در تیمارهای پخش سیلاب و قرق مشاهده گردید. با توجه به تغییرات ایجاد شده در خصوصیات خاک و پوشش گیاهی در تیمارهای پخش سیلاب و قرق نسبت به شاهد، می توان بیان نمود که اجرای عملیات پخش سیلاب و قرق در منطقه مورد مطالعه تاثیر مثبتی در اصلاح بافت خاک، افزایش نفوذپذیری خاک و درنهایت بهبود وضعیت پوشش گیاهی داشته است.
    کلیدواژگان: خصوصیات فیزیکوشیمیایی، شاخص های پوشش گیاهی، آنالیز واریانس، پشرت
  • علی مرشدی، مهدی نادری، سید حسن طباطبایی، جهانگرد محمدی صفحات 45-55
    روش های متداول برآورد تبخیر و تعرق ناشی از داده های نقطه ای هستند که کاربرد آنها محدود و قابل تعمیم به مناطق و حوضه های آبخیز وسیع نمی باشند. فناوری سنجش از دور این قابلیت را دارد که با استفاده از تصاویر ماهواره ای و برخی داده های هواشناسی مقدار تبخیر و تعرق را در منطقه ای وسیع برآورد نماید. در این پژوهش به مقایسه برآوردهای تبخیر و تعرق به کمک مدل های SEBAL و METRIC براساس داده های سنجنده ETM+ از ماهواره لندست7 نسبت به تبخیر و تعرق اندازه گیری شده از لایسیمتر در هفت تاریخ گذر ماهواره در محدوده دشت شهرکرد واقع در حوضه آبخیز رودخانه کارون پرداخته شد. نتایج نشان داد مدل SEBAL دارای کمترین مقادیر شاخص های NRMSE، MAE و MBE (به ترتیب برابر با 317/0، 503/1 میلی متر بر روز و 973/0- میلی متر بر روز) و بیشترین مقدار شاخص d (768/0) بوده است. شاخص های آماری مذکور برای مدل METRIC به ترتیب برابر با 420/0، 120/2، 023/2 و 646/0 بوده است. به طور کلی نتایج نشان داد مدل SEBAL از دقت بیشتری در برآورد تبخیر و تعرق نسبت به مدل METRIC تحت شرایط حاکم بر دشت شهرکرد برخوردار بوده است. تا زمانی که امکان تامین آمار کامل هواشناسی به صورت ساعتی فراهم آید و یا برخی اصلاحات بر مدل METRIC انجام شود، نتایج مدل SEBAL به واقعیت نزدیک تر بوده و لذا مدل SEBAL توصیه می شود.
    کلیدواژگان: تصویر ماهواره، لندست، توازن انرژی سطح، یونجه
  • صدیقه ابراهیمیان، محمد نهتانی، حسین صادقی مزیدی صفحات 57-68
    اساس آمایش سرزمین پهنه بندی ژئومورفولوژیک سطح زمین است که اولین مرحله آن تعیین پهنه های همگن سطح زمین از نظر خصوصیات ژئومورفولوژیک می باشد. در این مطالعه به منظور تشخیص محدوده های مناسب برای تغذیه مصنوعی در منطقه کوهستانی گهر و دشت گربایگان، در استان فارس، از پهنه بندی سطح زمین با ضرایب کمی ایوانس- شری استفاده گردید. پهنه بندی سطح زمین به روش کمی به دلیل تعیین و تفکیک دقیق تیپ ها، رخساره ها و عوارض سطحی زمین نقش مهمی در تعیین دقیق ترقابلیت اراضی دارد. برای این تحقیق داده های رقومی ارتفاعی با دقت 10 متر اخذ شده از سازمان نقشه برداری مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از ابزار برازش سطح در نرم افزار متلب رابطه مربوطه به هر فرم به قطعات محدود، از سطح برازش شد و با اعمال برنامه های داده شد. سپس هر یک از ضرایب کمی به صورت پهنه هایی مشخص شد. برای تعیین درجه برازش از پارامتر مجموع اختلاف مربعات اختلافات سطح استفاده گردید. که با استفاده از درجه برازش درجه مناسب بودن سطح برای مکان یابی بهینه پخش سیلاب با دید مورفولوژی سطحی، تعیین شد. که نتایج نشان می دهد که سطوح واقع در پایین دست مخروط افکنه ها و دشت ها در جنوب منطقه مورد مطالعه مناسب ترین مناطق برای پخش سیلاب هستند که در مجموع سطحی معادل 10 درصد از مساحت کل منطقه را در بر می گیرند.
    کلیدواژگان: ایوانس - شری، پهنه بندی کمی ژئومورفولوژیک، پخش سیلاب، گربایگان
  • فاطمه حسینی، محمدرضا مصدقی، محمدعلی حاج عباسی، محمدرضا سبزعلیان، محسن سلیمانی، مژگان سپهری صفحات 69-82
    آب گریزی بر بسیاری از ویژگی های خاک از جمله پایداری خاکدانه ها موثر است. بافت خاک و ماده آلی حاصل از بقایای گیاهی و ترشحات ریشه گیاهان و ریزجانداران از منابع اصلی ایجاد پوشش های آب گریز در خاک می باشند. از مهم ترین علف های دائمی و سرمادوست گیاه فسکیوی بلند (Festuca arundinacea Schreb.) است که رابطه همزیستی با قارچ اندوفیت Epichloë coenophaila برقرار می کند و این همزیستی سبب افزایش مقاومت گیاه به تنش های زیستی و غیرزیستی و تغییر سرعت تجزیه بقایا و ویژگی های مختلف خاک می شود. در این پژوهش اثر بقایای گیاه فسکیوی بلند حاوی اندوفیت (E+) و عاری از اندوفیت (E−) در سه سطح صفر، یک و دو درصد بر کربن آلی، تنفس میکربی پایه، رس قابل پراکنش و شاخص آب گریزی (به روش جذب پذیری ذاتی) در چهار خاک با بافت مختلف بررسی شد. بقایای گیاهان E+ و E− با نمونه های خاک مرطوب مخلوط و تحت 10 چرخه تر و خشک شدن قرار گرفته و در گرم خانه (دمای °C 25) به مدت 2 ماه نگهداری شده و در پایان ویژگی های ذکرشده اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با ریزشدن بافت، کربن آلی و رس قابل پراکنش افزایش و تنفس میکربی پایه و شاخص آب گریزی خاک کاهش یافت. افزایش مقدار بقایا سبب افزایش کربن آلی و تنفس میکربی پایه و کاهش رس قابل پراکنش گردید. آب گریزی خاک با افزایش مقدار ترکیبات آب گریز (در سطح 1 درصد) و با افزایش تخلخل خاک (در سطح 2 درصد) به ترتیب افزایش و کاهش یافت. نوع بقایا (اندوفیت) اثر معنی داری بر جذب پذیری آبی و اتانول و همچنین شاخص آب گریزی خاک نداشت اما بقایای گیاهان E+ سبب افزایش معنی دار کربن آلی و کاهش معنی دار رس قابل پراکنش خاک شد. با توجه به نتایج این پژوهش می توان دریافت که بقایای گیاه فسکیوی بلند به ویژه در حضور اندوفیت با افزایش ذخیره کربن آلی، شاخص آب گریزی و کاهش رس قابل پراکنش (شاخص ناپایداری ساختمان) سبب بهبود کیفیت فیزیکی خاک می شود. این گیاهان و بقایای حاصل از آنها دارای پتانسیل زیادی برای کاربرد در طرح های حفاظت خاک در مراتع و زمین های کشاورزی می باشند.
