فهرست مطالب

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و دوم شماره 5 (پیاپی 65، امرداد 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/05/11
  • تعداد عناوین: 20
|
  • سیف الله خدادادی، مهدی یاسی*، محمدجواد منعم صفحات 1179-1192

    بهینه سازی عملکرد بهره برداری شبکه های آبیاری سطحی از ملزومات اساسی افزایش بهره وری مصرف آب در حوضه دریاچه ارومیه برای احیاء آن است. الگوریتم های متعددی برای بهینه سازی توسعه یافته اند که در این تحقیق، الگوریتم فراکاوشی رفتار جمعی ذرات با قابلیت هوش جمعی، حافظه ذرات و نیز سرعت بالای همگرایی، برای بهینه سازی الگوی تحویل آب انشعابات ساحل چپ شبکه زرینه رود طی دو سناریوی کمبود آب، بکار گرفته شد. در سناریوی اول امکان بهبود زمانی و مکانی الگوی تحویل آب برای اجرایی نمودن مصوبه کاهش 40 درصدی مصارف آب کشاورزی ستاد احیاء دریاچه ارومیه؛ و در سناریوی دوم شرایط تامین کمینه 70 و بیشینه 90 درصد نیاز آبی شبکه مدل شده است. مقادیر مناسب پارامترهای مدل با تحلیل حساسیت تعیین گردید، و در مدلسازی دو سناریو استفاده شد. نتایج بدست آمده از سناریوی اول بیانگر تامین 66 درصد نیاز آبی، ارتقاء 9 درصدی شاخص راندمان، و افزایش 30 و 38 درصدی شاخص های پایداری و عدالت توزیع است. در سناریوی دوم، 82 درصد نیاز آبی تامین شده و شاخص های راندمان، پایداری و عدالت توزیع به ترتیب تا 25، 33 و 42 درصد افزایش یافتند. سناریوی دوم بدلایل کاهش تدریجی آب تحویلی و بهبود مقادیر شاخص های عملکرد، با حفظ آستانه اعتمادپذیری و اطمینان بیشتر بهره برداران شبکه، گزینه برتر این تحقیق می باشد.

    کلیدواژگان: الگوی تحویل آب، الگوریتم رفتار جمعی ذرات (PSO)، شبکه آبیاری زرینه رود، دریاچه ارومیه
  • ابراهیم ولیزادگان*، نگار اقدسی صفحات 1193-1207

    چکیده بدلیل هزینه بر بودن و احتیاج به نیروی متخصص جهت بهره برداری از تجهیزات پیشرفته اندازه گیری جریان در کانال ها، استفاده از روش های ساده، ارزان و کم هزینه همواره مورد توجه محققین و شرکت های بهره برداری از  شبکه های آبیاری و زهکشی بوده است. در این پژوهش اندازه گیری جریان در کانال ها با استفاده از فلوم های ذوزنقه ای با پایه های استوانه ای، به صورت آزمایشگاهی در چهار شیب جانبی بررسی شده است. با اندازه گیری عمق جریان در بالادست و پایین دست گلوگاه فلوم و بر اساس روابط تابعی، یک رابطه و نمودار جداگانه برای محاسبه دبی جریان در هر شیب های جانبی بررسی شده بدست آمد (هم در شرایط جریان آزاد و هم در شرایط جریان مستغرق). همچنین برای تمام شیب های جانبی بررسی شده یک رابطه برای شرایط جریان آزاد و دو رابطه برای شرایط جریان مستغرق بدست آمد.  میانگین قدرمطلق خطای نسبی (MARE) برای محاسبه دبی بی بعد در شرایط جریان آزاد در شیب های جانبی (z) 1، 7/0، 4663/0 و 268/0 به ترتیب 2/6، 6/4، 1/8 و 4/9  و در شرایط جریان مستغرق در شیب های جانبی مذکور به ترتیب 17/25، 9/22، 19 و 9/14 درصد برآورد شده است. مقدار این پارامتر آماری برای محاسبه دبی بی بعد بر اساس رابطه بدست آمده در شرایط جریان آزاد (یک رابطه برای تمام شیب های جانبی بررسی شده)  برابر با 2/8 درصد و در شرایط جریان مستغرق (با استفاده از دو رابطه در نظر گرفته شده)، 9/35 و 3/34 درصد محاسبه شدند. در بین شیب های جانبی بررسی شده حداکثر مقدار خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) برای محاسبه دبی بی بعد در شرایط جریان آزاد 078/0 و در شرایط جریان مستغرق (با استفاده از دو رابطه در نظر گرفته شده)،  34/0 و 38/0 است. بنابراین استفاده از رابطه مربوط به هر شیب جانبی (رابطه ای که بطور جداگانه برای هر شیب جانبی بدست آمده است) دارای خطای کمتری نسبت به استفاده از یک رابطه برای تمام شیب های جانبی بررسی شده است.

    کلیدواژگان: جریان آزاد، جریان مستغرق، کانال های ذوزنقهای، پایه های استوانه ای، آنالیز ابعادی
  • امیرحسین اولیاء، سمیه سیما* صفحات 1209-1221

    برآورد تبخیر-تعرق واقعی در سطح حوضه آبریز با استفاده از الگوریتم بیلان انرژی سطح (SEBAL) به عنوان یکی از پرکاربردترین مدل های مبتنی بر داده های سنجش از دور، متاثر از عدم قطعیت های ناشی از نحوه انتخاب پیکسل های حدی، نوع سنجنده و محدوده مکانی مورد بررسی است. در تحقیق پیش رو، با استفاده از تصاویر ماهواره ای MODIS و Landsat 8، همچنین استفاده از مدل های بیلان انرژی سطح PySEBAL و MPySEBAL (نسخه اصلاح شده آن) اقدام به بررسی اثر این عدم قطعیت ها بر روی نتایج برآورد تبخیر-تعرق واقعی برای محدوده دشت ارومیه شده است. نتایج اعتبارسنجی مدل ها با داده های لایسیمتری در بازه ی زمانی 2010-2011، حاکی از آن است که مدل MPySEBAL نسبت به مدل PySEBAL تا 70 درصد خطای (RMSE) کمتری در برآورد تبخیرتعرق روازنه دارد. همچنین در مناطق ناهمگن و متنوع از نوع کاربری اراضی نظیر دشت ارومیه، استفاده از تصاویر سنجنده MODIS با قدرت تفکیک مکانی کمتر در مقابل تصاویر Landsat 8، متوسط تبخیر-تعرق واقعی روزانه را تا حدود 33 درصد بیشتر برآورد می کند. همچنین محدود نکردن تصویر به ناحیه مورد بررسی عدم قطعیتی تا 8 درصد ایجاد می کند. در مقایسه نسبی عدم قطعیت های ناشی از تنظیمات مدل SEBAL، به ترتیب انتخاب خودکار پیکسل های حدی بر اساس تعیین حدود آستانه برای دمای سطح و NDVI، قدرت تفکیک مکانی سنجنده و انتخاب محدوده مکانی ورودی به مدل بیشترین اثرگذاری را در نتایج دارند. نتایج این پژوهش می تواند دربهبود دقت مدل های تبخیر تعرق و برآورد مصارف آب بخش کشاورزی در مقیاس های مزرعه تا سطح حوضه مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: مصارف آب کشاورزی، بیلان انرژی سطح، PySEBAL، سنجش از دور
  • ساناز محمدی، سید مجید میرلطیفی**، مهدی همایی، حسین دهقانی سانیج، ایمان حاجی راد صفحات 1223-1237
    باتوجه به کمبود منابع آب در جهان به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک، تعیین دقیق تبخیر-تعرق گیاه به منظور برنامه ریزی و مدیریت صحیح آبیاری در مزرعه ضروری است. یکی از روش های معمول برآورد تبخیر-تعرق گیاه، استفاده از پارامترهای تبخیر-تعرق گیاه مرجع و ضریب گیاهی است. پارامتر  بسته به واریته گیاهی، شرایط آب و هوایی، نوع مدیریت آب و خاک و گیاه می تواند متغیر باشد بنابراین، برای برآورد هرچه دقیق تر تبخیر-تعرق گیاه نیاز به استفاده از ضرایب گیاهی محلی است. هدف از این تحقیق تعیین ضریب گیاهی ذرت علوفه ای تحت یک سیستم آبیاری قطره ای پالسی به روش بیلان آب خاک و ارایه معادله برآورد ضریب گیاهی ذرت علوفه ای بر اساس درجه-روز-رشد برای دو دوره رشد بهاره و تابستانه در منطقه ورامین است. بدین منظور تبخیر-تعرق واقعی ذرت علوفه ای به روش بیلان آب خاک طی دو دوره رشد بهاره و تابستانه به ترتیب برابر با 466 و 373 میلی متر تعیین و سپس پارامتر ضریب گیاهی ذرت علوفه ای بر اساس آن ( برای مرحله ابتدایی، میانی و انتهایی دو دوره رشد بهاره و تابستانه به ترتیب 24/0-27/0، 28/1-3/1 و 8/0-88/0 به دست آمد. نتایج نشان داد که استفاده از مقادیر) در برآورد تبخیر-تعرق ذرت علوفه ای باعث حدود 8 درصد کم برآورد نسبت به مقادیر  می شود. هم چنین نتایج آزمون تی استیودنت نیز بیان گر اختلاف معنی دار در سطح 5 درصد بین مقادیر  و  بود، درحالی که استفاده از معادله درجه سوم ارایه شده در این پژوهش مقادیر تبخیر-تعرق ذرت علوفه ای را با دقت قابل قبولی (RMSE=0.7 , MAE=0.53, d=0.98) در منطقه مطالعاتی برآورد می کند. بنابراین استفاده از مقادیر ضرایب گیاهی محلی بر مبنای مراحل رشد گیاه باعث مدیریت صحیح آبیاری و کاربرد دقیق تر آب آبیاری در منطقه می شود.
    کلیدواژگان: تبخیر-تعرق واقعی، پایش رطوبت خاک، درجه-روز-رشد، فائو-پنمن-مانتیث، نیاز آبی گیاه
  • رضوان طالب نژاد*، فاطمه اوستاد، علی اکبر کامگار حقیقی، علیرضا سپاسخواه، فاطمه فتحی صفحات 1239-1249

