فهرست مطالب

علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی) - سال بیست و پنجم شماره 1 (پیاپی 95، بهار 1400)

نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)
سال بیست و پنجم شماره 1 (پیاپی 95، بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/20
  • تعداد عناوین: 20
|
  • بامداد ترابی فارسانی*، مجید افیونی صفحات 1-14

    شیرابه کمپوست حاصل از تجزیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک مواد آلی است که در تبدیل زباله های شهری به کود کمپوست تولید می شود. هدف اصلی پژوهش، بررسی اثر شیرابه بر ویژگی های فیزیکی، هیدرولیکی و منحنی مشخصه رطوبتی خاک است. همچنین تاثیر شیرابه بر وزن تر اندام هوایی ذرت بررسی شد. شیرابه در سطوح صفر، 1/25 و 2/5 درصد جرمی به خاک هایی با بافت لوم رسی و لوم رسی شنی اضافه شد. رسم منحنی مشخصه رطوبتی و تخمین پارامترهای مدل ونگنوختن و بروکس و کوری توسط نرم افزار RETC انجام شد. شیرابه در خاک لوم رسی چگالی ظاهری را افزایش و آب قابل دسترس را کاهش داد. تنها سطح 1/25 درصد شیرابه در خاک لوم رسی شنی آب قابل دسترس را افزایش داد. دو سطح شیرابه، چگالی ظاهری خاک لوم رسی شنی را کاهش دادند. شیرابه هدایت هیدرولیکی اشباع خاک لوم رسی را کاهش و خاک لوم رسی شنی را افزایش داد. شیرابه در خاک لوم رسی شنی در افزایش وزن تر اندام هوایی ذرت موفق تر بود. بنابراین شیرابه در خاک لوم رسی شنی نسبت به لوم رسی مفیدتر بود و در این خاک تیمار 1/25 درصد بهتر بود. شیرابه آب گریزی دو خاک را افزایش داد. شیرابه در دو خاک سبب شد؛ پارامترهای مدل ونگنوختن و بروکس و کوری نسبت به شاهد افزایش پیدا کنند.

    کلیدواژگان: شیرابه کمپوست، منحنی مشخصه رطوبتی، چگالی ظاهری، آب قابل دسترس، هدایت هیدرولیکی اشباع
  • فاطمه علیزاده، علی حیدر نصرالهی*، مهری سعیدی دنیا، مجید شریفی پور صفحات 15-26

    در مناطقی که میزان پراکنش بارندگی ها بالا است، مدیریت های صحیح آبیاری از جمله آبیاری تکمیلی از راهکارهای موثر در افزایش تولید است. به منظور بررسی اثر آبیاری تکمیلی در مراحل مختلف رشد بر عملکرد و بهره وری آب کلزا پاییزه روهان یک آزمایش به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با پنج تیمار مدیریت آبیاری شامل؛ دیم (I1)، تک آبیاری در مرحله گلدهی (I2)، تک آبیاری مرحله پرشدن غلاف (I3)، دو آبیاری در مراحل پرشدن غلاف و گلدهی (I4)، سه آبیاری در مراحل گلدهی، پرشدن غلاف و پرشدن دانه (I5) در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه لرستان اجرا شد. نتایج تجزیه واریانس برای صفات مورد بررسی نشان داد، تاثیر تیمارهای مختلف آبیاری در سطح یک درصد معنی دار بود. در تیمار I1 کمترین میزان عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و عملکرد روغن به دست آمد، که به ترتیب نسبت به تیمار I5 به میزان 44/62، 50/95 و 53/58 درصد کاهش مشاهده شد. با اعمال تک آبیاری در مرحله پر شدن غلاف عملکرد دانه و عملکرد روغن به ترتیب 13/22 و 20/23 درصد نسبت به تیمار  I1 افزایش یافت. بیشترین بهره وری کل در تیمار I5  با مقدارهای 0/252 و 0/073 کیلوگرم بر مترمکعب به ترتیب نسبت به عملکرد دانه و روغن به دست آمد. به طور کلی با توجه به اینکه تنش خشکی در مراحل زایشی کلزا موجب کاهش عملکرد می شود، بنابراین هر چه تعداد آبیاری ها در مراحل زایشی کلزا بیشتر باشد عملکرد بالاتری خواهیم داشت.

    کلیدواژگان: تک آبیاری، عملکرد روغن، عملکرد بیولوژیک، تنش آبی
  • فرشاد حیاتی، احمد رجبی*، محمدعلی ایزدبخش، سعید شعبانلو صفحات 27-42

    تخمین و شبیه سازی روند بارندگی در نواحی مختلف جهان به دلیل خشکسالی و تغییر اقلیم از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این مطالعه، یک مدل هوش مصنوعی ترکیبی برنامه ریزی بیان ژن- موجک (WGEP) برای مدل سازی بارندگی درازمدت 67 ساله شهر انزلی برای اولین بار توسعه داده شد. این مدل از ترکیب تبدیل موجک (Wavelet) و برنامه ریزی بیان ژن (GEP) به دست آمد. در ابتدا، بهینه ترین عضو خانواده تبدیل موجک معرفی شد. سپس با تجزیه و تحلیل نتایج مدل سازی، دقیق ترین تابع اتصال و برازش برای مدل برنامه ریزی بیان ژن به دست آمد. در ادامه، با استفاده از تابع خودهمبستگی و خودهمبستگی نسبی و تاخیرهای مختلف، 15 مدل WGEP توسعه داده شد. مدل های WGEP برای بازه های زمانی 37، 20 و 10 ساله به ترتیب آموزش، آزمون و صحت سنجی شدند. همچنین، با انجام تحلیل حساسیت، مدل برتر و موثرترین تاخیرها برای شبیه سازی بارش درازمدت شناسایی شدند. مدل برتر مقادیر تابع هدف را با دقت بالایی تخمین زد. به عنوان مثال، مقادیر ضریب همبستگی و شاخص پراکندگی برای این مدل در شرایط صحت سنجی به ترتیب برابر با 0/946 و 0/310 محاسبه شدند. علاوه بر این، تاخیرهای شماره 1، 2، 4 و 12 به عنوان موثرترین تاخیرها در مدل سازی بارش توسط مدل ترکیبی معرفی شدند. همچنین، نتایج مدل برتر ترکیبی با مدل برنامه نویسی بیان ژن مقایسه شد که مدل ترکیبی دقت بیشتری داشت.

    کلیدواژگان: : مدل ترکیبی، بارندگی، سری زمانی، شبیه سازی، تحلیل حساسیت
  • مهدی علینژادی*، سید فرهاد موسوی، خسرو حسینی صفحات 43-62

    امروزه، پیش‏بینی جریان رودخانه ‏ها از مباحث مهم در هیدرولوژی و منابع آب است که می‏توان از نتایج الگوبندی جریان رودخانه در مدیریت منابع آب، مدیریت سازه های آبی و پیش بینی سیل استفاده کرد. در این تحقیق، عملکرد مدل برنامه‏ ریزی بیان ژن (GEP)، رگرسیون پارامتریک خطی (LR)، رگرسیون پارامتریک غیرخطی (NLR) و همچنین روش ناپارامتریک -K نزدیک ترین همسایگی (K-NN)، در پیش‏بینی میانگین دبی روزانه رودخانه کارون در محل ایستگاه هیدرومتری ملاثانی طی دوره آماری 96-1346 مورد ارزیابی قرار گرفته است. ترکیب های مختلفی از داده های ثبت شده به عنوان الگوی ورودی برای پیش بینی دبی جریان استفاده شد. نتایج به دست آمده حاکی از عملکرد بهتر مدل برنامه ریزی بیان ژن با ضریب تبیین (0/827= R2)، جذر میانگین مربعات خطا (59/45=  RMSE) و میانگین خطای مطلق (26/64MAE=) در مرحله صحت سنجی برای پیش ‏بینی دبی روزانه رودخانه کارون در ایستگاه ملاثانی با تاخیر 5 روز، در مقایسه با روش ‏های LR، NLR و K-NN بوده است. همچنین، ارزیابی عملکرد مدل ها در پیش بینی مقادیر حداکثر آبدهی جریان نشان داد که همه مدل ها میزان جریان را در بیشتر موارد کمتر از مقدار مشاهداتی تخمین زده اند.