    کلیدواژگان: شاخص آب گریزی، اندوفیت، رس قابل پراکنش، فسکیوی بلند، جذب پذیری آب، جذب پذیری اتانول
  • مهناز زارع خورمیزی، عطاالله کاویان، کریم سلیمانی، کاظم نصرتی صفحات 83-94
    لازمه اجرای برنامه های حفاظت آب و خاک و کنترل رسوب، کسب اطلاعات از اهمیت نسبی منابع رسوب و سهم آنها در تولید رسوب و در نتیجه شناسایی مناطق بحرانی در درون آبخیز است. به همین منظور در این مطالعه جهت تعیین سهم رسوب‏ دهی هر یک از کاربری‏ ها به عنوان منابع رسوب در حوضه آبخیز کند در استان تهران، 35 ردیاب ژئوشیمیایی و کربن آلی در 45 نمونه از منابع رسوب و 11 نمونه رسوب آبخیز، اندازه‏ گیری گردید. براساس نتایج آزمون کروسکال والیس، از بین 35 ردیاب اندازه‏گیری شده، 10 ردیاب شامل آلومینیوم (Al)، آرسنیک (As)، برلیم (Be)، کلسیم (Ca)، مولیبدن (Mo)، فسفر (P)، سرب (Pb)، گوگرد (S)، روی (Zn) و کربن آلی (OC)، با سطح معنی ‏داری کمتر از یک درصد، توانایی تفکیک منابع رسوب را داشتند. سپس با استفاده از تحلیل تشخیص، 5 ردیاب کربن آلی (OC)، گوگرد (S)، فسفر (P)، روی (Zn) و آرسنیک (As) با ضریب معنی‏داری 000/0، به عنوان ترکیب بهینه انتخاب شدند که با تایید 8/97 درصد قادر به تفکیک منابع رسوب شدند. درنهایت نتایج حاصل از مدل‏ ترکیبی چند متغیره نشان داد که میانگین سهم کاربری باغ، مرتع و اراضی مسکونی در تولید رسوب به ترتیب 54/1، 27/14 و 18/84 درصد و مجموع مربعات خطا نیز 33/0 بود. نتایج این مطالعه می‏ تواند در انتخاب روش مناسب کنترل رسوب در منطقه مطالعاتی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: حوضه آبخیز کند، ردیاب، کاربری اراضی، منبع رسوب، منشایابی
  • مجید منتصری، مهدی حسامی افشار، امید بزرگ حداد صفحات 95-108
    امروزه شهرنشینی یکی از فرایند های رایجی می باشد که در پی آن سطوح غیر قابل نفوذ جایگزین پوشش های گیاهی می شوند. این پدیده باعث افزایش بروز سیلاب های شهری می گردد. روش های جدید مدیریت سیلاب شهری با درنظر گرفتن کنترل منبع سعی در گسترش سیستم های طراحی شهری متاثر از آب برای کاهش اثرات تغییرات کاربری اراضی در سراسر حوضه های شهری دارند. سیستم های طراحی شهری متاثر از آب دارای کاربری ها و هزینه بخصوصی می باشند. تحقیق حاضر با ارائه روشی قانونمند و نظام گرا به دنبال یافتن نقطه بهینه اقتصادی تمهیدات کنترل سیلاب شهری می باشد. بدین منظور مدل شبیه ساز MUSIC و روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک در محیط برنامه نویسی متلب به یکدیگر متصل شده اند. نتایج کاربری مدل شبیه ساز- بهینه ساز در بهینه سازی تمهیدات کنترلی سیلاب شهری در منطقه ای به وسعت 8/2 هکتار، در نزدیکی رودخانه روضه چای در حوضه دریاچه ارومیه، نشان داد که مدل توسعه یافته کارایی مناسبی در یافتن نقطه بهینه اقتصادی تمهیدات کنترلی سیلاب شهری دارد؛ چنانچه استفاده از تمهیدات کنترلی سیلاب در حالت بهینه باعث گیرش حداقل 45 درصدی آلاینده ها گردیده است. همچنین مقدار کم ضریب تغییرات (00007/0) نتایج حاصل از اجراهای متعدد مدل بهینه ساز بازای سیاست تصادفی انتخاب نشان می دهد که همگرایی بسیار مطلوبی مابین نتایح حاصل از مدل شبیه ساز- بیهنه ساز و جواب بهینه مطلق وجود دارد.
    کلیدواژگان: سیلاب شهری، طراحی شهری متاثر از آب، MUSIC، تالاب پیش ساخته، الگوریتم ژنتیک
  • علی نوری امام زاده یی، منوچهر حیدرپور، محمدرضا نوری امام زاده یی، بهزاد قربانی صفحات 109-117
    جریان های سیلابی با ایجاد آب شستگی موضعی در کناره های پایه پل ها، از عوامل تهدید کننده پایداری پل محسوب می شوند. یکی از روش های کاهش آب شستگی موضعی تقویت بستر در مقابل تنش های وارده است. از جمله روش هایی که به صورت مستقیم در کاهش و کنترل آب شستگی موضعی پایه های پل می تواند مناسب واقع شود، به کار بردن ژئوتکستایل در اطراف پایه پل می باشد. در تحقیق حاضر، تاثیر لایه ژئوتکستایل در کاهش آب شستگی موضعی تک پایه استوانه ای مورد بررسی قرارگرفت و بهترین الگوی پوشش برای بیشترین تاثیر به دست آمد، به طوری که لایه هایی با اشکال دایروی و بیضی به صورت نسبتی از قطر پایه در اطراف پایه قرار گرفت و عملکرد هر کدام با حالت پایه بدون محافظ مقایسه گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد که با نصب لایه ژئوتکستایل با پوشش بیضوی در کنار پایه عمق نهایی آب شستگی به D25/1 می رسد. همچنین در مقایسه ژئوتکستایل و طوقه به ابعاد D2، کارکرد ژئوتکستایل در تاخیر فرایند آب شستگی حدود 40 برابر بیشتر از کارایی طوقه است ولی طوقه عمق نهایی آب شستگی را بیشتر کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: آب شستگی موضعی، گرداب برخاستگی، پایه پل، ژئوتکستایل، قطر پایه
  • جهانگیر عابدی کوپایی، ماریه فتاحی زاده، محمدرضا مصدقی صفحات 119-129
    امروزه سازه های آبی با صرف هزینه های بسیار زیاد به منظور استفاده بهینه از منابع آب و خاک احداث می گردند. عدم انجام مطلوب مطالعات فنی، اجتماعی و اقتصادی باعث تحمیل هزینه های نامتعارف نگهداری این تاسیسات در دوران بهره برداری می گردد. منابع آب به دلیل رشد صنایع، افزایش جمعیت بشر و عدم رعایت استانداردهای زیست محیطی آلوده گردیده اند. اکثر سازه های آبی هم در مناطقی با کیفیت آب نامناسب ساخته می شوند. از طرف دیگر، ویژگی های مهندسی خاک های ریزدانه به ویژه خاک های رسی تابع عوامل از جمله املاح موجود در آب منفذی است. به طوری که تغییر در آن سبب ایجاد تغییر در ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خاک ها گردیده و در نتیجه سازه های بنا شده برروی خاک در معرض آسیب قرار می گیرند. این پژوهش، تاثیر آب های شوری بر خصوصیات مهندسی خاک را بررسی نمود. در این رابطه کلرور سدیم ((NaCl با 5 سطح مختلف (0، 1/0، 21/0، 41/0 و 72/0 مول بر لیتر) به خاک افزوده شد و مشخصات تراکمی، پارامترهای برشی، حدود اتربرگ و پارامترهای تحکیم بررسی شدند. نتایج نشان داد که افزودن شوری تغییرات معنی داری بر وزن واحد حجم خشک بیشینه و رطوبت بهینه خاک ایجاد نمی کند ولی باعث کاهش چسندگی خاک و افزایش زاویه اصطکاک داخلی می گردد همچنین نتایج نشان داد افزایش شوری حد روانی را کاهش داده ولی تاثیر ناچیزی بر حد خمیری خاک داشت.