    در شرایط کمبود آب و خشکسالی روش های صحیح آبیاری و الگوی کشت مناسب جزء اولویت های مطالعات کشاورزی است. در این مقاله به بررسی اصلاح الگوی کشت باغ های منطقه ی خشک و نیمه خشک قیر و کارزین استان فارس از درختان مرکبات به خرمای رقم پیارم از دیدگاه منافع اقتصادی و بهره وری آب در دو شرایط کمبود آب و آب کافی پرداخته شده است. بهره وری آب در شرایط کمبود آب برای نخل خرما و درخت مرکبات، به ترتیب 22 درصد بیشتر و 16 درصد کمتر نسبت به شرایط آب کافی تعیین شد. طبق نتایج این پژوهش جایگزینی بخشی یا تمام باغ های درختان مرکبات منطقه ی قیروکارزین با نخل خرمای رقم پیارم هم از لحاظ اقتصادی بر اساس نسبت منفعت به هزینه و سود خالص به ازاء حجم آب مصرفی و هم از لحاظ مقدار آب مصرفی در هر دو شرایط کمبود آب و آب کافی در باغ های وسیع به صرفه خواهد بود. ولی در باغ های کوچک در شرایط کمبود آب کشت نخل خرما و در شرایط وجود آب کافی کشت درختان مرکبات به عنوان انتخاب برتر هستند.

    کلیدواژگان: تنش آبی، نخل، ارزش یکنواخت سالانه درآمد ها و هزینه ها، نسبت در آمد به هزینه
  • احسان یارمحمدی، محمدعلی ایزدبخش*، احمد رجبی، فریبرز یوسفوند، سعید شعبانلو صفحات 1251-1261

    در این تحقیق از ترکیب مدل شبیه ؜سازی و بهینه؜ سازی برای اعمال سیاست جیره ؜بندی مخزن استفاده گردید. شبیه ؜سازی حوضه مورد مطالعه با استفاده از مدل WEAP برای بهره ؜برداری از مخزن سد دویرج واقع بر رودخانه دویرج انجام شد و برای انجام بهینه ؜سازی سیستم، از مدل چند هدفه MOICA  استفاده شد. بطوریکه در آن، هدف اول، حداکثر نمودن درصد تامین نیازها در مقابل هدف دوم یعنی حداقل نمودن میزان تخطی از ظرفیت؜های مجاز مخزن در طول دوره بهره ؜برداری مد نظر قرار گرفت. در این راستا مدل؜سازی بهره؜برداری از مخزن با وضع موجود بهره ؜برداری منطقه و برای یک بازه 720 ماهه (اکتبر1960 تا سپتامبر 2019) انجام شد. در نهایت با تعریف سناریوی بهینه و اعمال سیاست جیره؜بندی مخزن، بهینه؜ سازی بهره ؜برداری از سیستم انجام و نتایج با سناریوی مرجع مقایسه گردید. در این تحقیق با در نظر گرفتن 24 متغیر تصمیم شامل 12 متغیر تراز جیره؜بندی و 12 متغیر ضریب جیره؜بندی پس از 1000 تکرار جواب؜های بهینه حاصل گردید. نتایج نشان داد در سناریوی بهینه تخطی از ظرفیت؜ های مجاز مخزن در هیچ دوره؜ای اتفاق نیفتاده اما برای سناریوی مرجع زمانی که کمبود آب بیشتری وجود داشت در ماه ؜های متوالی تراز مخزن به تراز مرده رسید که باعث عدم تامین نیاز در این ماه؜ها و آسیب جدی به سیستم می؜گردد. با اعمال سیاست جیره؜بندی در سناریوی بهینه، درصد تامین نیاز در ماه؜های بحرانی بین 20 تا 25 درصد نسبت به سناریوی مرجع افزایش می؜یابد که حاکی از کاهش قابل توجه شدت شکست در ماه ؜های مذکور نسبت به سناریوی مرجع می؜باشد.

    کلیدواژگان: بهینه؜سازی چندهدفه، الگوریتم رقابت استعماری، سیاست جیره؜بندی، شبیه؜ سازی، WEAP
  • رضا سعیدی* صفحات 1263-1273

    هدف از این پژوهش، بررسی پاسخ اجزای تبخیر-تعرق گیاه ذرت به سطوح مختلف تنش آبی بود که به صورت طرح پایه کاملا تصادفی انجام شد. تیمارها شامل آبیاری در چهار سطح (I0) 100، (I1) 80، (I2) 60 و (I3) 40 درصد نیاز آبی گیاه بود. تبخیر-تعرق روزانه گیاه بر اساس بیلان آب خاک در مینی لایسیمتر اندازه گیری شد. برای جداسازی مقادیر اجزای تبخیر و تعرق، از مینی لایسیمترهایی با و بدون پوشش مالچ در سطح خاک استفاده شد. در کل دوره رشد، مقادیر تبخیر-تعرق، تعرق و تبخیر به ترتیب برابر با 5/424، 3/267 و 2/157 میلی متر (در تیمارI0)، 8/405، 4/245 و 4/160 میلی متر (در تیمارI1)، 5/360، 4/194 و 1/166 میلی متر (در تیمارI2) و 7/303، 5/125 و 2/178 میلی متر (در تیمارI3) برآورد شد. نتایج نشان داد از سطح آبیاری I0 تا I3، مقادیر تبخیر-تعرق و تعرق به ترتیب 4/28 و 53 درصد کاهش و مقدار تبخیر، 4/13 درصد افزایش یافت. در شرایط تنش آبی، سهم تعرق و تبخیر در پارامتر تبخیر-تعرق، به ترتیب 35 درصد کاهش و 35 درصد افزایش داشت. بیشترین مقدار تعرق در دوره توسعه و بیشترین مقدار تبخیر در دوره های اولیه و پایانی رشد اتفاق افتاد. اما بالاترین پاسخ تعرق و تبخیر به تنش آبی در دوره میانی رشد اتفاق افتاد که به ترتیب همراه با 69 درصد کاهش و 253 درصد افزایش بود. وجود مراحل حساس مانند گل دهی و بلال دهی ذرت در دوره میانی رشد باعث شد که تنش آبی بیشترین اثر خود را داشته باشد. نتایج این پژوهش نشان داد در مقادیری از کم آبیاری که صرفا سطح خاک مرطوب نگه داشته می شود، علاوه بر کاهش تعرق، افزایش سهم تبخیر نیز وجود دارد. از این رو پوشاندن سطح خاک و اعمال حد مناسب تنش آبی در مدیریت کم آبیاری، از عوامل موثر بر افزایش راندمان مصرف آب توسط گیاه خواهد بود.