    کلیدواژگان: آبدهی رودخانه، برنامه ریزی بیان ژن، رگرسیون خطی و غیرخطی، K - نزدیک ترین همسایگی، کارون
  • فرزاد حق نظری، مهشید قنبریان علویجه*، علی شینی دشتگل، سعید برومندنسب صفحات 63-74

    تغییرات نفوذپذیری خاک باعث تغییر در راندمان های آبیاری می شود؛ لذا تخمین آن در محاسبه راندمان های آبیاری، برآورد واقعی تری از شاخص های عملکرد آبیاری ارایه می دهد. در پژوهشی که در مزرعه ARC2-7 کشت و صنعت امیرکبیر در سال زراعی 1390-1389 طی چهار نوبت آبیاری صورت گرفت؛ دو جویچه در شرایط نفوذ یکنواخت و نفوذ متغیر به طول 140 و عرض 1/83 متر انتخاب شدند. در جویچه با فرض نفوذ یکنواخت دو فلوم تیپ دو، در ابتدا و انتهای آن تعبیه و نفوذ تجمعی با روش بیلان حجم تعیین شد. جویچه با شرایط متغیر به چهار قسمت با نصب پنج فلوم، تقسیم شد. با بررسی تغییرات مکانی میانگین نفوذ تجمعی، مقدار آن از مقطع اول تا چهارم برای آبیاری اول 15 و برای آبیاری های بعدی، 13 درصد کاهش یافت. تغییرات زمانی نفوذ تجمعی برای مقاطع اول و دوم، 27 و 30 درصد و برای مقاطع سوم و چهارم، 26 درصد کاهش داشت. افزایش 11 درصدی میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و کاهش 7 درصدی جرم مخصوص ظاهری مبین تغییرات فیزیکی خاک است. تلفات رواناب سطحی از 8 به 18/77 درصد در جویچه با فرض نفوذ یکنواخت و از 10/91 به 19/77 درصد در جویچه با لحاظ نفوذ متغیر، افزایش و راندمان کاربرد 6 درصد کاهش یافت.

    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، راندمان کاربرد، نفوذپذیری، تغییرات نفوذ
  • احسان یارمحمدی، سعید شعبانلو*، احمد رجبی صفحات 75-89

    بهینه سازی مدل های هوش مصنوعی از اهمیت بسزایی برخوردار است زیرا باعث بهبود عملکرد این مدل ها و افزایش انعطاف آنها می شود. در این مطالعه، عمق آبشستگی در مجاورت تکیه پل ها به شکل های مختلف توسط مدل ANFIS و ANFIS-Genetic Algorithm (GA) تخمین زده شد. به عبارت دیگر، برای بهینه سازی توابع عضویت مدل ANFIS از GA استفاده شد که عملکرد مدل ANFIS به شکل قابل توجهی بهبود یافت. در ابتدا، پارامترهای تاثیرگذار بر روی عمق آبشستگی در اطراف تکیه گاه پل ها تعریف شدند. سپس با استفاده از این پارامترهای ورودی، یازده مدل مختلف برای هر یک از مدل های ANFIS و ANFIS-GA تولید شدند. سپس با تجزیه و تحلیل نتایج این مدل ها، مدل برتر برای هر یک از روش های ANFIS و ANFIS-GA زنتیک معرفی شدند. به عنوان مثال، مقدار ضریب همبستگی و شاخص پراکندگی برای مدل ANFIS به ترتیب برابر با 0/979 و 0/070 و برای مدل ANFIS-GA نیز به ترتیب مساوی با 0/986 و 0/056 محاسبه شدند. علاوه بر این، نسبت اختلاف متوسط برای مدل های برتر ANFIS و ANFIS-GA به ترتیب مساوی با 0/984 و 0/988 بودند. بنابراین نشان داده شد که مدل های ترکیبی ANFIS-GA دقت بیشتری در مقایسه با مدل های ANFIS داشتند. همچنین، تحلیل حساسیت نشان داد که عدد فرود (Fr) و نسبت عمق جریان به شعاع حفره آبشستگی (h/L) به عنوان موثرترین پارامترهای ورودی برای تخمین عمق آبشستگی در مجاورت تکیه گاه پل ها شناسایی شدند.

    کلیدواژگان: انفیس، الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی، آبشستگی، تکیه گاه پل، تحلیل حساسیت
  • سعید عبدی اردستانی، بنفشه خلیلی*، محمد مهدی مجیدی صفحات 91-102

    خشکی بلندمدت یکی از فاکتورهای اصلی تغییرات جهانی اقلیم است که می تواند اثرات منفی قابل توجهی بر چرخه بیوژیوشیمیایی کربن و نیتروژن خاک و کارایی اکوسیستم خاک در شرایط تنش برجای گذارد. در این تحقیق فرض شده است: 1) خاک ریزوسفری سه گونه بروموس اینرمیس، داکتیلس گلومراتا و فستوکا آروندیناسه در پاسخ به تنش خشکی متفاوت خواهد بود و 2) گونه گیاهی در شرایط خشکی می تواند تاثیرات تعدیل کننده ای بر خصوصیات بیولوژیکی خاک داشته باشد. این فرضیه ها با اندازه گیری کربن و نیتروژن زیست توده میکروبی و فعالیت آنزیم بتاگلوکزآمینیداز خاک ریزوسفری گونه های گراس های بروموس، داکتیلیس و فستوکا در طرح تحقیقاتی بلندمدت خشکی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. پاسخ زیست توده میکروبی خاک به تنش خشکی بسته به نوع گونه گیاهی متفاوت بود، به طوری که زیست توده میکروبی خاک ریزوسفری گونه بروموس بیشترین و گونه داکتیلیس کمترین مقدار را داشت و نشان دهنده حساسیت بیشتر گونه داکتیلس به تنش خشکی بود. پاسخ فعالیت آنزیم بتاگلوکزآمینیداز به تنش خشکی متاثر از نوع ژنوتیپ گیاهی (حساس و مقاوم به خشکی) سه گونه بروموس، داکتیلیس و فستوکا بود، اگر چه به تیمار تنش خشکی و نوع گونه گیاهی حساسیت نشان نداد. بنابراین در شرایط تنش خشکی تاثیرات مثبت ژنوتیپ گیاهی می تواند تاثیرات منفی خشکی بر زیست توده میکروبی و خصوصیات بیولوژیکی خاک را تعدیل کند.

    کلیدواژگان: کربن زیست توده میکروبی، نیتروژن زیست توده میکروبی، فعالیت آنزیم بتاگلوکزآمینیداز، بروموس، فستوکا، داکتلیس، ژنوتیپ های حساس و مقاوم به خشکی
  • کورش شیرانی*، مهرداد پسندی، بابک ابراهیمی صفحات 105-127

    امروزه پایش و مطالعه فرونشست زمین به عنوان پدیده ای هیدروژیومورفولوژی به علت برداشت بی رویه آب از آبخوان های کشور ضروری است. در این پژوهش نرخ فرونشست سطح زمین در آبخوان نجف ‏آباد اصفهان با استفاده از پردازش تداخل ‏سنجی راداری تفاضلی (DInSAR) داده‏های سنجنده‏های ASAR و PALSAR تعیین و توسط مقایسه با داده های ترازیابی و افت سطح آب زیرزمینی اعتبارسنجی شده است. پردازش داده ‏های رقومی ماهواره‏ای راداری سنجنده ASAR میزان فرونشست زمین در دشت نجف ‏آباد را با نرخ متوسط سالیانه 6/7 سانتی متر و در مجموع 41 سانتی متر در مدت 6 سال برآورد کرده و پردازش داده های سنجنده PALSAR نرخ سالیانه 7/7 سانتی متر و درمجموع 30 سانتی متر فرونشست در مدت 4 سال را نشان می‏دهد. بیشترین جابه جایی ‏های رخ داده مربوط به شهرهای تیرانچی، کوشک، قهدریجان، گلدشت و فلاورجان است که داده ‏های ترازیابی دقیق نیز آن‏ را تایید می‏کند. داده ‏های سطح آب زیرزمینی آبخوان نجف ‏آباد همزمان با دوره زمانی اخذ داده ‏های تصاویر ماهواره‏ای راداری در بین سال‏ های 1381 تا 1393 میزان افت سطح آب زیرزمینی را بین 0/5 تا 46/5 متر در منطقه جنوب، شرق تا شمال شهر نجف ‏آباد متناسب با مناطق برآورد فرونشست زمین نشان می‏ دهد. به طور کلی داده ‏های راداری سنجنده PALSAR در پردازش به روش DInSAR از دقت مکانی و کیفیت مناسب‏تری برخوردار هستند. نتایج حاصل از داده ‏های ماهواره‏ای راداری مذکور در زمینه تهیه نقشه پهنه ‏بندی خطر، پیش‏بینی و روند فرونشست زمین از نظر رخداد مکانی می ‏تواند به طور مستقیم مبنای مدیریت و برنامه ‏ریزی برای الویت‏ بندی اقدامات کنترلی و پیش‏گیرانه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: فرونشست زمین، آبخوان نجف آباد، تداخل سنجی راداری، ترازیابی، ASAR، PALSAR
  • ساناز مقیم*، جواد رحمانی صفحات 129-140

    سوء مدیریت در چند دهه اخیر در کشور و استفاده بیش از حد از منابع آب زیرزمینی و سطحی برای تامین آب مورد نیاز در بخش کشاورزی باعث پایین آمدن سطح آب های زیرزمینی و خشک شدن بسیاری از رودخانه ها شده است. به علاوه تغییرات آب و هوایی فشار مازاد بر منابع آب وارد کرده است. متناظر با این تغییرات لازم است تا برنامه های مدیریتی آب اصلاح شود. در این مطالعه با بررسی داده های هیدرواقلیمی از قبیل دما و بارش در حوضه مطالعاتی ارومیه، ابتدا مشخص می شود که چه گیاهانی برای این منطقه مناسب هستند، به نحوی که برای آبیاری آنها حتی المقدور فقط از بارش استفاده شود. سپس بهترین زمان برای کشت محصول در طول سال تعیین می شود. برای این کار، میزان نیاز آبی روزانه هر گیاه، با توجه به عوامل تاثیرگذار بر آن از قبیل شرایط آب و هوایی منطقه، نوع گیاه و مرحله رشد گیاه، و همچنین تعداد روزهایی که هر گیاه برای رشد کامل (از زمان ظهور تا بلوغ کامل گیاه) نیاز دارد، محاسبه می شود. نتایج این پژوهش گیاه انگور را به عنوان مناسب ترین کشت پیشنهاد می دهد و نشان می دهد که با توجه به افزایش دما در فصل بهار، در راستای کاهش نیاز آبیاری گیاهان و استفاده مناسب از رطوبت خاک در فصل بهار، بهتر است کشت گیاهان از جمله گیاه جو زودتر انجام گیرد.