    کلیدواژگان: آلودگی آب، خاک رسی، شوری آب، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، تحکیم، تراکم، حدود اتربرگ
  • سمیرا اخوان، نسرین دلاور، عبدالمحمد محنت کش صفحات 131-149
    هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر پدیده تغییر اقلیم بر برخی شاخص های موثر در رشد گندم دیم مانند بارش موثر، تاریخ کاشت و طول دوره رشد در چهار ایستگاه واقع در استان چهارمحال و بختیاری می باشد. ابتدا می بایست شرایط اقلیمی دوره آتی (2065-2046) پیش بینی گردد. بدین منظور از خروجی مدل گردش عمومی جو HADCM3 تحت سه سناریوی A1B، A2 و B1 استفاده گردید. ریزمقیاس نمایی داده ها، توسط مدل LARS-WG صورت گرفت. پس از شبیه سازی پارامتر های اقلیمی دوره مذکور میزان بارش موثر در طول دوره رشد گندم به روش فائو و همچنین تاریخ کاشت مناسب با توجه به تاریخ وقوع اولین بارش پاییزه حداقل 10 میلی متر به شرط تداوم یافتن در روزهای بعد، تعیین شد. مراحل رشد گندم هم با محاسبه GDD (درجه روز رشد) به دست آمد. نتایج حاکی از افزایش دما در هر چهار ایستگاه می باشد. به طور متوسط افزایش 8/1 درجه سانتی گرادی دمای سالانه استان نسبت به دوره پایه (2010-1990) قابل انتظار است. مجموع بارش سالانه ایستگاه های شهرکرد، کوهرنگ و بروجن به ترتیب 2/2، 8/7 و 6/3 درصد کاهش و ایستگاه لردگان 7/2 درصد افزایش خواهد داشت. همچنین نتایج نشان داد در سه ایستگاه شهرکرد، کوهرنگ و بروجن مقدار بارش موثر در آبان ماه نسبت به دوره پایه افزایش، اما در لردگان با کاهش مواجه خواهد شد. بدین ترتیب در سه ایستگاه اول، تاریخ کاشت در اغلب سال ها زودتر و در لردگان دیرتر از دوره پایه به دست آمد. طول دوره رشد نیز در ایستگاه های شهرکرد، بروجن و لردگان به طور متوسط 12 روز و در کوهرنگ 13 روز کاهش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، گندم دیم، بارش موثر، سناریوهای اقلیمی، درجه روز رشد، ریزمقیاس نمائینمایی
  • مریم رضاشاطری، سید جمال الدین خواجه الدین، سید حمید متین خواه، محمد مهدی مجیدی صفحات 151-164
    در پژوهش حاضر، تاثیر سوپر جاذب ها بر ویژگی های ریشه گونه جو دو سر در دو بافت متفاوت خاک، تحت 3 رژیم آبیاری مختلف مطالعه گردید. این مطالعه به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار اجرا شد. تیمارهای سوپر جاذب شامل سه نوع سوپر جاذب آکوازورب، بلورآب A و استاکوزورب با دو سطح 5 و 10 گرم در کیلوگرم خاک، به اضافه یک سطح شاهد بود. صفات مطالعه شده شامل ارتفاع اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، نسبت ریشه به اندام هوایی، طول ریشه، محیط ریشه و حجم ریشه جو دو سر بود. تجزیه واریانس تاثیر بافت خاک را برای تمامی صفات مورد بررسی (P<0/01) معنی دار نشان داد. مقایسه میانگین بیان نمود که در بافت شنی لومی تیمار آکوازورب 10 گرم با آبیاری 100 درصد و در بافت لومی تیمار استاکوزورب 5 گرم با آبیاری 100 درصد، مطلوب ترین نتایج را داشتند و تفاوت معنی داری نسبت به تیمارهای شاهد ایجاد نمودند. نتایج نشان داد که سوپر جاذب ها با تحریک توسعه شبکه ریشه ای فشرده و تجمع ریشه ها، تماس ریشه ها را با رطوبت افزایش دادند و با تامین آب مورد نیاز، سبب افزایش معنی دار صفات ریشه مانند طول، محیط و حجم شدند. با توجه به تفاوت بین تیمارهای مطلوب در دو بافت خاک، استنتاج شد که انتخاب نوع و میزان سوپر جاذب، بستگی به بافت خاک دارد.
    کلیدواژگان: جودوسر، خصوصیات ریشه، سوپرجاذب، آکوازورب، استاکوزورب
  • سجاد شاهمرادی، مجید افیونی، محمد علی حاج عباسی، امیر حسین خوشگفتارمنش، مهران شیروانی صفحات 165-173
    در طی یکصد سال گذشته رها سازی زه آب های خروجی معدن طلا سبب تجمع فلزات سنگین مانند روی، سرب و کادمیم در خاک های منطقه زرشوران و افزایش چشمگیر بیماری های اپیدمیک در این منطقه شده است. هدف از این پژوهش بررسی کاهش تحرک و دسترسی زیستی روی، سرب و کادمیم در ریزوسفر خاک های اطراف معدن زرشوران به وسیله جاذب های معدنی بود. این آزمایش به صورت گلدانی (کشت آفتابگردان) با سه سطح زئولیت (1 و6 و12 درصد وزنی)، سه سطح بنتونیت (1 و6 و12 درصد وزنی) و تیمار شاهد (بدون جاذب) در سه تکرار و در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا گردید. پس از پایان کشت، از خاک و گیاه نمونه برداری و غلظت سرب، کادمیم و روی در آنها اندازه گیری شد. بنتونیت و سطوح مختلف آن، غلظت قابل جذب سرب و روی و همچنین غلظت این عناصر در بافت های گیاهی را کاهش داد ولی تاثیر معنی داری در کاهش غلظت قابل جذب کادمیم نداشت. فاکتور انتقال هر سه فلز سنگین در ریشه بیش از شاخساره بود و کاهش غلظت فلزات سنگین در گیاه تاثیری بر رشد آن نداشت. براساس این مطالعه، بنتونیت خام در سطح 12 درصد وزنی مناسب ترین جاذب برای تثبیت سرب و روی و زئولیت خام در سطح 12 درصد وزنی بهترین جاذب برای تثبیت کادمیم بود.
    کلیدواژگان: زرشوران، جاذب، سرب، روی، کادمیم، دسترسی زیستی
  • حامد ادب صفحات 175-191
    تعداد محدودی از ایستگاه های هواشناسی کشاورزی در کشور به اندازه گیری رطوبت سطح خاک می پردازند همچنین ممکن است در مناطق فاقد ایستگاه نیاز اساسی به اطلاعات رطوبت سطح خاک باشد. هدف پژوهش حاضر، استفاده از داده های ماهواره لندست 8 جهت برآورد رطوبت سطح خاک در منطقه فاقد ایستگاه هواشناسی کشاورزی است. رطوبت وزنی 14 نمونه خاک در فصل سرد از عمق صفر تا 10 سانتی متری همزمان با عبور لندست 8 از مراتع طبیعی فقیر شمال شهر سبزوار محاسبه گردید. براساس تحلیل مولفه اصلی، چهار مولفه اول از هفت شاخص پوشش گیاهی و بیو- فیزیکی موثر بر رطوبت سطح خاک از داده های لندست 8 استخراج شد. سپس رطوبت سطح خاک در لحظه عبور ماهواره با استفاده از چهار مولفه اول با روش های رگرسیون خطی چند متغیره و شبکه عصبی برآورد شد. نتایج برآورد رطوبت لحظه ای سطح خاک نشان داد که متوسط درصد خطای مطلق با روش شبکه عصبی 30 درصد خطا و در روش رگرسیون کلاسیک با 40 درصد خطا همراه بود. نتایج تحقیق در دوره مورد مطالعه نشان می دهد که مدل کردن رطوبت لحظه ای خاک با استفاده از اندازه گیری های زمینی و داده های ماهواره لندست 8 در مناطق فاقد ایستگاه هواشناسی کشاورزی قابل انجام است.