    کلیدواژگان: تنش آبی، ضریب تنش، مدیریت آبیاری
  • فاطمه پرویزنیا، بابک متشرع زاده*، حسین میر سیدحسینی، سید مجید موسوی صفحات 1275-1286
    عنصرکارایی از مهم ترین ویژگی های ارقام مختلف گیاهی برای مدیریت تغذیه و مصرف کود در گیاهان است. این پژوهش با هدف بررسی سیلیسیم کارایی ارقام مختلف ذرت در یک خاک آهکی تحت شرایط گلخانه‎ای طراحی و اجرا شد. تیمارها شامل پنج رقم ذرت (سینگل کراس های 400 (ksc400)، 410 (ksc410)، 704 (ksc704)، 705 (ksc705)، 706 (ksc706)) و دو سطح سیلیسیم (صفر و 100 میلی گرم سیلیسیم بر کیلوگرم خاک از منبع سیلیکات پتاسیم) بود، که به صورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی اجرا گردید. پس از گذشت هشت هفته از دوره رویشی، گیاهان برداشت و فاکتورهایی نظیر وزن خشک اندام هوایی و ریشه، سطح برگ، حجم و سطح ریشه و مقدار جذب سیلیسیم گیاه اندازه گیری شد. شاخص های عنصرکارایی شامل کارایی جذب و مصرف سیلیسیم ارقام مختلف محاسبه گردید. در بین ارقام تیمار ksc706 با عملکرد  g54/14 و وزن ریشه  g7/6 و سطح برگ mm2 173700 و سطح ریشه mm2 185185 از لحاظ خصوصیات مورفولوژیکی بهترین نتایج را داشت و رقم ksc410 نیز با عملکرد  g03/10 و وزن ریشه g 25/5 و سطح برگ mm2147900 و سطح ریشه mm2 136284 کمترین خصوصیات مطلوب را نسبت به تیمار شاهد نشان داد. افزایش عملکرد ارقام نسبت به تیمار شاهد به صورت: ksc400 (7/20%)، ksc706 (8/17%)، ksc410 (2/9%)، ksc704 (9/8%) و ksc705 (8/4%) بود. بیشترین کارایی جذب سیلیسیم در رقم ksc706 (7/85%) و کمترین آن در ksc704 (9/58%)، و بیشترین کارایی مصرف سیلیسیم در ksc705 (52/12%) و کمترین در  ksc400 (44/5%) بود. با توجه به افزایش سطح  سیستم ریشه ای در تیمار حاوی سیلیسیم نسبت به شاهد، و اثرات سیلیسیم بر جذب و انتقال بیشتر عناصر غذایی از خاک به اندام هوایی، افزایش عملکرد گیاه مشهود است. بر این اساس، توصیه می‎شود توسعه کاشت گیاهان عنصر کارا با هدف مدیریت مصرف نهاده ها، حاصل خیزی خاک و اهداف کشاورزی پایدار مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: سیلیسیم، سیلیسیم کارآ، جذب، کارآیی جذب، ارقام ذرت
  • مهدی تفویضی*، محمد بابااکبری، محمدامیر دلاور صفحات 1287-1297

    میکروپلاستیک ها ذرات پلاستیک کوچکتر از 5 میلی متر هستند که به عنوان آلاینده های نوظهور شناخته می شوند. تاکنون بیشتر تحقیقات درباره میکروپلاستیک ها در اکوسیستم های آبی انجام شده و درباره اثرات این ذرات بر ویژگی های بیولوژیکی و آنزیمی خاک اطلاعات محدودی وجود دارد. بنابراین، هدف از انجام این تحقیق، بررسی تاثیر ذرات میکروپلاستیک پلی اتیلنی بر برخی ویژگی های خاک شامل معدنی شدن کربن آلی و تنفس تجمعی خاک، کربن توده زنده میکروبی و فعالیت آنزیم های فسفاتازهای اسیدی و قلیایی خاک بود. برای این منظور، ذرات میکروپلاستیک از جنس پلی اتیلن سبک با ابعاد 1 تا 5/0 میلی متر در سطح یک، دو و چهار درصد وزنی-وزنی به خاک اضافه شد. دوره خوابانیدن برای بررسی ویژگی های بیولوژیکی و فعالیت آنزیم ها به ترتیب  87 و 45 روز بود. نتایج نشان داد که ذرات میکروپلاستیک میزان معدنی شدن کربن آلی و تنفس تجمعی خاک را افزایش داد. کربن توده زنده میکروبی خاک در اوایل دوره خوابانیدن (روزهای 3 و 17) افزایش پیدا کرد و در ادامه مقدار آن در مقایسه با تیمار شاهد کاهش یافت. ذرات میکروپلاستیک اثر منفی بر فعالیت آنزیم های فسفاتاز اسیدی و قلیایی داشت و میزان فعالیت هر دو کاهش یافت. بیشترین مقدار کاهش مربوط به سطح 4% میکروپلاستیک بود. میزان کاهش فعالیت آنزیم فسفاتاز اسیدی تحت تاثیر ذرات میکروپلاستیک، بیشتر از آنزیم فسفاتاز قلیایی بود. به طورخلاصه، نتایج مطالعه حاضر نشان داد که ذرات میکروپلاستیک می تواند میزان تنفس خاک را افزایش دهد، اما بر میزان فعالیت آنزیم های فسفاتاز اثر بازدارنده دارد.

    کلیدواژگان: آلاینده های نوظهور، پلاستیک، آلودگی، آنزیم خاک
  • رسول دانشفراز*، احسان امین وش، حمیدرضا عباس زاده صفحات 1299-1314
    از روش های کنترل و کاهش انرژی جریان، استفاده از سازه های مستهلک کننده انرژی و تشکیل پرش هیدرولیکی است. یکی از انواع این سازه ها، المان های تنگ شدگی در مسیر جریان است که منجر به افت انرژی جریان عبوری می شود. در تحقیق حاضر به بررسی عددی تاثیر تنگ شدگی هلالی شکل به عنوان سازه مستهلک کننده انرژی در مسیر جریان فوق بحرانی با استفاده از نرم افزار FLOW-3D پرداخته شده است. با بررسی نتایج حاصل از شبیه سازی، مدل آشفتگی RNG به علت برخورداری از دقت بیشتر و پایین بودن درصد خطای نسبی و خطای مطلق نسبت به سایر مدل ها، از میان 4 مدل آشفتگی RNG، k-ε، k-ω و LES انتخاب شد. در این مطالعه، دامنه عدد فرود بعد از دریچه به عنوان موثرترین پارامتر بدون بعد در استهلاک انرژی از 8/2 تا 5/7 تغییر کرده و مقادیر تنگ شدگی از طرفین 5 و 5/7 سانتی متر می باشد. نتایج حاکی از آن است که در تمامی حالات استفاده از تنگ شدگی هلالی شکل، استهلاک انرژی ناشی از تنگ شدگی به ترتیب در تنگ شدگی 5 و 5/7 سانتی متر براساس افت انرژی نسبت به بالادست 62/24% و 84/29% و نسبت به پایین دست 14/46% و 42/48% بیشتر از پرش کلاسیک آزاد است. هم چنین با بررسی نتایج به دست آمده مشاهده شد که تنگ شدگی هلالی شکل در مقایسه با انقباض ناگهانی، حاصل از مطالعات محققین پیشین، عملکرد بهتری از نظر میزان افت انرژی دارد. براساس نتایج حاصل از شبیه سازی با افزایش عدد فرود بالادست، افت انرژی نسبت به بالادست و پایین دست تنگ شدگی هلالی شکل افزایش یافته به طوری که استفاده از المان های تنگ شدگی باعث کاهش عدد فرود در پایین دست مقطع تنگ شدگی در بازه 6/1 الی 3/2 شده است.
    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، تنگ شدگی هلالی، عدد فرود، پرش هیدرولیکی، مدل آشفتگی
  • زهرا رحیم زاده کیوی، سامان جوادی*، نعمت کریمی، مهدی هاشمی شاهدانی، حمید کاردان مقدم صفحات 1315-1325

    رویکردهای نوین در تحلیل وضعیت داده های پایه منابع آب در قالب سیستم (WA+) توانسته به عنوان یک روش استاندارد در حسابداری منابع آب مطرح شود. در این پژوهش با رویکرد حسابداری آب WA+، ارزیابی از تبخیر و تعرق حوضه برای تعیین میزان بهره وری آب انجام گرفت. با توجه به میزان بارش منطقه، جریان انتقالی از حوضه کارون، کسری منابع آب، جریان خروجی از حوضه و تبخیر تعرق موجود در هر کلاس کاربری اراضی، کاربرگ منابع و مصارف آب محاسبه شد. سپس با محاسبه کاربرگ تبخیر تعرق، مصارف مفید و غیر مفید از یکدیگر تفکیک شدند. در کاربرگ خدمات کشاورزی نیاز آبی محصولات موجود در هر کاربری محاسبه و در نهایت بهره وری آب و زمین در سال آبی 97-1396بدست آمد. نتایج نشان داد که از حجم 8/548 میلیون مترمکعب آب ورودی به سیستم، 5/465 میلیون مترمکعب صرف تبخیر و تعرق و 9/41 میلیون مترمکعب بصورت جریانات سطحی است. در کاربرگ دوم برای کشت های منتخب در کاربری اراضی میزان تبخیر، تعرق و برگاب با محصول Wapor فایو استخراج و براین اساس حجم 3/264 میلیون مترمکعب به عنوان حجم مفید در فعالیت های کشاورزی و محیط زیست و 1/201 میلیون مترمکعب به عنوان تبخیروتعرق غیرمفید تعیین شد. همچنین میزان بهره‎وری آب در هر کلاس کاربری اراضی براساس بیوماس محصولات هر کاربری تعیین شد. نتایج این کاربرگ نشان داد که اراضی آب مدیریت شده بیشترین میزان بهره وری اب را به میزان 28/1 داشته اند. نتایج سیستم حسابداری آب (WA+) در حوضه پلاسجان حاکی از حجم بالای تبخیروتعرق غیرمفید و از دست رفتن آب بوده که پیشنهادهای تمهیدهای مدیریتی برای کاهش این موضوع بایست در نظر گرفته شود.نکاهش