    کلیدواژگان: مدیریت بهینه آب، تغییر اقلیم، کشاورزی، الگوی کشت، دوره رشد گیاه، نیاز آبی
  • افشین سرکهکی، اصلان اگدرنژاد*، سهراب مینایی صفحات 141-156

    ارزیابی مدل های گیاهی در بخش کشاورزی توسط بسیاری از پژوهشگران انجام شده است. هدف از این کار تعیین مدل گیاهی مناسب برای برنامه ریزی و پیش بینی واکنش گیاهان زراعی در مناطق مختلف است. این عمل سبب می شود با صرف هزینه و وقت کمتر بتوان اثر شرایط مختلف را بر عملکرد، زیست توده و کارایی مصرف آب گیاهان بررسی کرد. با توجه به اهمیت این موضوع، تحقیق حاضر به منظور بررسی دقت و کارایی دو مدل گیاهی AquaCrop و SWAP تحت سه تیمار نوع آبیاری (D: آبیاری بارانی با آب شور و F: آبیاری بارانی با کاربرد آب شور و شیرین و S: آبیاری سطحی) و پنج کیفیت مختلف آب (S1: 2/5، S2: 3/2، S3: 3/9، S4: 4/6 و S5: 5/1 دسی زیمنس بر متر) انجام شد. نتایج آماره NRMSE نشان داد که دقت مدل AquaCrop برای تعیین عملکرد، زیست توده و کارایی مصرف آب به ترتیب برابر با 0/07، 0/09 و 0/07 و دقت مدل SWAP به ترتیب برابر با 0/12، 0/04 و 0/13 بود. بر اساس آماره EF، کارایی مدل AquaCrop برای تعیین پارامترهای مذکور به ترتیب برابر با 0/06، 0/90 و 4/4- و کارایی مدل SWAP به ترتیب برابر با 0/74، 0/73 و 2/0- به دست آمد. بنابراین، دقت و کارایی مدل AquaCrop برای تعیین عملکرد و زیست توده بهتر از مدل SWAP بود.

    کلیدواژگان: آبیاری بارانی، روش آبیاری، عملکرد محصول، مدل AquaCrop، مدل SWAP
  • فاطمه سروش*، فرشاد فتحیان صفحات 157-178

    در این مطالعه، تغییرات مکانی و زمانی متغیرهای اقلیمی نظیر تبخیر از تشت (Ep)، دما (T)، ساعات آفتابی (SD)، رطوبت نسبی (RH)، سرعت باد (W) و بارش (P) و بررسی رابطه شیب روند آنها با ارتفاع برای 68 ایستگاه هواشناسی در سرتاسر ایران طی دوره زمانی 2016- 1987 در مقیاس های زمانی فصلی و سالانه بررسی شدند. تحلیل روند متغیرهای اقلیمی نشان می دهد که طی 30 سال گذشته، اغلب مناطق ایران گرم تر و خشک تر شده اند، اگرچه روند ها در همه این مناطق معنی دار نبوده است. بررسی ارتباط بین شیب روند متغیرهای اقلیمی و ارتفاع نشان می دهد که در دوره مورد مطالعه در مقیاس سالانه، ارتباط معنی داری بین شیب روند سنجه های اقلیمی و ارتفاع وجود ندارد (0/1<p). لیکن در فصل زمستان، نرخ افزایش دما (حداقل، حداکثر و میانگین)، ساعات آفتابی (0/1>p) و نرخ کاهش بارش (0/01>p) و رطوبت نسبی (001/0>p) به طور معنی داری با افزایش ارتفاع تشدید شده است. نرخ افزایش دمای میانگین (0/05>p)، دمای حداکثر (0/1>p) و ساعات آفتابی (0/001>p) در تابستان به طور معنی داری در ارتفاعات کمتر از مناطق پست بوده است. در فصل پاییز، شیب روند تغییرات دمای حداقل و میانگین (0/05>p) با ارتفاع ارتباط منفی معنی دار داشته و نرخ افزایش بارش و رطوبت نسبی (0/05>p) در ارتفاعات افزایش سریع تری را نشان داده است. به نظر می رسد که بیشترین تغییرات اقلیمی در دو فصل پاییز و زمستان رخ داده است. نتایج نشان می دهد که در فصل زمستان، بیشترین نرخ گرمایش (دماهای حداقل، حداکثر و میانگین) و کاهش رطوبت نسبی مربوط به پهنه ارتفاعی 2000-1500 متری است، اما بیشترین کاهش بارش مربوط به پهنه ارتفاعی 2500-2000 متری است. در فصل پاییز، بیشترین نرخ کاهش دماهای حداقل و میانگین در پهنه ارتفاعی 2500-2000 متری و بیشترین افزایش بارش در دو پهنه ارتفاعی 500-0 و 2500-2000 متری رخ داده است.

    کلیدواژگان: متغیرهای آب و هوایی، ارتفاع، شیب روند، ایران
  • امید اسدی اسدآباد، سید حمید متین خواه، زهرا جعفری*، حسن کریم مجنی صفحات 179-189

    با هدف بررسی اثر روش های آبیاری قطره ای نواری، زیرسطحی و آبیاری شیاری در زراعی کردن گیاه اسپرس همدانی، آزمایشی با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه صنعتی اصفهان به مدت دو سال (1395 تا 1397) اجرا شد. بدین منظور لوله های سفالی ساخته شدند و گیاه اسپرس همدانی در طرفین لوله های سفالی و نوارهای آبیاری قطره ای تیپ کشت شد. همچنین تیمار آبیاری شیاری به عنوان شاهد اعمال شد. در طول آزمایش تمام تیمارها آب مصرفی یکسان دریافت کردند و در نهایت برخی شاخص های رشد اندازه گیری شد. نتایج حاصل از تحقیق، بهبود صفات ارتفاع (0/43 و 0/34)، سطح تاج پوشش (0/66 و 0/52)، تعداد ساقه (0/44 و 0/85)، شاخص کلروفیل (0/45 و 0/38)، سبز شدن بذور (0/75 و 0/30)، زنده مانی گیاه (0/78 و 0/55)، عملکرد (0/23 و 0/35) و کارایی مصرف آب (0/25 و 0/25) را تحت تیمار آبیاری قطره ای نواری به ترتیب نسبت به آبیاری سفالی و شیاری نشان داد (0/05>P). در نتیجه، تیمار قطره ای نواری در سال های ابتدایی کاشت اسپرس همدانی قابل توصیه است، اما از آنجا که حداکثر توان تولیدی این گیاه در سال های سوم به بعد است، برای توصیه روش آبیاری مناسب به خصوص بهره گیری از آبیاری زیرسطحی نیاز به بررسی نتایج در سال های بعدی است.