    کلیدواژگان: رطوبت لحظه ای سطح خاک، سنجش ازدور نوری و حرارتی، شبکه عصبی
  • آرش فرجاد، نادر عباسی صفحات 193-204
    برای مقابله با تاثیرات مخرب خاک های تورم پذیر، روش های مختلفی توسط محققان ارائه شده است. تثبیت شیمیایی خاک های متورم شونده یکی از روش های موثر می باشد که به لحاظ اقتصادی و فنی، کم هزینه و کارآمد می باشد. اخیرا با پیشرفت علم نانو در زمینه تهیه و کاربرد نانومواد، استفاده از این نوع مواد در علوم مختلف به ویژه مهندسی ژئوتکنیک مورد توجه خاصی قرار گرفته است. در این پژوهش، اثر افزودن مقادیر مختلف نانورس برروی اصلاح خصوصیات تورمی دو نوع خاک رسی با خاصیت خمیری کم و زیاد مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا آزمایش های شناسایی برروی دو نوع خاک رس و نانورس و سپس آزمایش های پتانسیل تورم برروی نمونه های خاک با مقادیر مختلفی نانورس (شامل 0، 25/0، 5/0، 1 و 2 درصد وزنی) با در نظر گرفتن سنین عمل آوری 3 و 10 روز انجام گردید. نتایج آزمایش های انجام شده نشان دادند که تاثیر افزودن نانورس بر پتانسیل تورم خاک رسی با خمیرایی زیاد (CH) بیشتر از خاک با خمیرایی کم (CL) است. به طوری که با افزودن حدود 25/0 تا 5/0 درصد وزنی از نانو رس، پتانسیل تورم در خاک های رسی با خمیرایی زیاد حدود 67 درصد و در خاک رسی با خمیرایی کم نزدیک به 30 درصد پتانسیل تورم خاک کاهش می یابد. همچنین مشخص گردید بیشترین تاثیر نانو رس بر پتانسیل خاک با افزودن نانورس به میزان تا 5/0 درصد حاصل می شود و با افزایش مقدار نانورس از این مقدار، از میزان تاثیر در پتانسیل تورمی خاک کاسته می شود.
    کلیدواژگان: پتانسیل تورم، تثبیت، فشار تورم، نانورس
  • کیومرث روشنگر، ریحانه ولیزاده صفحات 205-219
    پرش هیدرولیکی متداول ترین روش جهت استهلاک انرژی جنبشی آب در پایین دست سرریزها، شوت ها و دریچه ها می باشد. در تحقیق کنونی مشخصات هیدرولیکی ازجمله نسبت اعماق متناوب، پرش هیدرولیکی واستهلاک انرژی در سه نوع کانال واگرای ناگهانی به صورت بدون مانع، دارای پله معکوس و بلوک مرکزی با استفاده از روش ماشین بردار پشتیبان SVM که به عنوان یک روش یادگیری ماشین می باشد تخمین زده شده و نرخ تاثیر پارامترهای ورودی در هر پرش مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور مدل های مختلفی با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی- هندسی تعریف شده و در کل تعداد 936 داده مشاهداتی برای آموزش و آزمون مدل های سه نوع مختلف کانال واگرا استفاده گردید. همچنین عملکرد تعدادی از روابط نیمه تجربی موجود نیز مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل با مدل های برتر SVM مقایسه گردید. نتایج حاصله ضمن تایید قابلیت روش ماشین بردار پشتیبان در تخمین مشخصات پرش هیدرولیکی، کارایی این روش را نسبت به روابط نیمه تجربی به اثبات رساند. از نتایج به دست آمده مشخص گردید، مدلی که بیشترین دقت را در تخمین نسبت اعماق متناوب و استهلاک انرژی داراست مدل با پارامترهای (Fr1،h1/B) و در تخمین طول پرش مدل با پارامترهای (Fr1، h2/h1) می باشد.
    کلیدواژگان: مشخصات هیدرولیکی، کانال های واگرا، استهلاک انرژی، سیستم های هوشمند، ماشین بردار پشتیبان
  • حسین طالبی خیاوی، محسن ذبیحی، رئوف مصطفی زاده صفحات 221-234
    حفاظت خاک موثر ‏نیازمند یک مدل و چهارچوب مناسب در ارزیابی فرسایش خاک سناریوهای کاربری اراضی است. مدل ‏USLE‏ با هدف پیش بینی واکنش ‏سناریوهای مناسب کاربری اراضی در کاهش تولید رسوب بالادست سد یامچی (747 کیلومتر مربع) در غرب اردبیل مورد استفاده قرار گرفت. ‏علاوه بر وضعیت موجود، هفت سناریوی مدیریت کاربری اراضی براساس الگوی استفاده از اراضی در محیط ‏GIS‏ تهیه شد. سپس داده های ورودی براساس ‏داده های زمینی، کاربری اراضی و داده های مشاهداتی تهیه شد. براساس نتایج مدل، مقدار فرسایش در سناریوی مبنا برابر 92/3 تن در هکتار در سال است. در این راستا می توان با انجام عملیات حفاظتی در اراضی دیم و شیب دار و تنها با اجرای سناریوی 5 (حفاظت خاک در اراضی دیم با کشت تراز- باقی گذاشتن بقایای گیاهی پس از برداشت) فرسایش را از مقدار 92/3 به 02/2 تن در هکتار در سال کاهش داد. کم ترین مقدار کاهش فرسایش مربوط به حفاظت خاک در اراضی آبی مربوط به سناریوی 6 (حفاظت خاک در اراضی زراعی آبی با بقایای گیاهی) و بیشترین مقدار کاهش فرسایش در اثر اجرای عملیات مدیریتی مربوط به اجرای سناریوی 7 (حفاظت بیولوژیکی خاک در اراضی آبی و دیم) می باشد. نتایج حاکی از قابلیت چهارچوب مبتنی بر سناریو و ارزیابی اثرات سناریوهای مدیریتی بر کاهش رسوب ورودی به سد و اولویت بندی عملیات حفاظت خاک در منطقه مورد مطالعه است.
    کلیدواژگان: تولید رسوب، حفاظت خاک، عامل پوشش گیاهی، مدلسازی فرسایش، معادله جهانی فرسایش خاک
  • سمیه مرادنیا، روح الله نادری، مهدی نجفی صفحات 235-245
    به منظور بررسی ماندگاری تاثیر کاربرد کودهای آلی، اوره و سولفات روی بر ویژگی های خاک بر تناوب کلزا- گندم، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در دو سال متوالی در گلخانه انجام شد. تیمارهای آزمایش در سال اول شامل: کود اوره، کمپوست ضایعات شهری، ورمی کمپوست، کود گوسفندی، کود گاوی و شاهد و روی از منبع سولفات روی و دو رقم کلزا بودند. در سال دوم، دو رقم گندم دوروم در گلدان های تیمار شده سال قبل کشت شدند. نتایج نشان داد که پس از گذشت دو سال از مصرف کود گاوی، قابلیت هدایت الکتریکی (81/41 درصد)، مقدار پتاسیم قابل استفاده خاک (45/59 درصد) و مقدار منگنز قابل استفاده خاک (82/79 درصد) نسبت به شاهد طور معنی داری افزایش یافت. میزان درصد رطوبت گل اشباع (48/57 درصد)، مقدار نیتروژن کل خاک (96/66 درصد)، مقدار آهن قابل استفاده خاک (49/46 درصد) و مقدار مس قابل استفاده خاک (51/47 درصد) به طور معنی داری تحت تاثیر تیمار کمپوست ضایعات شهری قرار گرفت و نسبت به شاهد افزایش یافت. اثر کود سولفات روی بر میزان نیتروژن کل خاک (28/0درصد)، پتاسیم قابل استفاده خاک (4/218 میلی گرم در کیلوگرم) و مقدار منگنز قابل استفاده خاک (89/12 میلی گرم در کیلوگرم) معنی دار بود. به طور کلی نتایج نشان داد که کاربرد اصلاح کننده های آلی می تواند سبب تغییر در بسیاری از ویژگی های خاک گردیده که برخی از این تغییرات ممکن است در سا ل های بعد نیز تاثیر داشته باشد. بنابراین نیاز است در اراضی که به آنها کودهای آلی افزوده گردیده ویژگی های خاک و وضعیت قابلیت استفاده عناصر غذایی در سا ل های بعد نیز رصد گردد.