    کلیدواژگان: حسابداری آب، منابع و مصارف، تبخیروتعرق، بهره وری آب، کاربرگ
  • آرزو اردشیری، مهدی قیصری*، محمدرضا مصدقی، مهشید قنبریان صفحات 1327-1336

    روش های استوانه مضاعف و زمان ماندابی، دو روش میدانی برای تعیین سرعت نفوذ در سیستم آبیاری بارانی هستند. ولی شرایط مرزی و ماهیت جریان روی سطح خاک، در سیستم آبیاری بارانی متفاوت با روش استوانه مضاعف است. هدف این پژوهش مقایسه ارتباط مقادیر اندازه گیری شده نفوذ با روش استوانه مضاعف و زمان ماندابی در خاک های با بافت مختلف بود. فاکتور اول شامل دو روش زمان ماندابی و استوانه های مضاعف و فاکتور دوم شامل پنج نوع (بافت) خاک در استان اصفهان بودند که در سه تکرار در قالب طرح آماری فاکتوریل بررسی شدند. براساس نتایج، میانگین مقادیر سرعت نفوذ و نفوذ نهایی با روش استوانه مضاعف به ترتیب 7/2 و 5 برابر میانگین مقادیر سرعت نفوذ و نفوذ نهایی با روش زمان ماندابی بود. اختلاف مقادیر نفوذ در مزارع با بافت درشت تر (لوم رسی شنی) بیش از مزرعه با بافت لوم رسی بود. بیشینه سرعت نفوذ نهایی در مزرعه با بافت خاک شن لومی و کم ترین میزان نفوذ نهایی در مزرعه با بافت خاک لوم رسی مشاهده شد. با توجه به تفاوت سرعت نفوذ در دو روش پیشنهاد می‏شود برای طراحی سیستم‏های آبیاری بارانی از روش زمان ماندابی برای تعیین مقادیر سرعت نفوذ استفاده شود. در صورت استفاده از روش‏ استوانه مضاعف، توصیه می گردد مقادیر نفوذ پیش از کاربرد با معادله‏های توسعه داده شده اصلاح و تعدیل شوند.

    کلیدواژگان: سرعت نفوذ، بافت خاک، اندازه گیری میدانی، رواناب
  • مرضیه دلیر، علی نقی ضیائی*، ندا شیخ رضا زاده نیکو صفحات 1337-1350
    حوضچه رسوبگیر گردابی، سازه ای کارآ برای جداسازی رسوبات در کانال های آبیاری و تصفیه خانه های آب و فاضلاب می باشد. در این مطالعه، آزمایش هایی در یک مدل آزمایشگاهی حوضچه، جهت بررسی توام راندمان تله اندازی و رسوبگیری و کسر حجمی، در آزمایشگاه هیدرولیک گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه فردوسی انجام شد. تاثیر دبی ورودی، قطر روزنه مرکزی، قطر ذرات، ارتفاع آستانه خروجی و ارتفاع سرریز انتهای کانال خروجی بر راندمان تله اندازی و رسوبگیری حوضچه گردابی با استفاده از روش تاگوچی و روش سطح پاسخ بررسی شد. نتایج نشان داد که در محدوده پارامتر های مورد بررسی در این پژوهش، برای راندمان تله اندازی، دبی ورودی موثر ترین (40%) و قطر روزنه کم تاثیر ترین (4/0%) پارامتر و برای راندمان رسوبگیری، قطر ذرات موثر ترین (43%) و ارتفاع سرریز انتهای کانال خروجی کم تاثیر ترین (90/6%) پارامتر است. شرایط آزمایش با راندمان تله اندازی 48/75%، راندمان رسوبگیری 74/67% و مقدار کم رسوب ته نشین شده درکف، به دلیل کاهش چشم گیر اتلاف آب (46/8%)، حالت بهینه تعیین شد. بنابراین در محدوده آزمایش های این پژوهش، حوضچه با دبی 22لیتربرثانیه، قطر ذرات 36/0 میلی متر، قطر روزنه 07/0 متر، ارتفاع آستانه خروجی 05/0 متر و ارتفاع سرریز 03/0 متر دارای عملکرد بهینه می باشد. در نهایت روابط چندجمله ای مرتبه 2 و با دقت بالا، برای محاسبه راندمان تله اندازی و رسوبگیری و کسر حجمی ارایه شد.
    کلیدواژگان: ارتفاع آستانه خروجی، دبی ورودی، قطر روزنه مرکزی، قطر ذرات، مدل آزمایشگاهی
  • کاظم طالشی*، نوشین اصولی، هادی خاوری صفحات 1351-1364
    به منظور ارزیابی اثر هیومیک اسید و کود کامل ریزمغذی بر رشد و عملکرد اقتصادی ارقام مختلف گندم نان، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در منطقه بیران شهر (استان لرستان) طی دو سال زراعی 96-1395 و 97-1396 اجرا شد. تغذیه در چهار سطح شاهد، هیومیک اسید، کود کامل 20K-20 P-20N و هیومیک اسید+ کود کامل 20-20-20 و ارقام گندم نان شامل میهن، سیوند و الوند بودند. نتایج نشان داد که تعداد سنبله در متر مربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و شاخص برداشت ارقام گندم تحت تاثیر  عوامل آزمایش قرار گرفتند. رقم الوند در تیمار مصرف توام هیومیک اسید و کود کامل ریز مغذی با 8296 کیلوگرم در هکتار بالاترین مقدار عملکرد دانه را بخود اختصاص داد. بیشترین تعداد سنبله در متر مربع مربوط به تیمار تغذیه با هیومیک اسید در رقم الوند با میانگین (625 سنبله در متر مربع) بود. بیشترین تعداد دانه در سنبله در تیمار تغذیه با هیومیک اسید به همراه کود کامل در رقم الوند با میانگین 2/45 بدست آمد. بیشترین وزن هزار دانه مربوط به تیمار تغذیه با هیومیک اسید+ کود کامل با میانگین (0/42 گرم) بود. برهمکنش هیومیک اسید به همراه کود کامل در رقم الوند بیشترین عملکرد بیولوژیک (19156 کیلوگرم در هکتار) را تولید نموده است. بیشترین شاخص برداشت در تیمار تغذیه کود کامل در رقم الوند با شاخص برداشت 6/43%  مشاهده شد و تغذیه گیاه با کود کامل دارای بیشترین شاخص کلروفیل برگ به میزان 47/44 بود. یافته ها نشان داد که کاربرد هیومیک اسید به عنوان یک اسید آلی طبیعی همراه با مصرف متعادل کودهای شیمیایی باعث افزایش کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی و حفظ تعادل محیط زیست می شود.
    کلیدواژگان: بهره وری، به زراعی، مدیریت تغذیه ای، کود کامل، هیومیک اسید
  • محسن اینانلو طایفه یغمورلو، بیژن نظری*، عباس ستوده نیا صفحات 1365-1372
    یکی از با اهمیت ترین راهکارهای مقابله با بحران کم آبی، افزایش بهره وری آب در بخش کشاورزی است. در این راستا شناسایی عوامل موثر بر بهره وری آب از اهمیت بالایی در سازگاری با این موضوع برخوردار است. به همین منظور مطالعه حاضر با هدف بررسی عوامل موثر بر بهره وری آب در کشاورزان نوآور در مقایسه با کشاورزان غیر نوآور برنامه ریزی و انجام شده است. انجام پژوهش از نظر هدف، کاربردی، از نظر نحوه جمع آوری اطلاعات توصیفی- همبستگی و از نظر میزان و درجه کنترل متغیرها، میدانی است. در این مطالعه در مجموع 317 پرسشنامه تکمیل و جمع آوری شده است. کشاورزان بر اساس بهره وری نسبی به دو گروه کشاورزان نوآور (77 نفر (4/24%)) و کشاورزان غیر نوآور (238 نفر (6/75%)) تقسیم شده اند. میانگین امتیاز کل عوامل موثر بر بهره وری آب در کشاورزان غیر نوآور 23/1±83/2 (از امتیاز کل 5) به دست آمده است در حالی که این امتیاز در کشاورزان نوآور برابر با 36/1±42/3 (از امتیاز کل 5) بوده است. بیشترین اختلاف امتیاز (مثبت) در عوامل موثر بر بهره وری آب در بین کشاورزان نوآور و غیر نوآور به ترتیب مربوط به گویه های «دیدگاه و نگرش جامع به کلیه عوامل موجود در زنجیره تولید»، «استفاده از دستگاه کارنده مناسب» و «اجرای سامانه های آبیاری توسط کارشناسان مجرب» است. برای عملکرد بهتر کشاورزان به خصوص در نقاط ضعف آنان اقدامات فنی و زیربنایی و همچنین ارتقای دانش آنان مورد نیاز است. پیشنهاد می گردد کلاس های آموزشی به همین منظور برگزار گردد و از اندوخته دانش کشاورزان نوآور نیز در این کلاس ها استفاده گردد.
    کلیدواژگان: امنیت غذایی، بحران آب، بهره وری نسبی، کشاورزی
  • میثاق پرهیزکار، محمود شعبانپور شهرستانی*، محمدرضا خالدیان، حسین اسدی صفحات 1373-1382