    کلیدواژگان: آبیاری زیرسطحی، آبیاری قطره ای نواری تیپ، آبیاری شیاری، زنده مانی گیاه، شاخص های رشد گیاه
  • هاجر فضل الهی، روح الله فتاحی، کیومرث ابراهیمی* صفحات 191-203
    آب مهم ترین عامل محدود کننده توسعه کشاورزی است و لذا بررسی اقتصادی منابع آب بسیار مهم است. هدف مقاله حاضر تعیین ارزش اقتصادی منابع آب، بررسی راندمان مالی و تعیین قیمت آب کشاورزی در دشت اراک است. برای این منظور ارزش اقتصادی منابع آب برای محصولات زراعی گندم، جو، یونجه و ذرت در سال زراعی 1395- 1394 با استفاده از یک مدل ریاضی بومی توسعه داده شده طی همین تحقیق تعیین شد. راندمان مالی برای سه حالت؛ آب رایگان، دریافت 10 درصد از آب بهای محاسبه شده و تمام آب بها، برآورد شد. نتایج نشان داد که راندمان مالی کشاورزان در حالت راندمان آبیاری 40 درصد به ترتیب برابر 2/38، 1/68 و 0/47 درصد و در حالت راندمان آبیاری 70 درصد به ترتیب برابر 2/07، 1/92 و 0/71 درصد به دست آمد. همچنین تحلیل حساسیت راندمان مالی با 10 درصد تغییر در درآمدها و هزینه ها انجام شد. راندمان آبیاری و راندمان مالی در شرایطی که آب به صورت رایگان در اختیار کشاورزان قرار داشته باشد هم راستا نیستند ولی در شرایط دریافت 10 درصد آب بهای محاسبه شده با یکدیگر هم راستا می شوند. راندمان مالی در مقابل تغییر در میزان درآمد کشاورزان از حساسیت بیشتری نسبت به تغییر در میزان هزینه ها برخوردار است.
    کلیدواژگان: ارزیابی اقتصادی، قیمت آب، محصول کشاورزی، مدل ریاضی
  • طیبه دهقان، محمدعلی غلامی سفید کوهی*، مجتبی خوش روش، نرگس صمدانی لنگرودی صفحات 205-217

    در این پژوهش، کارایی حذف نیترات توسط جاذب برگ راش در آزمایش های ناپیوسته و پیوسته مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا طی آزمایش های ناپیوسته، اثر pH، زمان تماس، جرم جاذب و غلظت اولیه نیترات بر حذف نیترات بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش pH، بازدهی و ظرفیت جذب کاهش یافت و جذب نیترات توسط میلی و نانوجاذب برگ راش به ترتیب 120 و 90 دقیقه پس از شروع آزمایش به تعادل رسید. با افزایش غلظت نیترات، بازدهی حذف نیترات میلی و نانوجاذب برگ راش به ترتیب از 59/2 به 39/7 و از 82/1 به 69/9 درصد کاهش یافت. در ادامه طی آزمایش های پیوسته دبی های 5، 8 و 11 میلی لیتر در دقیقه و غلظت های نیترات 15، 50 و 120 میلی گرم در لیتر مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها نشان داد که با افزایش غلظت نیترات از 15 به 120 میلی گرم در لیتر زمان اشباع برای میلی جاذب برگ راش از 240 به 150 دقیقه و برای نانوجاذب برگ راش از 360 به 270 دقیقه کاهش یافت. مدل های توماس، دوز- پاسخ و یون- نلسون بر نتایج حاصل از آزمایش های پیوسته برازش داده شدند. مدل توماس با دقت بالایی بر داده های آزمایشگاهی برازش یافت. درمقایسه جاذب ها، نانوجاذب دارای قابلیت جذب بیشتری بوده است.

    کلیدواژگان: آزمایش ناپیوسته، برگ راش، ستون بستر-ثابت، نانوجاذب
  • نگار حسن زاده، لیلا غلامی*، عبدالواحد خالدی درویشان، حبیب الله یونسی صفحات 219-230

    فرسایش خاک یکی از جدی ترین مسایل زیست محیطی در جهان بوده که باعث تخریب خاک، کاهش بهره وری زمین، افزایش سیل، آلودگی آب و انتقال آلاینده ها شده و تهدید جدی برای دستیابی به توسعه پایدار در جهان است. بنابراین حفاظت خاک، جلوگیری از فرسایش خاک و استفاده از افزودنی ها مانند نانورس یک راهکار برای بهبود بهره وری زمین و حفاظت از محیط زیست است. پژوهش حاضر به بررسی تاثیر کاربرد نانورس مونت موریلونیت با سه مقدار 0/03، 0/06 و 0/09 تن بر هکتار بر تغییرات مولفه های رواناب و هدررفت خاک در شرایط آزمایشگاهی پرداخت. نتایج نشان داد که نانورس با مقدار 0/03 تن بر هکتار توانست ضریب رواناب، هدررفت خاک و غلظت رسوب را به ترتیب 40/7، 88/4 و 82/2 درصد کاهش دهد. میانگین هدررفت خاک در تیمار شاهد و تیمارهای حفاظتی نانورس با مقادیر مختلف به ترتیب 3/8، 0/4، 1/3 و 3/2 گرم اندازه گیری شد. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین غلظت رسوب مربوط به تیمار شاهد با مقدار 5/8 گرم بر لیتر بوده و در تیمارهای حفاظتی با نانورس در مقادیر به کار برده شده به ترتیب 1/1، 3/5 و 3/0 گرم بر لیتر بود. همچنین نتایج نشان داد که اثر نانورس بر تغییرات هدررفت خاک و غلظت رسوب در سطح 99 درصد معنی دار بود. درنهایت با توجه به اثر این افزودنی برای استفاده از آن در شرایط طبیعی پیشنهاد می شود اثرات محیط زیستی و نیز پایداری خاکدانه ها بررسی شود.

    کلیدواژگان: افزودنی های نوظهور خاک، حفاظت آب و خاک، غلظت رسوب، فرسایش خاک
  • صابر جمالی، حسین انصاری*، سیده محبوبه زین الدین صفحات 231-241

    به منظور بررسی اثر آبیاری با پساب تصفیه شده فاضلاب و زمان های مختلف برداشت بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه سورگوم علوفه ای رقم اسپیدفید آزمایشی گلخانه ای در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1397 اجرا شد. تیمار رژیم های آبیاری در این طرح به صورت (W1: آبیاری با آب چاه، W2: اختلاط 75 درصدی پساب و آب چاه، W3: اختلاط 25 درصدی پساب و آب چاه، W4: پساب تصفیه شده فاضلاب) و تیمار زمان برداشت نیز شامل (C1: قبل از گلدهی، C2: بعد از 50 درصد گلدهی و C3: در زمان شیری شدن دانه) بود. نتایج این تحقیق نشان داد که رژیم های مختلف آبیاری بر تمامی صفات مورد بررسی (بجز ارتفاع) در سطح احتمال یک درصد معنی دار شده ولی بر ارتفاع معنی دار نشد؛ همچنین نتایج گویای معنی داری زمان برداشت بر تمامی صفات (به جز عرض برگ) در سطح احتمال یک درصد بود ولی این تیمار بر صفت عرض برگ معنی دار نشد. از طرفی اثر متقابل رژیم آبیاری و زمان برداشت نیز بر صفات تعداد برگ، طول و عرض سنبله و وزن تر برگ، ساقه و سنبله در سطح احتمال یک درصد و بر ارتفاع، قطر ساقه، تعداد پنجه، طول و عرض برگ در سطح احتمال 5 درصد معنی دار شد. نتایج نشان داد که استفاده از درصدهای 25، 75 و 100 درصد اختلاط پساب سبب تغییر عملکرد علوفه به میزان 37/5، 29/3- و 12/9 درصد (قبل از گلدهی)؛ 31، 15/3- و 47/4- درصد (بعد از 50 درصد گلدهی) و 11/8-، 35/7- و 28/4- درصد (شیری شدن دانه) شد. به میزان بیشترین میزان عملکرد علوفه مربوط به تیمار استفاده از اختلاط 75 درصدی و بعد از 50 درصد گلدهی (46/19 گرم در بوته) بود، به عبارت دیگر تیمار استفاده از اختلاط 75 درصدی و بعد از 50 درصد گلدهی و سنبله دهی گیاهان تیمار بهینه است.

    کلیدواژگان: اختلاط پساب و آب شهری، رقم اسپیدفید، ذرت خوشه ای، شرایط گلخانه ای، فاضلاب شهری
  • عاطفه عرب، کاظم اسماعیلی* صفحات 243-259

    مطالعه سیلاب به علت خسارت جانی و مالی فراوان، همواره مورد اهمیت پژوهشگران است. بررسی بستر سیلابی می تواند راهکارهای مناسبی برای کاهش این پدیده در اختیار مدیران و پژوهشگران قرار دهد. در این تحقیق به بررسی مقطع سیلابی مرکب (با دشت سیلابی یک طرف کانال اصلی) پرداخته شده است. از این رو، دو مدل آزمایشگاهی مقطع مرکب در فلوم آزمایشگاهی با درنظر گرفتن آنالیز ابعادی مورد بررسی قرار داده شد. با هدف بررسی شیب جانبی، دیوار سیلاب دشت در مدل آزمایشگاهی در مدل اول شیب دیواره جانبی صفر و در مدل دوم مقدار برابر با 50 درصد درنظر گرفته شد. همچنین با هدف بررسی تاثیر شیب طولی بر شستن رسوبات بستر رودخانه، شیب طولی در سه گام 0/002، 0/004 و 0/006 تغییر داده شد. با بررسی داده های سرعت سنجی ADV، نتایج نشان داد با افزایش شیب طولی و عرضی (شیب دیواره سیلاب دشت) کانال، ماکزیمم سرعت طولی به سمت کف کانال تغییرموقعیت می دهد. با هدف بررسی تاثیر قطر متوسط رسوبات بر روند آبشستگی، در طول آزمایش هایی از رسوبات ماسه ای با قطر 0/9 و 3 میلی متر استفاده شد. نتایج نشان داد، افزایش شیب طولی و عرضی تاثیر زیادی بر افزایش حجم رسوبات شسته شده در طول کانال دارند و با افزایش این شیب های طولی و عرضی در کانال، میزان حجم انتقال رسوبات بیشتری اتفاق می افتد. در ادامه، با استفاده از بررسی اعداد بی بعد به دست آمده از آنالیز ابعادی، عدد بی بعد فرود وزنی برای بررسی این مقدار به ازای دیگر پارامترهای هیدرولیکی معرفی شد و رابطه ای بر پایه رگرسیون غیرخطی با ضریب همبستگی قابل قبولی در حدود 88/0 معرفی شد.