    کلیدواژگان: اصلاح کننده های ارگانیک، کمپوست، کود دامی، کشاورزی پایدار
  • سید علی محمد میرمحمدی میبدی، شایسته دیبایی، حسین شریعتمداری، ناصر باغستانی صفحات 249-262
    سازگاری گیاه تاغ به شرایط نامساعد محیطی بالاخص توان رشد آن در خاک های شور، تناسب این گیاه را برای کنترل شن های روان، جلوگیری از فرسایش خاک و بیان زدایی به روش بیولوژیکی ایجاد نموده است. به منظور مطالعه ویژگی های اکوفیزیولوژیک گیاه تاغ، برخی از ویژگی های مهم خاک تحت استقرار دراز مدت این گیاه و ترکیب یونی درختان تاغ در حال رشد در تاغ زارهای استان یزد، تعداد 32 درخت همسن و مشابه از 8 ناحیه در دو منطقه چاه افضل و اشکذر انتخاب و ارتفاع و قطر تاج پوشش درختان منتخب و غلظت تعدادی از عناصر موجد شوری در آنها در هر ناحیه اندازه گیری شد. با قطع درختان از محل طوقه و حفر پروفیل در محل استقرار درخت، نمونه های خاک و ریشه به ترتیب از اعماق صفر تا 30، 60- 30، 90-60 و 120- 90 سانتی متری از چهار جهت اصلی در اطراف درخت جمع آوری و EC، pH، کلر، سدیم و پتاسیم، منیزیم و کلسیم محلول خاک هریک از این نمونه ها اندازه گیری شد. شاخص رشد و موجودی سرپای هر یک از درختان منتخب محاسبه شد. نتایج حاصل نشان داد که خاک دو منطقه از نظر شوری و مقادیر عناصر کلر، سدیم، پتاسیم، منیزیم و کلسیم دارای تفاوت های معنی دار بودند، اما از نظر میزان منیزیم و pH در این دو منطقه تفاوت معنی داری مشاهده نشد. شاخ و برگ درختان این دو منطقه تنها از نظر میزان کلر دارای تفاوت معنی دار بودند و از نظر سایر عناصر اندازه گیری شده تفاوتی نداشتند. ریشه گیاهان مورد آزمایش نیز تنها از نظر مقدار کلسیم دارای تفاوت معنی دار بودند. وضعیت درختان براساس پارامترهای شاخص رشد و موجودی سرپا در منطقه اشکذر، نامناسب (پایین) و در منطقه چاه افضل بالا ارزیابی شد. به نظر می رسد در منطقه چاه افضل علی رغم شوری بسیار بالاتر، غلظت بالاتر کلسیم و پتاسیم و همچنین نسبت پایین تر سدیم به پتاسیم شرایط بهتری برای رشد و استقرار گیاهان تاغ در مقایسه با منطقه اشکذر فراهم نموده است. تایید این فرضیه به مطالعات بیشترو بررسی کاربرد کودهای کلسیم و پتاسیم نیاز دارد.
    کلیدواژگان: سیاه تاغ، خصوصیات خاک، اصلاح خاک، شوری، قلیائیت، بیابان زدایی
  • مجید فرومدی، علیرضا واعظی صفحات 263-277
    فرسایش شیاری به عنوان آغازین مرحله فرسایش درون آبراهه ای در دامنه ها به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود. این پژوهش با هدف بررسی نقش شدت و ضربه قطرات باران بر ویژگی های فیزیکی خاک و ظرفیت جدا شدن ذره در خاک مارنی انجام گرفت. نمونه های خاک مارنی در شیارهایی در داخل فلومی به طول 4 متر و عرض 9/0 متر تحت باران های شبیه سازی شده با شدت متغیر از 10 تا 100 میلی متر بر ساعت قرار گرفتند. توزیع اندازه ذرات(PSD)، اندازه خاک دانه، تخلخل، ضخامت سله و ظرفیت جدا شدن ذره (Dc) تحت تاثیر شدت باران و ضربه قطرات باران مورد بررسی قرار گرفتند. براساس نتایج، PSD، اندازه خاک دانه، تخلخل و تشکیل سله به شدت تحت تاثیر شدت باران قرار گرفتند (P<0/000). همچنین شدت باران عاملی مهم در ظرفیت جدا شدن ذره از خاک شیار بود. شدت باران 30 میلی متر بر ساعت به عنوان شدت باران آستانه برای انتقال ذرات از خاک شیار و ایجاد فرسایش شیاری بود. افزایش شدت باران، از یک سو افزایش ضربه قطرات باران و تخریب ساختمان خاک و از سوی دیگر تولید بیشتر جریان متمرکز در شیارها را به دنبال داشت. ضربه قطرات باران مهم ترین ویژگی باران از نظر فرسایش شیاری و ظرفیت جدا شدن ذره در خاک مارنی است.
    کلیدواژگان: جریان متمرکز، شدت باران آستانه، فرسایش شیاری، فرسایندگی قطره باران
|
  • Mojtaba Khoshravesh, Mojtaba Valizadeh Pages 1-14
    Construction of a dam in the upstream of Tajan basin, as one of the human activities in order to provide drinking water, hydropower, agriculture, flood control or other purposes, can be effective on other sectors such as water resources. The purpose of this study is investigating the impact of Rajaei dam on groundwater resources in Sari-Neka plain during 26 years period (1985-2011) using geostatistical method, parametric and non-parametric tests. The results of statistical tests showed that groundwater table variation during 26 years has experienced insignificant upward trend. Quality factors such as EC, TDS, TH, Cl, SO4, Mg, Na and SAR had significant downward trend at 5% confidence level for Pearson and Kendall test. The Quality changes of groundwater resources in the region had good condition due to construction of dam. The results of spatial analysis for the study area using Kriging interpolation method in the three years for 1985, 1999, 2011 showed that in 1999 (the year of exploitation of the dam) most of the quality factors had reached the highest level from 1985 until the dam operation (1999) and then decreased to 2011. The results of this study showed that, agricultural activities after dam construction, operation of irrigation system and drainage network design of Rajaei dams, have raised the water table in northern part of the region and consequently had a significant impact on the quality of water resources.
    Keywords: Parametric, non-parametric tests, Geostatistic, Water table variation, Chemical analysis, Correlation matrix
  • Abdolhossein Boali, Hossein Bashari, Reza Jafari, Mohsen Soleimani Pages 15-28
    Appropriate criteria and methods are required to assess desertification potential in various ecosystems. This paper aimed to assess desertification levels in Segzi plain located in east part of Isfahan, with a focus on soil quality criteria used in MEDALUS model. Bayesian Belief Networks (BBNs) were also used to convert MEDALUS model into a predictive, cause and effects model. Soil samples were collected from 17 soil profiles in all land units and some of their characteristics such as texture, soluble sodium and chlorine, organic material, Sodium Absorption Ratio (SAR), Electrical Conductivity (EC) and CaSo4 of all soil samples were determined in soil laboratory. The effects of measured soil quality indicators on desertification intensity levels were assessed using sensitivity and scenario analysis in BBNs. Results showed that the used integrated method can appropriately accommodate uncertainty in the desertification assessments approaches created as a result of the influence of different soil characteristics on desertification. According to the results of MEDALUS model, 28.28 % and 71.72 % of the study area were classified as poor and moderate areas in terms of soil quality respectively. Sensitivity analysis by both models showed that soil organic matter, SAR and EC were identified as the most important edaphic variables responsible for desertification in the study area. Evaluating the effects of various management practices on these variables can assist managers to achieve sound management strategies for controlling desertification.