    حداکثر مقدار جدا شدن خاک به دلیل جریان سطحی رواناب، به عنوان ظرفیت جدا شدن خاک نامیده می شود. مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر کلاس های اندازه ذرات بر ظرفیت جداسازی جریان شیاری (Dc) در حوزه آبخیز سراوان (شمال ایران) انجام شد. برای این منظور، تغییرات Dc در نمونه های خاک با سه کلاس اندازه ذرات (0-1 ، 1-2 و 2-3 میلی متر) تحت شرایط آزمایشگاهی از طریق یک فلوم آزمایشی در پنج درجه شیب (1/4 تا 3/38 درصد) و پنج دبی جریان (26/0 تا 67/0 لیتر بر متر در ثانیه) با پنج تکرار اندازه گیری شده است. نتایج نشان داد که ظرفیت جداسازی جریان شیاری در کلاس 3-2 میلی متر در مقایسه با سایر کلاس های اندازه ذرات به طور معنی داری بالاتر است (p < 0.05). قدرت جریان واحد به عنوان پیش بینی کننده بسیار دقیق ظرفیت جداسازی جریان شیاری در زمین جنگلی حوزه آبخیز سراوان بود. فرسایش پذیری شیاری که با استفاده از رابطه Dc و تنش برشی جریان آب محاسبه شد، کم ترین مقدار را در کلاس ذرات 1-0 میلی متر داشت. به طور کلی، این مطالعه تایید کرد که ذرات با اندازه بزرگتر از 2 میلی متر روی شیب های تند بیش تر در معرض فرسایش و جدا شدن از طریق رواناب سطحی در اکوسیستم های محیطی حساس مانند پارک جنگلی سراوان در بخش شمالی ایران هستند.

    کلیدواژگان: اکوسیستم جنگلی، تنش برشی جریان، فرسایش خاک، قدرت جریان واحد
  • رسول میرخانی* صفحات 1383-1394
    فلزات سنگین به ویژه سرب و کادمیم به‎دلیل پیامدهای ناگوار در آلودگی محیط زیست‎ اهمیتی ویژه دارند. این آلاینده ها از منابع مختلف به آب، خاک، گیاه و نهایتا به زنجیر ه غذایی انسان راه می یابند. روش های مختلفی برای پالایش خاک‎های آلوده وجود دارد که عمدتا بسیار گران و پرهزینه بوده و به این دلیل استفاده از روش های کم هزینه تر برای رفع آلودگی خاک‎های آلوده می تواند به پالایش و استفاده بهینه از این اراضی کمک نماید. یکی از روش‎های کم هزینه و سازگار با طبیعت استفاده از گیاهان می باشد. استفاده از کلات ها ازجمله شیوه های موثر در فراهمی زیستی عناصر سنگین است. در این پژوهش تاثیر اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) به عنوان یک کلات کننده شیمیایی در افزایش جذب سرب و کادمیم توسط گندم (رقم بهاره) بررسی گردید. این پژوهش در شرایط گلخانه‎ای به صورت آزمایش فاکتوریل و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل: 1- کاربرد EDTA در دو سطح (صفر و 7/2 میلی مول در کیلوگرم خاک)، 2- عنصر سرب در سه سطح (صفر ، 150 و 500 میلی گرم درکیلوگرم خاک) و 3- عنصر کادمیم در سه سطح (صفر، 3 و 10 میلی گرم در کیلوگرم خاک) بودند. بدین منظور، یک نمونه خاک غیرآلوده انتخاب و با غلظت های مختلف سرب و کادمیم آلوده شد. سپس بذر گندم کشت گردید و در پایان دوره رشد (هفت ماه پس از کشت) غلظت سرب و کادمیم در گیاه (کاه و کلش و دانه) و خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که کاربرد EDTA حلالیت سرب و کادمیم را در محلول خاک افزوده و منجر به افزایش جذب سرب در کاه و کلش (5/12 برابر) و دانه گندم (8/68 برابر) و کادمیم در کاه و کلش (26 درصد) گردید.
    کلیدواژگان: اتیلن دی آمین تترا استیک اسید، سرب، گیاهپالایی، کادمیم، گندم
  • فاطمه سهرابی گشنیگانی، رسول میرعباسی نجف آبادی*، محمدرضا گلابی صفحات 1395-1407

    برآورد رواناب حاصل از بارندگی در یک حوضه آبخیز از جهات گوناگون از جمله مدیریت مخازن سدها، مدیریت منابع آب، تنظیم سیلاب، کنترل فرسایش کناره و بستر رودخانه حایز اهمیت می باشد. در این مطالعه، از مدل مفهومی HBV و مدل هوش مصنوعی جنگل تصادفی (RF) به منظور شبیه سازی فرایند بارش- رواناب در حوضه آبخیز بازفت در ایستگاه هیدرومتری لندی برای دوره آماری 2010 تا 2017 استفاده شد. برای ارزیابی عملکرد مدل ها، از آماره های ضریب همبستگی (r)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، معیار کارایی نش- ساتکلیف (NS)، میانگین مطلق درصد خطا (MAPE) و میانگین قدرمطلق خطا (MAE) استفاده شد. مقایسه نتایج مدل مفهومی HBV و مدل RF نشان دهنده عملکرد بهتر مدل RF بود. بنابراین، مدل RF با مقادیر (m3/s 39/0R=MSE، 59/9MAPE=، 25/0MAE=، 95/0 r= و 82/0=NS) به عنوان مدل برتر انتخاب گردید و این مدل می تواند برای کاربردهای آینده به عنوان یک گزینه جدید برای پیش بینی رواناب در حوضه بازفت مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: بارش، رواناب، تبخیر- تعرق، مدل جنگل تصادفی، حوضه بازفت
  • آرین حیدری مطلق، علی حیدر نصرالهی*، مجید شریفی پور، شادمان ویسی صفحات 1409-1421

    برآورد دقیق مقدار تبخیر و تعرق مرجع (ETo  ) در هر منطقه با توجه به اهمیت آن در مدیریت منابع آب و برنامه ریزی صحیح آبیاری امری ضروری است. با توجه به وقت گیر و هزینه بر بودن روش های مستقیم اندازه گیری (ETo  )، لذا در بسیاری از موارد از مدل های تجربی و ریاضی برای این منظور استفاده می گردد که لازمه اطمینان از این مدل ها صحت سنجی و ارزیابی آنها با استفاده از داده های لایسیمتری است. روش های مختلفی برای تخمین تبخیر و تعرق وجود دارد؛ اما عملکرد این معادلات در شرایط اقلیمی گوناگون متفاوت است. از این رو در این تحقیق 15 مدل مختلف جهت برآورد تبخیر و تعرق مرجع با توجه به نتایج لایسیمتری در منطقه الشتر مورد ارزیابی قرار گرفتند. اطلاعات مورد نیاز مدل های مختلف جهت برآورد (ETo  ) از ایستگاه سینوپتیک الشتر تهیه شد. نتایج ارزیابی آماری نشان داد مدل های جنسن هیز و تورک از گروه تشعشعی به ترتیب با (14/1= RMSE) و (42/1= RMSE) میلی متر و مدل هارگریوز - سامانی از گروه دمایی با (72/1= RMSE)  میلی متر بیشترین دقت را جهت برآورد (ETo  ) در منطقه مورد مطالعه داشتند. از طرف دیگر مدل های مییر و WMO  از گروه انتقال جرم به ترتیب با (78/4= RMSE)  و (73/4= RMSE) میلی متر از دقت بسیار پایینی برخوردار بودند. در نهایت با توجه به اهمیت مدل فایو- پنمن- مانتیث در محاسبات مربوط به تبخیر و تعرق، مقایسه بین مقادیر لایسیمتری و مقادیر برآوردی توسط این مدل نشان داد که مدل فایو-پنمن-مانتیث با مقادیر (83/5 =RMSE)  میلی متر و (10/0 =R2 دقت پایینی در برآورد مقدار ETo   در منطقه دارد.