    کلیدواژگان: مقاطع مرکب، سیلاب دشت، شیب طولی کانال، رسوب، شیب عرضی، رگرسیون غیرخطی، آنالیز ابعادی
  • مجتبی کریمائی طبرستانی* صفحات 261-277

    یکی از روش های کاربردی و متداول در کنترل آبشستگی موضعی قرار دادن لایه سنگچین در اطراف سازه های هیدرولیکی به خصوص پایه پل ها است. با توجه به نبود قطعیت های مختلف در برآورد اندازه پایدار سنگچین، در تحقیق حاضر از روش تحلیل قابلیت اطمینان برای طراحی سنگچین در اطراف پایه یک پل واقعی به عنوان مطالعه موردی استفاده می شود. بر این اساس از چهار روش مختلف نظیر تحلیل قابلیت اطمینان مرتبه اول و شبیه سازی مونت کارلو اقدام به کمی کردن عدم قطعیت ها و طراحی اندازه سنگچین پایدار می شود. نتایج تحلیل حاضر نشان داد که احتمال شکست اندازه سنگچینی که از طریق روش قطعی و به کارگیری مقدار میانگین فراسنجه های موثر برای طراحی محاسبه شد، بسیار بالا بوده و نزدیک به 34 درصد است. در ادامه رابطه ای بین ضریب ایمنی طراحی و ضریب قابلیت اطمینان در محل این مطالعه موردی تعیین شد. درنهایت برای نیل به شرایط واقعی تر، اقدام به مطالعه ضریب همبستگی هیدرولیکی بین فراسنجه های عمق و سرعت جریان و همچنین تاثیر آن بر احتمال شکست سنگچین در محل مطالعه موردی شد و نتایج نشان داد که ضریب همبستگی بین این دو فراسنجه هیدرولیکی بسیار بالا بوده و بیشتر از 90 درصد است و حداکثر تاثیر آن بر احتمال شکست کمتر از 10 درصد است.

    کلیدواژگان: آبشستگی، پایه پل، سنگچین، قابلیت اطمینان مرتبه اول، ضریب همبستگی
  • جواد چزگی*، مجید آسیایی صفحات 279-293

    فرسایش باعث هدر رفتن و کاهش حاصلخیزی خاک می شود، که یکی از پیامدهای آن به خطر افتادن امنیت غذایی ساکنین منطقه است. لذا برای کاهش فرسایش نیاز به کنترل و مدیریت آن با استفاده از روش های حفاظت خاک است. برای مدیریت و کنترل فرسایش ابتدا لازم است که یک بررسی جامع از عوامل موثر در فرسایش خاک به عمل آید. چنانچه در مناطقی از یک حوزه آبخیز، از نظر فرسایش خاک حالت بحرانی وجود داشته باشد، با استفاده از عوامل موثر شناسایی محل دقیق فرسایش سریع تر و کم هزینه خواهد بود و در ادامه عملیات کنترل و مبارزه با فرسایش مقدور و معقول خواهد شد. در این تحقیق برای تعیین مناطق مستعد فرسایش از سامانه اطلاعات جغرافیایی و مدل های تصمیم گیری A HP و ANP در منطقه باقران بیرجند استفاده شد. ابتدا 10 معیار موثر شامل معیارهای باران، شیب، جهت شیب، خاکشناسی، زمین شناسی، نفوذپذیری، پوشش گیاهی، کاربری اراضی، فاصله از جاده و روستا بر فرسایش در منطقه بر اساس نظرات کارشناسان امر و مطالعات کتابخانه ای تعیین شد. در مرحله بعد پرسشنامه هایی برای تاثیر معیارها بر فرسایش برای متخصصان امر ارسال شد و پس از تکمیل پرسشنامه ها بر اساس نرم افزار Supper Decision اهمیت نسبی معیارها به دست آمد. در ادامه بر اساس اهمیت نسبی معیارها نقشه ها تهیه و با هم تلفیق شدند. عامل بارندگی بیشترین تاثیر را در فرسایش پذیری منطقه در روش AHP با اهمیت نسبی 0/21 و معیار پوشش گیاهی با وزن 0/158 در روش ANP بیشترین تاثیر را در تعیین مناطق مستعد فرسایش داشته است. در نهایت نقشه فرسایش پذیری منطقه بر اساس مدل های ارایه شده به دست آمد. در ادامه منطقه از نظر حساسیت به فرسایش در پنج کلاس طبقه بندی شد که مناطق با حساسیت متوسط در هر دو مدل بیشترین مساحت را به خود اختصاص داده است. در کلاس های کم و زیاد روش ANP نتایج بهتر، و در کلاس های متوسط روش AHP نتایج بهتری ارایه داد.

    کلیدواژگان: فرسایش، AHP، ANP، GIS و منطقه باقران بیرجند
  • بیژن خلیلی مقدم*، عطاءالله سیادت، اشکان یوسفی صفحات 295-308

    گیاهان فضای سبز توانایی زیادی در جذب و نگهداشت ذرات معلق هوا دارند و در پاکسازی آلودگی اتمسفر شهری نقش بسزایی ایفا می کنند. گرد و غبار ترسیب شده روی برگ درختان می تواند به عنوان شاخصی مناسب برای ارزیابی ترکیبات هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای (PAHs) موجود در اتمسفر مورد استفاده قرار گیرد. این پژوهش به منظور تعیین منشا و ارزیابی ریسک سلامت ترکیبات PAHs ترسیب شده روی برگ درختان مختلف در شهر اهواز انجام شد. بدین منظور از برگ درختان غالب در 10 نقطه با کاربری های صنعتی، مسکونی، پارک ها و پرترافیک مختلف نمونه برداری صورت گرفت. نمونه ها پس از آماده سازی برای تعیین نوع و غلظت PAHs توسط دستگاه GC-MS مورد تجزیه قرار گرفتند. بر اساس نتایج، 15 نوع ترکیب PAHs از 16 ترکیب مهم تعیین شده توسط EPA در این ذرات ترسیب شده، شناسایی شده است. دامنه غلظت ترکیبات PAHs بین 3/3 تا 110 میکروگرم بر کیلوگرم بود. همچنین بیشترین و کمترین مقدار تجمعی ترکیبات PAHs سرطان زا موجود در ذرات به دام افتاده روی برگ گونه های گیاهی مختلف، به ترتیب در مناطق کوت عبداله (ppb 530) و پارک شهروند (ppb 132/5) به دست آمد. میانگین غلظت کل ترکیبات (وزن مولکولی بالا به وزن مولکولی کم) در ترکیبات موجود در ذرات (0/05) و تحلیل مولفه های اصلی هیدروکربن های آروماتیک نشان داد که منشا مشخصی برای این ترکیبات در شهر اهواز وجود ندارد.

    کلیدواژگان: گرد و غبار، PAHs، درختان شهری، ارزیابی ریسک سلامت، اهواز
|
  • B. Torabi Farsani*, M. Afyuni Pages 1-14

    Compost leachate is a liquid resulting from physical, chemical and biological decomposition of organic materials. The main objective of this study was to evaluate the influence of leachate compost on the physical, hydraulic and soil moisture characteristic curves. Also, the effect of leachate on the aerial organ fresh weight of corn was investigated. Leachate was added to clay loam and sandy clay loam soils at the rate of zero, 1.25 and 2.5 weight percent. The soil water characteristic curve and the estimation of the parameters of the van Gnuchten and Brooks and Corey models were performed using RETC software. Leachate increased the bulk density and decreased the available water of the clay loam soil. Only 1.25% of the leachate increased the available water in the sandy clay loam soil. Two levels of leachate decreased the bulk density of sandy clay loam soil. Leachate decreased the saturation hydraulic conductivity of the clay loam and increased this parameter of sandy clay loam soil. Leachate was more successful in increasing the aerial organ fresh weight of corn in the sandy clay loam soil. Therefore, leachate was more useful in sandy clay loam than in clay loam soil, and 1.25% treatment was better in the sandy clay loam soil. Also, the used leachate increased the repellency of both soils. Leachate caused the parameters of van Gnuchten and Brooks and Corey models to increase, as compared to the control in both soils.