    Keywords: Bayesian modeling, Medalus, Sensitivity analysis, Soil quality, Scenario analysis
  • F. Jalilian, B. Behmanesh, M. Mohammad Esmaeili, P. Gholami Pages 29-43
    In this study, different indices of vegetation cover variations and different physicochemical properties of soil in three treatments of flood spreading, enclosure and grazing (control) were investigated and compared in in the region of Peshert in Mazandaran province. In order to measure different soil characteristics, 18 soil samples (six withdrawals at any treatment) from a depth of zero to 30 cm were taken from the desired treatments. In order to investigate different vegetation indices, a total of 90 plots (nine transects of 100 m) were run using systematic random sampling in the studied treatments and the necessary measurements were done (30 plots at any treatment). Then, in each of these plots, canopy coverage percentage was determined separately for each species and to evaluate and assess the diversity and richness in all three treatments, Shannon-Wiener and Simpson diversity indices and Menhink and Margalef richness indices were used. Finally, the data obtained from both sections of soil and vegetation in three studied treatments were compared and analyzed using one-way ANOVA and Duncan test. The results showed that floodwater spreading and enclosure significantly increased the percentage of sand and total Nitrogen, and significantly reduced the percentage of silt and potassium compared to control treatment. Also, percentage of clay and organic matter, soil pH levels, conductivity and soil phosphorus showed no significant differences in the treatments under study. The results of variance analysis of various indices of diversity, richness and species evenness showed that all indicators had significant responses in three treatments and the highest diversity and species richness were observed in flood spreading and enclosure treatments. Due to changes in soil properties and vegetation in flood spreading and enclosure treatments compared to the control treatment, it can be stated that operations of floodwater spreading and enclosure in the studied region has had positive effect on modification of soil texture, increasing the permeability of the soil and ultimately improvement of the vegetation.
    Keywords: Physicochemical properties, Vegetation indices, Analysis of variance, Peshert
  • Ali Morshedi, Mehdi Naderi, Sayyed Hasan Tabatabaei, Jahangard Mohammadi Pages 45-55
    Conventional methods for estimating evapotranspiration are based on point measurement and suitable for local areas, therefore, cannot be generalized for larger areas or watershed basins. The remote sensing technology is capable of using satellite images and meteorological data to estimate evapotranspiration in a wider area. In this study, estimates of evapotranspiration (ET) by SEBAL and METRIC models based on Landsat 7 ETM sensor were compared against ET measured by lysimeter on seven satellites passing time over Shahrekord plain located in Karun basin. The results showed that the lowest indices of NRMSE, MAE and MBE (respectively, 0.317, 1.503 and -0.973 mm per day) and the maximum of d index (0.768) belonged to SEBAL. These indices were 0.420, 2.120, 2.023 and 0.646 for METRIC, respectively. The results showed that the SEBAL was more accurate than METRIC model for estimating ET under Shahrekord plain conditions. As long as the possibility of getting complete hourly meteorological data be provided, or some modifications on METRIC model were done, SEBAL show closer results to reality, and therefore is recommended.
    Keywords: Satellite imagery, Landsat, Surface energy balance, Alfalfa
  • Sedighe Ebrahimiyan, Mohammad Nohtani, Hosein Sadeghimazidi Pages 57-68
    The basis of spatial planning is the geomorphological zoning of ground surface, in which the first phase is determining the homogeneous zones of the ground surface in terms of geomorphological characteristics. The current study aimed at determining the proper zones for artificial feeding in Gahar mountainous region and Garebayegan plains in Fars province by the use of zoning the ground by Evans-Chezy quantitative coefficients. The quantitative zoning of ground surface plays a vital role in more accurate determination of the land capabilities due to precise determination and division of the types, facies, and surface terrains. For this study, the elevation numeral data with 10m resolution obtained from the National Cartographic Center was used. By the use of surface fitting tools in MATLAB software, the equation for each form was fitted to limited fragments of the surface and the program was applied. Then, each of the quantitative coefficients was illustrated as some zones. For determination of fitting degree, the total squared difference between the rate parameter was used and by the use of fitness degree, the propriety degree of the surface for optimal positioning of flood spreading with surface morphological view was determined. The results indicate that the surface downstream the alluvial fans and plains located on the southern region of the studied land is the most appropriate zone for the Flood Spreading. This area constitutes a surface of 10% of the total area of the region.
    Keywords: Evans-Shary, Geomorphological quantitative zoning, Flood spreading, Garebayegan
  • Fatemeh Hosseini, Mohammad Reza Mosaddeghi, Mohammad Ali Hajabbasi, Mohammad Reza Sabzalian, Mohsen Soleimani, Mozhgan Sepehri Pages 69-82
    Soil water repellency can affect several soil properties such as aggregate stability. Soil texture and organic matter are two main internal factors responsible for the variability of soil water repellency. Major sources of organic matter in soil include plant residues, and exudates of plant roots and soil microorganisms. Tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.) as an important cool-season perennial forage grass is usually infected by a fungal endophyte (Epichloë coenophiala) which often enhances resistance to biotic and abiotic stresses as well as altering the litter decomposition rate and soil properties. In this study, the effects of endophyte-infected (E) and endophyte-free (E−) tall fescue residues (in three different levels of 0, 1 and 2%) on soil organic carbon, basal microbial respiration, water-dispersible clay and water repellency index (determined by intrinsic sorptivity method) were investigated in four texturally-different soils in the laboratory. E and E− tall fescue residues were completely mixed with moist soil samples and then were incubated at 25 °C. During two months of incubation period, the amended soil samples were subjected to 10 wetting and drying cycles and then, the above-mentioned soil properties were measured. The results indicated that soil organic carbon and water-dispersible clay were greater, while basal soil respiration and repellency index were lower in fine-textured soils. Water repellency index was increased by production of hydrophobic substances (for the rate of 1%) and was reduced by induced greater soil porosity (for the rate of 2%). Presence of endophyte in plant residues had no significant effect on water sorptivity, ethanol sorptivity and water repellency index; nevertheless, E residues increased soil organic carbon and decreased water-dispersible clay significantly. Overall, it is concluded that tall fescue residues, especially those with E, can improve soil physical quality due to improving soil organic carbon storage and water repellency index and decreasing water-dispersible clay (as an index for aggregate instability). These E species and the residues have great potential to be used in sustainable soil conservational managements.
    Keywords: Water repellency index, Endophyte, Water-dispersible clay, Tall fescue, Water sorptivity, Ethanol sorptivity
  • M. Zarea Khormizi, A. Kavian, K. Soleimani, K. Nosrati Pages 83-94
    Obtaining information about relative importance of sediment sources and their contributions on sediment production and thus identification of on-site critical areas is required for implementing soil and water conservations and sediment control programs. For this reason, in this study 35 geochemical tracers and organic carbon were measured in 45 samples of sediment sources and in 11 watershed sediment samples to determine the sediment deposit contribution of each land use as sediment resources in Kond watershed of Tehran province. Based on the results of Kruskal-Wallis test, from among 35 measured traces, 10 tracers including Al, As, Be, Ca, Mo, P, Pb, S, Zn and OC had ability to discriminate sediment sources with less than 1% confidence level. Then, 5 tracers: OC, S, P, Zn and As were selected as optimum composite using Discriminant Function Analysis (DFA) with 0.000 confidence coefficient that had distinguishing capability of sediment sources by 97.8% correct assignation. Finally, the results of multivariate mixing model showed that contribution means of orchard, range and residential were 1.54, 14.27 and 84.18% in sediment production, respectively. Also, the sum of squares of the error was 0.33. The results of this study can be used in selecting an appropriate method for sediment control in studied area.