    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق، لایسی متر، صحت سنجی، گیاه مرجع
  • مسعود نادری*، حسین افضلی مهر، سینا سهرابی صفحات 1423-1435

    رایج ترین رویکرد اتخاذشده برای مقاومت جریان در هیدرولیک کانال های باز معادله مانینگ می باشد. ازآنجاکه ضریب زبری مانینگ عمق آب و سرعت جریان را ثابت در نظر می گیرد و شرایط جریان در رودخانه ها غیریکنواخت است؛ ضروری است این معادله با در نظر گرفتن مشخصات هندسی و هیدرولیکی رودخانه ها تعدیل گردد. بر این اساس در این مقاله یک مدل مقاومت جریان سه پارامتری که شکل کلی تری از معادله مانینگ است، ارایه می شود. پارامترهای این مدل با استفاده از اندازه گیری های 8 مقطع از رودخانه درشت دانه دریوک در استان مازندران که دارای پوشش گیاهی در سواحل خود می باشد، واسنجی شدند. با کاربرد سه روش مشخصات لایه مرزی، قانون سهمی و دونقطه ای و روش ضمنی دارسی-ویسباخ، سرعت برشی محاسبه گردید. نتایج نشان داد که روش ضمنی دارسی -ویسباخ از دقت بالایی در برآورد مقاومت جریان برخوردار است. همچنین صحت نتایج از طریق مقایسه دبی محاسبه شده به وسیله مدل با مقدار دبی اندازه گیری شده تایید شد. نتایج نشان داد که مدل سه پارامتری در 75 درصد مقاطع برآورد بهتری نسبت به معادله مانینگ دارد. همچنین میانگین درصد خطای مدل ارایه شده 24 درصد بود درحالی که این مقدار برای معادله مانینگ 32 درصد محاسبه شد.

    کلیدواژگان: رودخانه دریوک، رابطه دارسی- ویسباخ، مشخصات لایه مرزی، مدل مقاومت جریان
|
  • Saifollah Khodadadi, Mehdi Yasi *, Javad Monem Pages 1179-1192

    Optimization of operational performance in irrigation networks is essential for increasing water consumption efficiency in Urmia Lake Basin and its restoration. Various optimization algorithms have been developed. In this research, PSO algorithm with the ability of swarm intelligence and convergence speed was used to optimize the water delivery schedule of Zarinehroud left bank Irrigation Network in two reduced water allocation scenarios. The first scenario follows the Urmia Lake Restoration Plan (ULRP) based on the reduction of agricultural water consumption by 40%; and the second scenario focuses on the delivery of 70% to 90% of network water demand. Suitable values of model parameters have been determined by sensitivity analysis, and used in the modeling of two scenarios. Results of the first scenario indicated that, with supplement of 66% of water demand, the feasibility of 9% increase in water efficiency, 30% and 38% increase in the stability and adequacy indices can be achieved, respectively. In the second scenario, with 82% supply of water demand; the efficiency, stability and adequacy indices could be increased by 25%, 32% and 42%, respectively. The second scenario is recommended due to the gradually reduction of water allocation and greater values of the performance indices, while preserving the dependability and trust of water-users in the Zarinehroud irrigation network.

    Keywords: Water Delivery Schedule, Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm, Zarinehroud irrigation network, Urmia Lake
  • Ebrahim Valizadegan *, Negar Aghdasi Pages 1193-1207

    Due tothe high cost and the need for Experts to use advanced flow measuring equipment in canals, the use of simple, inexpensive and low-cost methods has always been considered by researchers and operating companies of irrigation and drainage networks. In this study, flow measurement in canals has been investigated experimentally using trapezoidal flumes with cylindrical pier in four side slopes. By measuring the flow depth at upstream and downstream of the flume throat, separate relationships and graphs were obtained to calculate the discharge at each studied side slopes on the base of functional relationships (both in free and submerged flow conditions). Also for the studied side slopes, one relation for free flow conditions and two relations for submerged flow conditions were obtained.  Mean absolute relative error (MARE) for calculation of dimentionaless discharge using the obtained relationships under free flow conditions was obtained 6.2, 4.6, 8.1 and 9.4%, and under submerged flow conditions was obtained 25.17, 22.9, 19 and 14% respectively in side slopes (z) of 1, 0.7, 0.4663 and 0.268. The value of  MARE for calculation of dimensionless discharge using the obtained relation for all studied side slopes was obtained 8.2% under free flow conditions and 35.9 and 34.3% under submerged flow conditions (using two related equations). The maximum root mean square error (RMSE) for calculation of dimensionless discharge for the all studied side slopes, was obtained 0.078 under free flow conditions and 0.34 and 0.38 under submerged flow conditions (using two related equations). Then, using the related relation to each side slope (separately) has less error compared to using a relation for all side slopes.

    Keywords: Free Flow, Submerged Flow, Trapezoidal Canals, Cylindrical Piers, Dimensional analysis
  • AmirHossein Owlia, Somayeh Sima * Pages 1209-1221

    Estimation of actual evapotranspiration (Eta) at the basin-scale using SEBAL, as one of the commonly used satellite-based models, are affected by uncertainties associated with the selection of the anchor pixels, satellite sensors, and the spatial extent of the input satellite images. This study was conducted to investigate the impacts of aforementioned uncertainties on the actual evapotranspiration estimates in Urmia Plain (in the northwest of Iran) using MODIS and Landsat8 satellite imaginaries and the PySEBAL and MPySEBAL (Modified version) models. Validation results using lysimetric data during 2010-2011, showed that MPySEBAL (with cold pixels on well-irrigated vegetation) has less RMSE up to 70% as compared to PySEBAL model. Moreover, in the heterogeneous areas such as Urmia Plain, MODIS data with less spatial resolution leads to a 33 percent overestimation of daily Eta compared to Landsat 8 results. Furthermore, introducing a satellite image at its original extent rather than cropping the study area will result an uncertainty in the daily Eta estimates up to 8%. Comparing the relative impacts of the three sources of uncertainties indicated that the selection of the anchor pixels based on the surface temperature and NDVI thresholds, the spatial resolution of the sensors, and the spatial extent of the input images introduce the largest uncertainties respectively. Findings of this study can be used to enhance the accuracy of satellite-based Eta models and estimation of the irrigation water consumption from filed to basin scales.

    Keywords: Agricultural Water Consumption, Surface Energy Balance, PySEBAL, remote sensing
  • Sanaz Mohammadi, Seyed Majid Mirlatifi *, Mehdi Homaee, Hossein Dehghanisanij, Iman Hajirad Pages 1223-1237
    Due to the scarcity of water around the world especially in arid and semi-arid regions, accurate determination of crop water requirement is essential for proper irrigation planning and management. One of the common methods for estimating crop evapotranspiration is the use of reference evapotranspiration and crop coefficient (Kc) (or the FAO-56 Kc-ETo approach). Different climatic conditions, plant variety, and differences in crops, soils and irrigation management practices result in variations in crop coefficient for the same crop between the locations, therefore locally developed Kc values are necessary for more accurate estimation of crop evapotranspiration. The aims of this research were to estimate silage maize crop coefficient using water balance method under pulsed drip irrigation system during two growing seasons (spring and summer) and to develop an equation to calculate silage maize crop coefficient based on growing-degree-days in Varamin. Silage maize actual evapotranspiration based on water balance method was 465 and 373 mm for spring and summer growing seasons respectively. Silage maize crop coefficient for initial, mid and late growth stages of spring and summer growing seasons were calculated 0.24-0.27, 1.28-1.3 and 0.8-0.88 respectively. The results showed that using silage maize crop coefficient proposed by FAO-56 caused 8% underestimation in crop evapotranspiration. Significant difference ( ) was found between  and , while using the equation presented in this study estimates silage maize evapotranspiration reasonably well, with the mean absolute error (MAE) of 0.53 mm/day, the root mean square error (RMSE) of 0.7 mm/day and the agreement index (d) of 0.98. Therefore, using developed regionally based and growth-stage-specific Kc helps in irrigation management and provides precise water applications for this region.
    Keywords: actual evapotranspiration, Soil moisture monitoring, Growing-Degree-Days, FAO-Penman-Monteith, Crop water requirement
  • Rezvan Talebnejad *, Fatemeh Oustad, AliAkbar Kamgar Haghighi, AliReza Sepaskhah, Fatemeh Fathi Pages 1239-1249

    Under water scarcity and drought conditions, proper irrigation methods and suitable cropping pattern are among the priorities of agricultural studies. In this research cropping pattern modification of Citrus gardens to Piyarom dates are investigated by evaluating economic benefits and water productivity, considering cases of water scarcity and sufficient water in QiroKarzin region of Fars province. Water productivity of Piyarom dates and citrus under water scarcity condition were respectively 22% higher and 16% lower than those obtained in sufficient water condition. Results also indicated that in large gardens of the study area for both water scarcity and sufficient water conditions, replacement of part or all of citrus orchards with Piyarom dates would be beneficial, based on the ratio of profit to cost and net profit per volume of water consumed and also the amount of water consumption. However, in small gardens under water scarcity condition, Piyarom dates cultivation and under sufficient water condition, citrus cultivation would be the appropriate alternatives.