    Keywords: Compost leachate, Soil moisture characteristic curve, Bulk density, Available water, Saturated hydraulic conductivity
  • F. Alizadeh, A. H. Nasrolahi*, M. Saeedinia, M. Sharifipour Pages 15-26

    In areas with high rainfall distribution, proper irrigation management, including complementary irrigation, is one of the effective strategies to increase crop production. In order to investigate the effect of supplementary irrigation in different growth stages on the yield and water productivity of Autumn rapeseed, an experiment in the form of a complete randomized block design with five irrigation management treatments including rainfed (I1), single irrigation at flowering stage (I2), single Irrigation at pod filling stage (I3), two irrigation at pod filling stage and flowering (I4), three irrigation at flowering,  and pod filling and grain Filling stages (I5) was carried out at Lorestan University Research Field. Results showed that there was a significant difference between the effects of different irrigation treatments at 1% level. The lowest grain yield, biological yield and oil yield were obtained in I1 treatment with 44.62%, 50.95% and 53.58% decrease, as compared to I5 treatment. The results also showed that by applying irrigation at pod filling stage, grain yield and oil yield were increased by 13.22% and 20.23%, as compared to I1 treatment. The highest total productivity for the grain yield and oil yield was obtained in I5 treatment with 0.252 and 0.073 kg / m3. In general, due to the fact that drought stress in rapeseed calving stages reduces yield, the higher the number of irrigations in rapeseed calving stages, the more the yield.

    Keywords: Single irrigation, Oil yield, Biological yield, Water stress
  • F. Hayati, A. Rajabi*, M. Izadbakhsh, S. Shabanlou Pages 27-42

    Due to drought and climate change, estimation and prediction of rainfall is quite important in various areas all over the world. In this study, a novel artificial intelligence (AI) technique (WGEP) was developed to model long-term rainfall (67 years period) in Anzali city for the first time. This model was combined using Wavelet Transform (WT) and Gene Expression Programming (GEP) model. Firstly, the most optimized member of wavelet families was chosen. Then, by analyzing the numerical models, the most accurate linking function and fitness function were selected for the GEP model. Next, using the autocorrelation function (ACF), the partial autocorrelation function (PACF) and different lags, 15 WGEP models were introduced. The GEP models were trained, tested and validated in 37, 20- and 10-years periods, respectively. Also, using sensitivity analysis, the superior model and the most effective lags for estimating long-term rainfall were identified. The superior model estimated the target function with high accuracy. For instance, correlation coefficient and scatter index for this model were 0.946 and 0.310, respectively. Additionally, lags 1, 2, 4 and 12 were proposed as the most effective lags for simulating rainfall using hybrid model. Furthermore, results of the superior hybrid model were compared with GEP model that the hybrid model had more accuracy.

    Keywords: Hybrid model, Rainfall, Time series, Simulation, Sensitivity analysis
  • M. Alinezhadi*, S. F. Mousavi, Kh. Hosseini Pages 43-62

    Nowadays, the prediction of river discharge is one of the important issues in hydrology and water resources; the results of daily river discharge pattern could be used in the management of water resources and hydraulic structures and flood prediction. In this research, Gene Expression Programming (GEP), parametric Linear Regression (LR), parametric Nonlinear Regression (NLR) and non-parametric K- Nearest Neighbor (K-NN) were used to predict the average daily discharge of Karun River in Mollasani hydrometric station for the statistical period of 1967-2017. Different combinations of the recorded data were used as the input pattern to predict the mean daily river discharge. The obtained esults  indicated that GEP, with R2= 0.827, RMSE= 59.45 and MAE= 26.64, had a  better performance, as compared to LR, NLR and K-NN methods, at the  validation stage for daily Karun River discharge prediction with 5-day lag, at the Mollasani station. Also, the performance of the models in the maximum discharge prediction showed that all models underestimated the flow discharge in most cases.

    Keywords: River discharge, Gene expression programming, Linear, nonlinear regression, K- nearest neighbor, Karun
  • F. Haghnazari, M. Ghanbarian Alavijeh*, A. Sheini Dashtegol, S. Boroomand Nnasab Pages 63-74

    Changes in soil infiltration cause changes in irrigation efficiencies; therefore, estimating it in calculating irrigation efficiencies provides a more accurate estimate of irrigation performance indicators. In a study conducted on ARC2-7 farm in Amirkabir agro-industry in the 2010-2011 crop year, during four irrigations; two furrows were selected in terms of uniform infiltration and variable infiltration with a length of 140 and a width of 1.83 m. In the furrow assuming uniform infiltration two flume type II, at the beginning and end of it, were installed and the cumulative infiltration was determined by the volume balance method. The furrow with variable conditions was divided into four sections by installing five flumes. By examining the spatial variations of the mean cumulative infiltration, its value decreased from the first to the fourth section for the first irrigation by 15% and for the subsequent irrigations by 13%. Temporal changes of cumulative infiltration decreased by 27 and 30% for the first and second sections and by 26% for the third and fourth sections. An 11% increase in the average weight of the aggregate diameter and a 7% decrease in bulk density indicate physical changes in the soil. Surface runoff losses increased from 8 to 18.77% in the furrow assuming uniform infiltration and from 10.91 to 19.77% in the furrow with variable infiltration, and application efficiency decreased by 6%.

    Keywords: Furrow irrigation, application efficiency, Permeability, infiltration variations
  • E. Yarmohammadi, S. Shabanlou*, A. Rajabi Pages 75-89

    Optimization of artificial intelligence (AI) models is a significant issue because it enhances the performance and flexibility of the numerical models. In this study, scour depth around bridge abutments with different shapes was estimated by means of ANFIS and ANFIS-Genetic Algorithm. In other words, the membership functions of the ANFIS model were optimized using the genetic algorithm, finding that the performance of ANFIS model was increased. Firstly, effective input parameters on the scour depth around bridge abutments were defined. Then, by using the input parameters, eleven ANFIS and ANFIS-GA models were produced. Next, the superior ANFIS and ANFIS-GA models were introduced by analyzing the numerical results. For example, the correlation coefficient and scatter index for ANFIS model were calculated to be 0.979 and 0.070; for ANFIS-GA, these were 0.986 and 0.056, respectively. In addition, the average discrepancy ratio (DRave) for ANFIS and ANFIS-GA models was 0.984 and 0.988, respectively. Also, it was shown that the ANFIS-GA models had more accuracy, as compared to the ANFIS models. Moreover, a sensitivity analysis showed that Froude number (Fr) and ratio of flow depth to radius of scour hole (h/L) were the most influential input parameters for simulating the scour depth around bridge abutments.

    Keywords: ANFIS, Algorithm genetic, Optimization, Scour, Bridge abutment, Sensitivity analysis
  • S. Abdi Ardestani, B. Khalili*, M. M. Majidi Pages 91-102

    Long-term drought effect is one of the main factors of global climate change, with  consequences for soil biogeochemical cycling of carbon and nitrogen and the  function of soil ecosystem under drought conditions. We hypothesized that 1) the Bromus inermis, Dactylis glomerata and festuca arundinacea species would differ in their rhizosphere responses to drought and 2) combined plant species and drought would have offsetting effects on the  soil biological traits. We tested these hypotheses at the long-term drought field expreiment at the  Lavark Farm of Isfahan University of Technology by analyzing soil microbial biomass carbon and nitrogen and activity of β-glucosaminidase in the rhizosphere of Bromus inermis, Dactylis glomerata and festuca arundinacea species. Soil microbial biomass carbon and nitrogen responses to drought depended on plant species,  such that the highest MBC was recorded in the Bromus inermis rhizosphere, while the  lowest was in the Dactylis glomerata rhizosphere, thereby suggesting the greater microbial sensitivity to drought in the Dactylis glomerata rhizosphere. Genotype variations (drought tolerate and sensitive) mostly affected the change in the β-glucosaminidase activity, but they were not significantly affected by drought treatment and plant species. In general, the positive effects of  the plant genotype could offset the negative consequences of drought for soil microbial biomass and traits.

    Keywords: Microbial biomass carbon, Microbial biomass nitrogen, β-glucosaminidase activity, Bromus inermis, Dactylis glomerata, Festuca arundinacea, Drought tolerate, sensitive genotypes
  • K. Shirani*, M. Pasandi, B. Ebrahimi Pages 105-127

    Land subsidence as a hydrogeomorphology event is currently occurring dangerously in many plains of the country due to uncontrolled groundwater extraction from water bearing layers, and accordingly monitoring and studying this phenomenon seems to be necessary. In this study, land subsidence rate of the Najafabad aquifer was determined through the Differential Radar Interferometry (DInSAR) processing of the ASAR and PALSAR radar data and the results were validated by comparying with the differential leveling and groundwater level drowdown data. Processing of the ASAR sensor data estimates the land subsidence in the Najafabad plain at an average annual subsidence rate of 6.7 cm and a total of 41 cm during 6 years period and processing of the PALSAR data suggests an annual rate of 7.7 cm and total subsidence of 30 cm during 4 years period. Most of the occured displacements are related to the Tiranchi, Koushk, Ghahderijan, Goldasht and Falavarjan cities. The simultaneous groundwater level data with acquisition date of the radar satellite images between 2002 and 2014 shows a drawdown ranging from 0.5 to 46.5 meters in the south and east to north of the Najafabad city consistent with the estimated land subsidence areas.The DInSAR processing of the PALSAR data has led to a more accurate results with higher spatial resolution. Results of the radar data processing can be employed for the hazard zonation directly utilized for management and planning of control and preventive measures.