    Keywords: Kond watershed, Tracer, Land use, Sediment source, Fingerprinting
  • Majid Montaseri, Mehdi Hesami Afshar, Omid Bozorg Haddad Pages 95-108
    Nowadays, urbanization is a common process which replaces vegetation cover with impervious areas. This process increases urban stormwater. A new tendency in urban stormwater management endorses ‘source control’, whereby distributed water sensitive urban design systems are built throughout the subdivisions to alleviate the effects of land use changes. Various costs and functions are considered for different urban stormwater treatment measures methods. The present study introduced a legal optimization approach, to minimize the costs of urban stormwater treatment measures. For this purpose, the MUSIC model and Genetic Algorithm were combined in the Matlab environment. The Results of application of MUSIC-GA model, to optimize urban stormwater treatment systems, at 2.8 hectares of industrial areas near Rowzehchay River in Lake Urmia basin, showed that the developed MUSIC-GA model has an efficient performance for finding the optimal urban stormwater control. The results also indicated that the optimized treatment measure in the post development scenario decreased at least 45 percent of pollutants from urban stormwater runoff. Moreover, very small values of coefficient of variation (0.00007) among different results of multiple runs indicated that there was a high convergence between result of MUSIC-GA and the global optimal solution.
    Keywords: Urban stormwater, Water sensitive urban design, MUSIC, Constructed wetland, Genetic algorithm
  • Ali Nouri Imamzadehei, Manouchehr Heidarpour, Mohammadreza Nouri Imamzadehei, Behzad Ghorbani Pages 109-117
    Flood currents are considered threatening factors by creating local scour along bridge piers. One method for decreasing local scour is to strengthen the bed against imposed tensions. Among methods which can directly be appropriate in decreasing and controlling local scour of bridge piers is to employ geotextile around bridge piers. In the present study, the effect of geotextile layer in decreasing local scour of cylindrical single-pier was investigated with the purpose of proposing the best effective method of covering bridge pier. So, layers with circular and oval shapes were put around the pier, in proportion with pier diameter, and the performance of each was compared with the unprotected pier. Test results showed that with installing the oval geotextile layer, final scour depth around the pier reached to 1.25D. Also, comparing geotextile and collar with 2D diameter, the delay of scour process around geotextile was 40 times higher than the collar, but the collar decreased the ultimate scour depth further than geotextile.
    Keywords: local scour, wake vortex, bridge pier, geotextile, pier diameter
  • Jahangir Abedi-Koupai, Maryieh Fatahizadeh, Dr Mohammad Reza Mosaddeghi Pages 119-129
    Today, modern irrigation systems are constructed at a very high cost to operate for optimal use of water and soil. Lack of appropriate technical, social and economic studies, caused high maintenance costs of these facilities during operation. Water resources have been polluted due to industrial development, increasing human population and non-compliance with environmental standards. Most of hydraulic structures are built in areas with poor water quality. Furthermore, engineering properties of fine-grained soils, especially the clay soils, depend on factors such as salinity of solute in the pore water. So that any change in salinity of solute leads to change in the physical and mechanical properties of soils, and consequently make damage to hydraulic structure. This study investigated the effect of water salinity on engineering properties of fine-grained soils. For this purpose, NaCl, with 5 different levels (0, 0.1, 0.2, 0.41 and 0.72 mol/L) was added to the soil and the mechanical properties of soil including compaction, shear parameters, Atterberg limits and consolidation parameters were investigated. The results showed that the addition of NaCl had made no significant changes to the maximum dry unit weight and optimum moisture content of the soil, but it reduced cohesion of soil and increased the internal friction angle .Also, Limit Liquid (LL) are decreased, but it had little effect on the Plastic Limit(PL) of soil.
    Keywords: Water pollution, Clay, Water Salinity, Compaction, Soil strength, Consolidation, Atterberg limit
  • Dr. Samira Akhavan, Nasrin Delavar, Dr. Abdolmohammad Mehnatkesh Pages 131-149
    The aim of this study was to investigate the climate change impacts on some factors affecting rainfed wheat growth such as effective rainfall, planting date and length of growing season in four stations located in Chaharmahal and Bakhtiari province. Firstly, it is necessary to predict future (2046-2065) climatic conditions. For this purpose, the output of HADCM3 general circulation model was used under three scenarios of A1B, A2 and B1. The data were downscaled by LARS-WG model. After simulating the climatic parameters in mention period, the effective rainfall during the wheat growing season was calculated by Food and Agriculture Organization method. Also, the optimum planting date was defined according to the date of the first rain (at least 10 mm in case of continuing for next days). The wheat's growth stages were determined by Growing Degree Days method. The results indicated a rise in temperature for four stations. On average, it is expected that the annual temperature increase by 1.8°C compared with the baseline period (2010-1990). Total annual precipitation in Shahrekord, Koohrang and Borujen will decrease 2.2, 7.8 and 3.6 per cent respectively. About Lordegan it will increase by 2.7 per cent. Also, the results showed that in three stations of Shahrekord, Koohrang and Borujen, the amount of effective rainfall in November will increase compared to baseline, but in Lordegan it will reduce. So, in the first three stations, in most years, planting date was obtained earlier than baseline, but in Lordegan it was later than baseline. The Length of growing season will reduce in Shahrekord, Borujen and Lordegan stations, 12 days on average and in Koohrang about 13 days.
    Keywords: climate change, rainfed wheat, effective rainfall, climate scenarios, GDD, downscaling
  • Maryam Rezashateri, Sayed Jamaleddin Khajeddin, Sayedhamid Matinkhah, Mohammad Mahdi Majidi Pages 151-164
    This research investigated the effects of super absorbentpolymers on root characteristics of Avena fatua under two soil textures and three irrigation regimes. The study was arranged according to a factorial experiment based on a completely randomized design with three replications. Hydrogel compositions included three types of super absorbents (Aquasorb, Boloorab A and Stockosorb) with two levels of 5 and 10 g/kg of soil, plus a control level. The studied traits were shoot height, shoot dry weight, root dry weight, ratio of root/shoot, root length, root perimeter and root volume of Avena fatua. ANOVA showed that the effect of soil texture was significant (p
    Keywords: Avena fatua, root characteristics, super absorbent polymers, Aquasorb, Stockosorb
  • Sajad Shahmoradi, Dr Majid Afyuni, Dr Mohammad. A. Hajabbasi, Dr Amir. H. Khoshgoftarmanesh, Dr Mehran Shirvani Pages 165-173
    During last century, waste water of gold mine has accumulated heavy metals such as lead, zinc and cadmium in Zarshuran region soil, and thus has increased epidemic disease in this region drastically. The purpose of this research was to reduce the mobility and bioavailability of zinc, lead and cadmium in rhizosphere of sunflower grown in soil around the mine by inorganic sorbents. A pot experiments was carried out with three levels of raw zeolites (1, 6, 12 wt%), three levels of raw bentonite (1, 6, 12 wt%) and control (without sorbent) in a completely randomized block design with three replications. After cultivation, soil and plant samples were taken and the concentration of lead, cadmium and zinc in their samples were measured. Different levels of bentonite reduced the absorbable concentration of lead and zinc; and also reduced their absorbable concentrations in plant tissue, but had no significant effect on reducing absorbable concentration of cadmium. Transfer factor for all three metals in the roots was more than shoot and reducing the concentration of heavy metals in the plant had no impact on plant growth. According to the study, level of 12 wt% of the raw bentonite was the most suitable sorbent for the stabilization of lead and zinc; and level of 12 wt% for raw zeolite was the best sorbent for stabilization of cadmium.
    Keywords: Zarshuran, Sorbent, Lead, Zinc, Cadmium, Bioavailability
  • Hamed Adab Pages 175-191
    A limited number of agricultural weather stations measure moisture in the soil surface. Furthermore, soil moisture information may be required in areas where there is no weather station. The aim of the present study was to use Landsat 8 satellite images to estimate soil surface moisture in an area without agricultural meteorological stations. Gravimetric soil moisture for a total of 14 samples was calculated in the cold season in depths of 0-10 cm when Landsat 8 satellite was overpassing poor rangeland of North of Sabzevar. Furthermore, the first four principal components were extracted from seven Landsat-derived vegetation indices and bio-physical factors affecting soil moisture. Afterwards, the first four components were used to estimate soil surface moisture at the moment of the satellite passing the region using a multivariate linear regression and neural networks. The obtained results of instantaneous soil surface moisture showed that the neural networks had mean absolute percentage error of while classical regression analysis had mean absolute percentage error of 40%. The results also showed the benefits of using both in-situ soil moisture data and Landsat 8 satellite images to model instantaneous soil surface moisture content for areas lacking meteorological networks.