    Keywords: water stress, dates, Equivalent Uniform Annual Benefits, Costs, Benefit Cost Ratio
  • Ehsan Yarmohammadi, MohammadAli Izadbakhsh *, Ahmad Rajabi, Fariborz Yosefvand, Saeid Shabanlou Pages 1251-1261

    In this research, the simulation and optimization models are integrated to apply the reservoir hedging policy. Simulation of the studied basin was executed using the WEAP model to operate the Doiraj Dam reservoir located on the Doiraj River. In addition, the multi-objective MOICA model was utilized to optimize the system, in which the first objective function (maximizing the percentage of supplying demands), and the second one (minimizing the violation of allowable capacities of the reservoir during the operation period) were considered. In this regard, the operation modeling from the reservoir was carried out based on the current condition for a 720-month period (October 1960 to September 2019). Finally, by defining the optimization scenario and applying the reservoir hedging policy, the operation optimization of the reservoir was done and the results were compared with the reference scenario results. In this study, by considering 24 decision variables including 12 hedging level variables and 12 hedging coefficient variables, the optimal answers were achieved after 1000 iterations. The results showed that the violation of the allowable capacities did not occurred in any periods of the optimization scenario, while in the reference scenario the reservoir level reached the dead level in sequent months with more water shortage which might lead to the lack of water supply in such months and serious damages to the system. Due to the application of hedging policy in the optimization scenario, the percentage of supplying the demands in the critical months is increased between 20 to 35% as compared to the reference scenario, which indicates a significant reduction in the failure rate in such months.

    Keywords: Multiobjective Optimization, Imperialist competitive algorithm, Hedging Policy, simulation, WEAP
  • Reza Saeidi * Pages 1263-1273

    The purpose of this research was to investigate the response of evapotranspiration components of maize to different levels of water stress. This research was done as a completely randomized design. Treatments were irrigation at four levels; 100(I0), 80(I1), 60(I2) and 40(I3) percent of the crop water requirement. Daily crop evapotranspiration was measured based on soil water balance in a mini-lysimeter. Mini-lysimeters with and without mulch covering on the soil surface were used to separate the amounts of evapotranspiration components. The amounts of evapotranspiration components (ET, T and E) during the growing period were measured to be 424.5, 267.3 and 157.2 mm (in I0), 405.8, 245.4 and 160.4 mm (in I1), 360.5, 194.4 and 166.1 mm (in I2) and 303.7, 125.5 and 178.2 mm (in I3) respectively. The results showed that from I0 to I3, the amounts of ET and T decreased to 28.4% and 53% respectively, and the E amount increased to 13.4%. Therefore, in water stress conditions, the T portion was decreased to 35% and the E portion increased to 35%. The most amount of T occurred in the developmental period and the most amount of E occurred in the initial and final growth stages. But the highest response of transpiration and evaporation to water stress occurred in the middle period, in which transpiration decreased to 69% and evaporation increased to 253%. The existence of sensitive stages in the middle period of growth caused water stress to be most effective. The results indicated a reduction in transpiration and an increasing in evaporation in deficit irrigation conditions. Therefore, covering the soil surface and applying the suitable level of water stress in irrigation management will be effective factors for increasing the water use efficiency.

    Keywords: Irrigation management, Stress coefficient, water stress
  • Fatemeh Parviznia, Babak Motesharezadeh *, Hossein Mirseyed Hosseini, Seyed Majid Mousavi Pages 1275-1286
    Element efficiency is one of the most important characteristics of different plant cultivars for managing nutrition and fertilizer application in plants. This study was carried out to investigate the efficiency of silicon in different maize cultivars in a calcareous soil under greenhouse conditions. Treatments included five maize cultivars (single crosses 400 (ksc400), 410 (ksc410), 704 (ksc704), 705 (ksc705), 706 (ksc706)) and two silicon levels (0 and 100 mg silicon in 1 kg soil from potassium silicate source), which was performed in a factorial arrangement based on a completely randomized design. After eight weeks of vegetative period, plants harvested and factors such as shoot and root dry weight, leaf area, root volume and surface area and plant silicon uptake were measured. Efficiency element indices including adsorption and consumption efficiency of silicon and silicon efficiency of different cultivars were calculated. Among cultivars, ksc706 with 14.54 g yield, root weight of 6.7 g, leaf area of 173700 mm2 and root area of 185185 mm2 had the best results in terms of morphological characteristics and ksc410 cultivar with yield of 10.03 g, root weight of 5.25 g, leaf area of ​​2147900 mm2 and root area of ​​136284 mm2 showed the lowest desirable characteristics, compared to the control treatment. Yield increase of cultivars compared to the control treatment were: ksc400 (20.7%), ksc706 (17.8%), ksc410 (9.2%), ksc704 (8.9%) and ksc705 (4.8%). The highest silicon uptake efficiency was in ksc706 cultivar (85.7%) and the lowest in ksc704 (58.9%), and the highest silicon consumption efficiency was in ksc705 (12.52%) and the lowest in ksc400 (5.44%). With regard of increasing the area of root system in the treatment containing silicon compared to the control, and the effects of silicon on the uptake and transfer of more nutrients from the soil to the shoots, an increase in plant yield is evident. Accordingly, it is suggested to consider the development of planting the effective element plants with the aim of managing input consumption, soil fertility and sustainable agricultural goals.
    Keywords: Silicon, Efficient silicon, absorption, Absorption Efficiency, Maize cultivars
  • Mehdi Tafvizi *, Mohammad Babaakbari, MohammadAmir Delavar Pages 1287-1297

    Microplastics are plastic particles smaller than 5 mm that are known as emerging contaminants. Most research about microplastics has been performed in aquatic ecosystems and there is limited information about the effects of these particles on soil biological and enzymatic properties. Therefore, the aim of this research was to evaluate the effect of Microplastic particles on some soil properties included basal and cumulative respiration, microbial biomass carbon as well as soil acid and alkaline phosphatase activity. For this purpose, Low-density polyethylene (LDPE) microplastic particles (diameter 0.5 - 1 mm) added to the soil (1, 2 and 4 % w/w). Incubation times for investigation of soil properties and enzymes activity were 87 and 45 days, respectively. The results showed that the microplastic particles increased the soil basal and cumulative respiration rate. Soil microbial biomass carbon increased during the 3th to 17th days of incubation, but decreased after that when compared to control treatment. LDPE Microplastic particles had a negative effect on the activity of acid and alkaline phosphatase and decreased them. The highest decline was related to the microplastic level of 4%. The rate of decrease in acid phosphatase activity was more than alkaline phosphatase activity. Briefly, the results of the present study showed that the microplastic particles can increase soil respiration, but it has a negative effect on phosphatase activity.

    Keywords: emerging contaminant, plastic, Pollution, soil enzyme
  • Rasoul Daneshfaraz *, Ehsan Aminvash, Hamidreza Abbaszadeh Pages 1299-1314
    One of the methods of controlling and reducing flow energy is to use energy dissipating structures through formation of hydraulic jumps. One of these types of structures is the constriction elements in the flow path, which leads to a decrease in the energy of the passing flow. In the present study, the effect of crescent-shaped contraction as an energy dissipating structure in the supercritical flow path has been investigated using FLOW-3D software. Examining the simulation results, the RNG model among the four turbulence models, RNG, k-ε, k-ω and LES was selected due to its higher accuracy and lower relative error and absolute error percentage. In this study, the amplitude of the Froude number after the gate as the most effective dimensionless parameter in energy dissipation varied from 2.8 to 7.5 and the values of stenosis on both sides are 5 and 7.5 cm. The results show that in all cases of using the crescent-shaped contractions, the energy dissapation in 5 and 7.5 cm contractions are respectively 24.62% and 29.84% more than the ones in the classic free jump, based on the energy drop relative to the upstream, and 46.14% and 48.42% more, based on the energy drop relative to the downstream. Also, by reviewing the previous researchs, it was found that the crescent-shaped contractions have a better performance in terms of energy loss compared to the sudden contraction. Based on the simulation results, with increasing the upstream Froude number, the energy dissipation is increased relative to the upstream and downstream of crescent-shaped contraction, so that the use of contraction elements reduces the downstream Froude number of the contracted section in the range of 1.6 to 3/2.
    Keywords: energy dissipation, Crescent-shaped contraction, Froude number, Hydraulic jump, turbulence model
  • Zahra Rahimzadeh Kivi, Saman Javadi *, Neamat Karimi, Mehdy Hashemy Shahdani, Hamid Kardan Moghaddam Pages 1315-1325

    New approaches in analyzing the status of basic water resources data in the WA+ framework have been able to be introduced as a standard method in water resources accounting. In this study, with WA+ water accounting approach, evaluation of basin evapotranspiration was performed to determine water productivity. According to the amount of rainfall in the region, the transfer flow from Karoon basin, the shortage of water resources, outflow from the basin and evapotranpiration in each land use class, the resource base sheet was calculated. Then, by calculating the evapotranspiration sheet, benefical and non-benefical consumptions were separated from each other. In the sheet of agricultural services, the water demand of the products in each landuse was calculated and finally the water and land productivity for the priod 1396-97 was obtained. The results showed that of the 548.8 million cubic meters of water entering the system, 465.5 million cubic meters are evapotranspirated and 41.9 million cubic meters are surface flowed. In the second sheet, for representive crops in land use, the amount of evaporation, transpiration and interception were extracted with Wapor product. Accordingly, 264.3 million cubic meters was determined as a benefical volume in agricultural and environmental activities and 201.1 million cubic meters as non-benefical evapotranspiration. Also, the amount of water productivity in each land use class was determined based on the biomass of the products of each land use. The results of this worksheet showed that the managed water lands had the highest water productivity of 1.28 kg/m3. The results of water accounting system (WA+) in Plasjan basin indicate a high volume of non-benefical evapotranspiration and water loss, and suggestions for management measures to reduce this issue should be considered.