    Keywords: The Najafabad aquifer, Land subsidence, Radar interferometry, Differential leveling, ASAR, PALSAR
  • S. Moghim*, J. Rahmani Pages 129-140

    Improper water managements and overuse of surface water and groundwater mainly for agricultural purposes in Iran have led to the drying of many rivers and groundwater. Climate change adds an extra pressure on the water resources. These changes indicate the necessity of adjustment in water management plans. This study used hydroclimatic variables including precipitation and temperature in Urmia Plain to find appropriate crops that needed the minimum irrigation water. In addition, the best time for planting each crop is determined. To find the proper crops for the region, the daily water, as required for each crop, was calculated based on climate condition, crop type, and crop growth stage. The results indicates that grape could be the best crop for the region. In addition, early planting (e.g. in spring) reduced the irrigation water needed due to more rain and soil moisture in spring than summer, which could provide crop water requirement. On the other hand, the increased temperature in spring could satisfy heat units required for the fully grown plants like barley.

    Keywords: Water resources management, Climate change, Agriculture, Crop pattern, Growing season, Water need
  • A. Sarkohaki, A. Egdernezhad*, S. Minaei Pages 141-156

    Crop models evaluationin agriculture has been done by researchers. It helps them to determine the most appropriate crop model for the planning and simulation of crop response in different areas. Using can lead time and cost saving, helping to evaluate the effects of different situations on the crops yield, biomass and water use efficiency (WUE). Given the importance of the subject, this study was conducted for the accuracy and efficiency evaluation of AqauCrop and SWAP under three irrigation types (D: sprinkler irrigation with saline water, F: sprinkler irrigation with saline and fresh water, and S: surface irrigation) and five water qualities (S1: 2.5, S2: 3.2, S3: 3.9, S4: 4.6 and S5: 5.1 dS.m-1). NRMSE results showed that the accuracy of AquaCrop for the simulation of yield, biomass and WUE was 0.07, 0.09 and 0.07, respectively. For SWAP, these were 0.12, 0.04 and 0.13, respectively. According to EF, AquaCrop results for above-mentioned parameters were 0.60, 0.90 and -4.4, and SWAP results were 0.74, 0.73 and -2.0, respectively. So, AquaCrop accuracy and efficiency were better than those of SWAP for the simulation of corn yield and biomass.

    Keywords: AquaCrop, Crop Yield, Irrigation Types, Sprinkler Irrigation, SWAP
  • F. Soroush*, F. Fathian Pages 157-178

    In the present study, the spatial and temporal changes of climate variables such as pan evaporation (Ep), temperature (T), relative humidity (RH), sunshine duration (SD), wind speed (W) and precipitation (P), as well as their relationship with altitude, were investigated. For this purpose, 68 meteorological stations with 30 years of data (1987-2016) throughout Iran on both seasonal and annual time scales were selected. Trend analysis of climate variables showed that over the past 30 years, most areas of Iran have become warmer and drier although all trends have not been significant. Investigation of the relationship between the trend slope of climate variables and altitude illustrated that there was no significant relationship between them during the study period on the annual time scale (p>0.1). However, in winter, the rate of increase in T (minimum, maximum and mean temperatures) and SD (p<0.1), as well as the rate of decrease in P (p<0.01), was significantly enhanced by increasing the altitude. The increase in mean and maximum T (p<0.1) and SD rates (p<0.001) in summer were significantly lower in the highlands than in the lowlands. In autumn, the trend slopes of minimum and mean T (p<0.05) were negatively correlated with altitude; in addition, the rates of increase in P and RH (p<0.05) in the highlands demonstrated a sharper increase. It seems, therefore, that most changes in climate variables have occurred in both autumn and winter. The results also showed that in winter, the highest rates of increase in Ts were related to the altitude of 1500-2000 m; however, the highest decrease in P belonged to the altitude of 2000-2500 m. In autumn, the highest rates of decrease in minimum and mean Ts had occurred in the altitude of 2000-2500 m; as well, he highest rate of increase in P was observed in the altitudes of both 0-500 m and 2000-2500 m.

    Keywords: Climate variables, altitude, trend slope, Iran
  • O. Asadi Asadabad, S. H. Matinkhah, Z. Jafari*, H. Karim Mojeni Pages 179-189

    In order to investigate the effect of the type drip of irrigation methods, subsurface irrigation and furrow irrigation on the domestication of Hedysarum criniferum Boiss., an experiment with a  randomized complete block design with three replications was implemented  at Isfahan University of Technology for two years (2016 to 2018) . For this purpose, clay pipes were made and the plant was cultivated on the sides of clay pipes and types. Also, furrow irrigation treatment was applied as the control. During the experiment, all treatments received the same water and finally, some growth parameters were measured. The results of the study showed improvement in height (0.43 and 0.34), canopy cover (0.66 and 0.52), stem number (0.44 and 0.85), chlorophyll index (0.45 and 0.45), seed emergence (0.75 and 0.30), plant survival (0.78 and 0.55), yield (0.23 and 0.35), and water use efficiency (0.25 and 0.25) under type drip irrigation treatment, as compared to subsurface and furrow irrigation, respectively (P<0.05). In general, the type drip treatment is recommended in the early years of planting; however, since the maximum production potential of this plant is in the third year onwards, it is necessary to examine the results in the following years to recommend the proper irrigation method, especially the use of subsurface irrigation.

    Keywords: Subsurface clay pipes, Tape irrigation, Furrow irrigation, Plant survival, Plant growth indicators
  • H. Fazlolahi, R. Fatahi, K. Ebrahimi* Pages 191-203
    Water is the most crucial factor for agricultural development. Therefore, the economic evaluation of water resources is critical. The purpose of this paper was to determine the economic value of water resources, to evaluate the financial efficiency and to decide on the price of agricultural water in Arak plain. For this purpose, the economic value of water resources for wheat, barley, alfalfa and corn was identified in 2015- 2016, using the mathematical model developed in this research. The results showed that the financial efficiency was calculated for three alternatives: free-cost water, water cost equal to the 10% of the calculated price and water cost equal to the exact calculated price.  The irrigation efficiency of 40% financial efficiency was 2.38%, 1.68% and 0.47% , respectively, for the  aformentioned methods, and  the irrigation efficiency of 70% financial efficiency was 2.07, 1.92 and 0.71, respectively. Also, the sensitivity analysis of the financial efficiency was performed, with 10% change in the farmers income and costs. The results also revealed that irrigation efficiency and financial efficiency were not aligned when farmers had free water; however, they were aligned when the farmer paid 10% of the calculated price. Financial efficiency was more sensitive to changes in the farmers income when compared to the changes in costs.
    Keywords: Agricultural Product, Economic Evaluation, Mathematical Model, Water Price
  • T. Dehgan, M. A. Gholami Sefidkouhi*, M. Khoshravesh, N. Samadani Langroudi Pages 205-217

    In this research, the nitrate removal by beech leaves was investigated in batch and column systems. The batch experiment was performed to address the effect of pH, contact time, adsorbent dosage and initial nitrate ion concentration on the nitrate removal. The results showed that with an increase in pH, the removal efficiency and adsorption capacity were decreased and nitrate removal by millimeter and nano adsorbent beech leaves reached equilibrium 120 and 90 minutes after experiment, respectively. With an increase in the nitrate concentration, the removal efficiency was decreased from 59.2% to 39.7% and 82.1% to 69.9% for millimeter and the nanoparticles of Beech leaves, respectively. In fixed-bed column adsorption experiments, the flow rates of 5, 8 and 11 ml/min and the nitrate concentration of 15, 50 and 120 mg/L were studied. The results showed with an increase in the nitrate concentration from 15 to 120 mg/L, the saturation time was decreased from 240 to 150 and 360 to 270 minutes for millimeter and nanoparticles of Beech leaves, respectively. Thomas, Dose-response and Yoon-Nelson models were fitted to the results of the continuous experiments. The Thomas model fitted the experimental data with high accuracy. Compared to the adsorbents, nano-adsorbent had more adsorption capacity in the batch and column systems.