    Keywords: Instantaneous Soil Surface Moisture, Optical, thermal remote sensing, Neural network
  • Arash Farjad, Dr Nader Abbasi Pages 193-204
    To deal with the destructive effects of swelling soils, different methods have been proposed by researchers. Chemical stabilization of expansive soils is one of the effective methods that are low-cost and efficient economically and technically. Recently, with the improvements of nano science in nanomaterials production and application, using this type of materials has been considered in different sciences especially geotechnical engineering. In this research, the effect of adding different amounts of nanoclay on swelling behavior modification of two types of clayey soils with low plasticity and high plasticity has been studied. For this purpose, first, identification tests were implemented on two types of clayey soils and nanoclay. Then, swelling potential tests were conducted on samples of soils with different amounts of nanoclay including (0, 0.25, 0.5, 1 and 2 weight percent) considering curing ages of 3 and 10 days. The results showed that the effect of adding nanoclay to the high plastic soils swelling potential is more than adding it to that of low plastic soils. So, adding 0.25 to 0.5 weight percent of nanoclay reduces the swelling potential of high plastic soils about 67 percent, and that of low plastic solis about 3 percent. Furtheremore, the maximum reduction in swelling potential increases by adding up to 0.5 percent nanoclay; and decreases for adding amounts more than 0.5 percent.
    Keywords: Swelling Potential, Stabilization, Swelling Pressure, Nanoclay
  • Kiyoumars Roshangar, Reyhaneh Valizadeh Pages 205-219
    Hydraulic jump is the most common method of dissipating water’s kinetic energy in downstream of spillways, shoots and valve. In this paper, Support Vector Machine (SVM) method, as a machine learning method, have been used to estimate hydraulic characteristics such as the sequent depth ratio, jump length and energy loss in three different sudden expansions stilling basins, and the rate of influence of input parameters in each jump has been analyzed. In order to evaluate the performance of proposed method, 936 sets of the observed data have been used for training and testing process of three kinds of expanding channel models. Furthermore, a comparison between semi-theoretical approaches and the data obtained from the best SVM models have been carried out. The results confirmed the efficiency of SVM method for estimating the hydraulic jump characteristics and proved that this method performed well in comparison to the semi-theoretical relationships. The obtained results revealed that the superior model for the sequent depth ratio and relative energy dissipation was the model with (Fr1,h1/B) parameters and the superior model for the length of hydraulic jump prediction was the model with (Fr1, h2/h1) parameters.
    Keywords: Hydraulic Characteristics, Expanding Channels, Energy Dissipation, Support vector machine
  • Hossein Talebikhiavi, Mohsen Zabihi, Dr. Raoof Mostafazadeh Pages 221-234
    Effective soil conservation requires a framework modelling that can evaluate erosion for different land-use scenarios. The USLE model was used to predict the reaction of appropriate land-cover/land-use scenarios in reducing sediment yield at the upland watershed of Yamchi Dam (474 km2), West Ardabil Province, Iran. Beside existing scenario, seven other land-use management scenarios were determined considering pattern of land-use through study area within a GIS-framework. Then, data inputs were prepared using terrain data, land-use map and direct observations. According to the model results, the generated erosion amount was 3.92 t/ha/yr for the current land-use (baseline scenario). For this purpose, conservation practices in dry farming slopes and implementing the scenario 5 (contour farming and remaining crop residuals) can reduce the sediment to 2.02 t/ha/yr. The lowest and highest decreases in sediment yield are projected to be through implementation of scenario 6 (irrigated farming protection with plant residuals) and 7 (biological soil conservation in dry and irrigated farming). The results indicated that, implementing scenario frameworks and evaluating appropriate land-use management scenarios can lead to the reduction of sediment entering the reservoir, and prioritizing soil conservations in the studied area.
    Keywords: Sediment yield, Soil conservation, Vegetation cover, Erosion modeling, Universal Soil Loss Equation
  • Somayeh Moradnia, Ruhollah Naderi, Mehdi Najafi Pages 235-245
    In order to investigate the persistence of organic amendments, nitrogen and zinc effects on soil characteristics in rapeseed-wheat rotation, a factor analysis was conducted in a complete random design with three replications in two consecutive years in a greenhouse. Treatments in the first year consisted of N fertilizer, municipal waste compost, vermicompost, sheep manure. The control consisted of zinc and two rapeseed cultivars. In the second year of the experiment, two cultivars of durum wheat were sown in the same pots as the first year of the experiment. Results showed that two years after application of cattle manure, a significant increase in soil electrical conductivity (41.81 %), available K (59.45 %) and available Mn (79.82 %) compared to the control were found. Saturated soil moisture (48.57%), total N (94.66 %), available Fe (46.49 %) and available Cu (47.51 %) significantly increased by municipal waste compost compared to the control. Also, Zinc had a significant effect on soil total N (0.28 %), available K (218.4 mg/kg) and available Mn (12.89 mg/kg). Generally, the results showed that application of organic amendments can change many soil characteristics which some of their impacts might last for next upcoming years. Therefore, it is necessary to monitor the soil characteristics and nutrients availability of the fields that were treated with organic amendments in the years after application.
    Keywords: Organic amendments, Compost, Animal manure, Sustainable agriculture
  • Seyed Ali Mohammad Mirmohammady Maibody, Shayesteh Dybaie, Hossein Shariatmadari, Naser Baghestani Pages 249-262
    The adaptability of Haloxylon appilium to adverse environmental conditions and especially its capability for an appropriate establishment in saline and desert soils has introduced this plant as a suitable means for biological methods to stabilize sand dunes, control erosion and prevent desertification in arid regions. In order to evaluate the ecophysiological characteristics of Haloxylon appilium some characteristics of soils under the long term establishment, survival and development of this plant and ion composition of this plant growing in Yazd province in thirty two growing trees of similar ages and traits within 8 locations of Chah Afzal and Ashkezar were investigated and their height (H), crown diameter (CD) and the above ground biomass index (Yi) were measured. Also, after cutting the trees from their collars, soil profiles were dug underneath the tree locations and soil samples were taken at depths of 0-30, 30-60, 60-90 and 90-120cm from four sides of each profile. The samples were then analyzed for Electrical Conductivity (EC), pH and Cl, Na, Ca, Mg, K concentrations in 1:5 soil to water extracts. The results showed statistically significant differences in soil parameters between the two regions, except for pH and Mg concentrations. The ion concentration of the plants in the two regions showed statistically significant differences for only Cl in shoots and Ca in roots. Based on the plant growth indices the Chah Afzal and Eshkezar regions were respectively evaluated as suitable and unsuitable for Haloxylon appilium growth. In spite of a higher salinity, the higher Ca and K concentration and lower Na/K ratio of Chah Afzal soils may explain the better plant performance in this region against Eshkezar, however, comprehensive researches on application of Ca and K fertilizer are needed to confirm this hypothesis
    Keywords: Haloxylon aphyllum, Soil characteristics, Soil amendment, salinity, Alkalinity, Desertification
  • Majid Foroumadi, Ali Reza Vaezi Pages 263-277
    Rill erosion is the first step in soil erosion process in the hillslopes, particularly in arid and semiarid regions. This study was conducted to investigate the role of rainfall intensity and raindrop impact on the physical properties of soils and particle detachment capacity (Dc) in a marl soil. Marl soil samples were filled into the flumes with 4 m long and 0.9 m wide and exposed to simulated rainfalls with different intensity varying from 10 mm h-1 to 100 mm h-1. Particle Size Distribution (PSD), aggregate size, porosity, crust thickness, and Dc were determined in each rainfall simulation. The results found that the physical soil properties i.e. PSD, aggregate size, porosity and crust thickness (P
    Keywords: Concentrated flow, Threshold rainfall intensity, Rill erosion, Raindrop erosivity