    Keywords: Batch experiment, Beech Leaf, Fixed-Bed Column, Nano adsorbent
  • N. Hasanzadeh, L. Gholami*, A. Khaledi Darvishan, H. Yonesi Pages 219-230

    Soil erosion is one of the most serious environmental issues in the world, causing soil degradation, reduction of land productivity, increasing flood, water pollution and pollutions transportation; it is also a serious threat to sustainable development in the world. Therefore, the soil conservation and the prevention of soil erosion and use of conditioners as the nanoclay can be considered as a solution to improve   land productivity and protect environment. The present study was, therefore, conducted to address the effect of the application of montmorillonite nanoclay with three rates of 0.03, 0.06 and 0.09 t ha-1 on changing runoff and soil loss variables under laboratory conditions. The results showed that the nanoclay with the rate of 0.03 t ha-1 could decrease the runoff coefficient, soil loss and sediment concentration with the rate of 40.65, 88.38 and 82.19 percent, respectively. The average of soil loss in control treatment and conservation treatments of nanoclay with various rates was measured to be 3.76, 0.44, 1.33 and 3.16 g, respectively. Also, the results showed that the most sediment concentration was the control treatment with the rate of 5.84 g l-1 and the conservation treatments with nanoclay in the applied rates was 1.04, 3.47 and 2.96 g l-1, respectively. Also, the results showed that the nanoclay effect was significant on changing the soil loss and sediment concentration at the level of 99 percent. Finally, due to the effect, the use of this conditioner in natural conditions and investigation of the effects on environment and aggregates stability are recommended.

    Keywords: Emerging Conditioners of Soil, Soil, Water Conservation, Sediment Concentration, Soil Erosion
  • S. Jamali, H. Ansari*, M. Zeynodin Pages 231-241

    The goal of this study was to investigate the effects of treated urban wastewater and different harvesting times on the yield and yield components of Sorghum (cv. Speed feed) in the greenhouse condition. The research was done based on a completely randomized design including 3 replications as pot planting in Ferdowsi university of Mashhad in 2016. In this study, the effects of four mixtures consisting of the moderations use of the treated urban wastewater and freshwater (0, 25, 75 and 100 percent mixture of treated urban wastewater and freshwater) and three harvesting times level (pre-flowering, after 50 percent of the plant to flowering, and grain filling stage) on the yield and yield components of Sorghum were evaluated. The results inducted that the effect of different moderations of irrigation regimes on all of them parameter was highly significant (P<0.01), but plant height was non-significant; it was also revealed that the effect of harvesting times on all of the parameters was highly significant (P<0.01), but leaf width was non-significant. The results also exhibited that the interaction effects of irrigated regimes and harvesting times on the leaf number, panicle length and width, leaf, panicle, and stem was highly significant (P<0.01), but plant height, stem diameter, branches number, and leaf length and width were significant at the  5 percent level (P<0.05). Also, the use of 25, 75, and 100 percent mixture of wastewater resulted in the  forage yield of  37.5, -29.3, and 12.9 percent (pre-flowering); -31, -15.3, and -47.4 percent (after 50 percent of the plant to flowering),  and -11.8, -35.7 and -28.4 percent (grain filling stage), respectively. The highest forage weights (46.2 g per plant) showed, in the study, irrigated by a mixture of 75 treated wastewater and 25 freshwater, and harvesting the plant after 50 percent in flowering stage; on the other hand, the best treatment in this study irrigation by the mixture of 75 treated wastewater and 25 freshwater and harvesting the plant after 50 percent in the flowering stage, Thus, using the treatment in farm experiment required the field research.

    Keywords: Greenhouse conditions, Mixture of wastewater, freshwater, Speed feed cultivar, Sorghum, Urban wastewater
  • A. Arab, K. Esmaili* Pages 243-259

    The study of floods has always been important for researchers due to the great loss of life and property. Investigation of flood bed can provide appropriate solutions to reduce this phenomenon to managers and researchers. In this research, the compound channel (with flood plain on one side of the main channel) Been paid, Therefore, two experimental models of compound channel in laboratory flume were examined by considering dimensional analysis. With the goal Investigation of lateral slope of flood wall in laboratory model In the first model, transverse slope 0 And in the second model, a value equal to 50% Was considered. Also in order to investigate the effect of longitudinal slope of river bed sediments Longitudinal slope in three steps 0.00 2, 0.004 and 0.006 Was changed. Examining the ADV speedometer data, the results showed that with increasing the longitudinal and transverse slope (slope of the flood wall) of the channel, the maximum longitudinal velocity changes to the floor of the channel. In order to investigate the effect of average sediment diameter on the scouring process during experiments Mm was used. The results showed that increasing the longitudinal and transverse slope had a great effect on increasing the volume of washed sediments 3 and 0.9 of sandy sediments with a diameter Along the canal and with the increase of these longitudinal and transverse slopes in the channel, more sediment transport volume occurs. In the following, using Investigation of dimensionless numbers obtained from dimensional analysis, dimensionless weight landing number was introduced to evaluate this value value of other hydraulic parameters and Was introduced. A relationship based on nonlinear regression with correlation coefficient Acceptable was introduced at around 0.88.

    Keywords: compound channel, flood plain, longitudinal slope, sediment, side slope, Non-liner regression, Analytical solution
  • M. Karimaei Tabarestani* Pages 261-277

    One of the most common and practical methods in controlling the local scour around bridge pier is to place a protective riprap layer. Due to various uncertainties in the design of this countermeasure method, in the present study, the reliability analysis method was applied for the design of a riprap size around a real bridge pier as a case study. Therefore, four different methods including First Order Second Moment, First Order Reliability Method, Spread Sheet and Monte Carlo Simulation Technique were used to quantify the uncertainties and design of riprap size. The results showed that the probability of riprap size failure, which was calculated by the empirical equation and the  use of the mean value of effective parameters in the case study, was very high,  nearly 34%. In the following, the relationship between safety factor and the reliability index at the site of this case study was determined. Finally, in order to achieve more realistic results, the hydraulic correlation coefficient between depth and flow velocity parameters and its effect on the probability of the riprap failure were studied. It was shown that the correlation coefficient between these two hydraulic parameters was very high and more than 90%, and its maximum effect on the probability of the riprap failure was less than 10%.

    Keywords: Scour, Bridge pier, Riprap, First Order Reliability Method, Correlation coefficient
  • J. Chezgi*, M. Asiyaei Pages 279-293

    Erosion causes the reduction and degradation and the soil fertility; one of its most important consequences, endangering the food security of the inhabitants of the area. Therefore, to reduce erosion, it needs to be controlled and managed using good soil conservation methods. It is only necessary to manage and control the full impact of the factors affecting the soil first. If there is a critical state of erosion in the four watersheds, identifying the precise location of erosion will be done quickly and with less cost; thus, further erosion control and counter-operation will be feasible. In this study, geographic information system and decision making models of AHP and ANP in Bagheran region of Birjand were used to determine the erosion prone areas. First, 10 effective criteria including rain, slope, slope direction, soil, geology, permeability, vegetation, land use, distance from road and village, were determined on the erosion in the area based on the expert opinion and library studies. Next, the questionnaires were sent to experts to explore g the impact of the criteria on erosion; after completing the questionnaires based on Expert Choice and Supper Decision software, the relative importance of the criteria was obtained. The maps were then compiled and integrated according to the relative importance of the criteria. Rainfall factor had the greatest impact on the erodibility of the area in the AHP method with the relative importance of 0.21 and the   vegetation criterion with the weight of 0.158 in the ANP method had the most impact on the determination of erosion prone areas. Finally, the erodibility map of the area was obtained based on the presented models. Subsequently, the region was classified into five classes of erosion susceptibility, with areas of moderate sensitivity having the most area in both models. In the lower and upper classes, the ANP method performed better; in the middle classes the AHP method performed better.

    Keywords: Erosion, AHP, ANP, GIS, Bagheran area of Birjand
  • B. Khalilimoghadam*, A. Siadat, A. Yusefi Pages 295-308

    Dust deposited on the leaves of trees can be effectively used as the monitors of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The dust deposited on the leaves can be used as an appropriate index for evaluating PAHs in the atmosphere. This research was conducted to determine the origin and health risk assessment of PAHs accumulated on the leaves of trees in the city of Ahvaz. For this purpose, samples were taken at leaves on 10 points with different land uses including industrial, recreational, high-traffic and residential ones. After preparation, to determine the type and concentration of PAHs, the compounds were analyzed by GC-MS. The results showed that 15 types of PAHs had been identified from 16 important compounds identified by EPA in the dust samples. The concentration of compounds was the range of 3.3-110 microgram per kilogram. The maximum and minimum of PAHs carcinogenic in particles trapped on leaves were in the Kut-Abdolah with 530 ppb and Shahrvand Park Station with 5.13 ppb, respectively. Also, the average relative of LMW/HMW in the aromatics contained in the deposition of particles on trees was 0.5; further the analysis of the main components of aromatic hydrocarbons (PAHs) showed that there was  no specific source for these compounds in Ahvaz, and these compounds could be from fossil fuels, urban traffic, natural gas,   generally showing a pyrogenic origin.

    Keywords: Dust, PAHs, Urban tree, Health risk assesment, Ahvaz