    Keywords: water acoounting, Demand, Supply, Evapotranspiration, Water Productivity, Sheet
  • Arezu Ardeshiri, Mahdi Gheysari *, MohammadReza Mosaddeghi, Mahshid Ghanbarian Pages 1327-1336

    Double Ring (DR) and Time of Ponding (TP) methods are two field methods for determining infiltration rate in the sprinkler irrigation system. However, the boundary conditions and the nature of the flow on the soil surface in the sprinkler irrigation system are different from the DR method. The aim of this study was to investigate the relationship between the measured infiltration intensity values with the double ring and ponding time methods in different soil textures. The first factor consisted of two methods and the second factor consisted of five soil textures in Isfahan province and the experiments were performed in three replications in the form of a factorial statistical design. The results showed that the infiltration intensity values obtained from the DR method were on average 2.7 times higher than the values determined in the TP method and the final infiltration values of the DR method were 5 times higher than those of the TP method. The difference of infiltration values was higher in the fields with coarser texture (sandy clay loam) and less in the field with clay loam texture. The maximum final infiltration rate was observed in the field with loamy sand soil texture and the minimum final infiltration rate was observed in the field with clay loam soil texture. The results indicate the need to adjust and correct the final infiltration of DR method in the design of sprinkler irrigation systems. It is suggested to use TP method to determine the infiltration velocity values for designing sprinkler irrigation systems. If DR method is used, it is recommended that the infiltration values be modified with the given development equations before application.

    Keywords: Infiltration rate, Soil Texture, Field measurement, Runoff
  • Marziyeh Dalir, Alinaghi Ziaei *, Neda Sheikh Rezazadeh Nikou Pages 1337-1350
    Vortex Settling Basin is an efficient structure for separating sediments in irrigation canals and water and wastewater treatment plants. In this study, experiments in a laboratory basin model were performed to investigate the efficiency of trapping, sedimentation and volumetric fraction in the hydraulic laboratory of Water Science and Engineering Department of Ferdowsi University. The effect of inflow, central orifice diameter, Particle diameter, end sill height, and outlet end weir height on trapping and sedimentation efficiency of the Vortex Basin was investigated using Taguchi and Response Surface Methods. The results showed that in the range of proposed parameters in this study, the inlet flow is the most effective (%40) and the orifice diameter is the least effective (%0.4) parameter for trapping efficiency, and the particle diameter is the most effective (%43) and the outlet end weir height is the least effective (%6.90) parameter for sedimentation efficiency. An experiment with %75.48 trapping efficiency, %67.74 sedimentation efficiency and a small amount of sediment deposited on the floor was determined to be optimal due to a significant reduction in water loss (%8.46). The optimum situation was obtained for a basin with inflow of 22 L/s, orifice diameter of 0.07 m, end sill height of 0.05 m and weir height of 0.03 m. Finally, high- precision relationships were presented to calculate trapping, sedimentation and volumetric fraction.
    Keywords: : Central orifice diameter, End sill height, experimental model, Inlet flow rate, Particle diameter
  • Kazem Taleshi *, Nooshin Osooli, Hadi Khavari Pages 1351-1364
    In order to evaluate the effect of humic acid and complete micronutrient fertilizer on growth and economic performance of different bread wheat cultivars, a factorial experiment was conducted on the base of randomized complete block design with three replications in Biranshahr region (Lorestan province) during two years in 2015-16 and 2016-17. The main factors included nutrition at four levels (control, humic acid, complete fertilizer 20-20-20 and humic acid + complete fertilizer 20-20-20) and bread wheat cultivars as sub-factors included (Mihan, Sivand and Alvand). The results showed that the number of spikes per square meter, number of seeds per spike, 1000-seed weight, biological yield, and grain yield and harvest index of wheat cultivars were influenced by the studied factors. The highest economic yield (8296 kg/ha) was obtained in the treatment of humic acid application + complete micronutrient fertilizer in Alvand cultivar. The highest number of spikes per m2 was related to humic acid feeding treatment in Alvand cultivar with an average of 625 spikes per m2. The highest number of seeds per spike was obtained in the treatment with humic acid feeding along with complete fertilizer in Alvand cultivar with an average of 45.2. The highest 1000-seed weight was related to feeding with humic acid + complete fertilizer with an average of 42.0 g. Interaction of humic acid with complete fertilizer in Alvand cultivar has produced the highest biological yield (19156 kg/ha). The highest harvest index (43.6%) was observed in complete fertilizer feeding treatment in Alvand cultivar. Findings showed that the application of humic acid along with chemical fertilizers increases the quality and quantity of agricultural products and maintains the balance of the environment.
    Keywords: productivity, crop management, nutrition management, complete fertilizer, Humic
  • Mohsen Inanloo Tayfe Yaghmurlu, Bijan Nazari *, Abbas Sotoodehnia Pages 1365-1372
    One of the most important ways to deal with the water shortage crisis is to increase water productivity in the agricultural sector. In this regard, identifying the factors affecting water productivity is of great importance in adapting to this issue. Therefore, the present study was planned and conducted to investigate the factors affecting water productivity in innovative farmers compared to non-innovative. The research is applied in terms of purpose, how to collect descriptive-correlational information and the amount and degree of control over variables. In this study, a total of 317 questionnaires were completed and collected. Farmers are divided into two groups based on relative productivity: innovative farmers (77 (24.4%)) and non-innovative (238 (75.6%)). The mean total score of factors affecting water productivity in non-innovative was 2.83±1.23 (the total score was 5), while this score was 3.42±1.36 (the total score was 5) in innovative farmers. The highest difference in scores (positive) in the factors affecting water productivity among innovative and non-innovative farmers are related to the items "comprehensive view and attitude to all factors in the production chain", "use of proper planter" and " implementation of irrigation systems by experienced experts". For better performance of farmers, especially in their weaknesses, technical and infrastructural measures as well as improving their knowledge are needed. It is suggested that training classes be held for this purpose and that the knowledge of innovative farmers be used in these classes.
    Keywords: Agriculture, Food security, Relative Productivity, Water Crisis
  • Misagh Parhizkar, Mahmoud Shabanpour *, Mohamadreza Khaledian, Hossein Asadi Pages 1373-1382

    The maximum value of soil detachment due to overland flow is the soil detachment capacity. The present study aimed to evaluate the effect of particle size classes on the rill detachment capacity (Dc) in Saravan watershed (North of Iran). For this purpose, the variations of Dc have been measured on soil samples with three particle size classes (0-1, 1-2 and 2-3 mm) under laboratory conditions through a flume experiment at five slope gradients (4.1 to 38.3%) and five flow rates (0.26 to 0.67 Lm-1 s-1) with five replications. The results showed that the Dc in 2-3 mm class was significantly higher than the other particle size classes (p < 0.05). The unit stream power was found to be very accurate predictor of the Dc in forestland of Saravan watershed. Rill erodibility, which calculated by relationship of the Dc and the water flow shear stress, had the lowest value in 0-1 mm class. Overall, this study has confirmed that the particles with size larger than 2 mm on steep slopes are more susceptible to erosion and separation by surface runoff in delicate environment ecosystems, such as the Saravan Forest Park in Northern part of Iran.

    Keywords: Forest ecosystem, shear stress, Soil erosion, Unit Stream Power
  • Rasoul Mirkhani * Pages 1383-1394
    Lead (Pb) and cadmium (Cd) are among heavy metals which enter water, soil, plants and ultimately the human and animals food chain from various resources. Several methods has been suggested for remediation of contaminated soils which are mostly very expensive and therefore the use of less expensive methods to remove contaminated soils can help to purify and use these lands optimally. Phytoremedian is one of the low cost and environmentally friendly methods. Use of chelates is one of the effective approaches for increasing the bioavailability of heavy metals. Therefore, In this study, the effect of Ethylene Diamine Tetra-acetic Acid (EDTA) as a chelating agent on incresing absorption of Pb and Cd by Wheat (Bahareh) were studied. A pot experiment was conducted in the greenhouse with a factorial and completely randomized design with three replications. Factors including: 1- EDTA application in two levels (0 and 2.7 mmolkg-1 soil), 2- Pb at three levels ( 0, 150 and 500 mgkg-1 soil) and 3- Cd in three levels (0, 3 and 10 mgkg-1 soil). Consequently, a non-contaminated soil was selected and contaminated with different amounts of Pb and Cd. Then, Wheat seeds were planted and after harvest, Pb and Cd concentration in plants (grain and straw) and soil was measured. The results showed that EDTA application was able to increase Pb and Cd solubility in soil solution, resulting an increase in absorption of Pb in straw (12.5 times) and grain (68.8 times) and Cd in straw (26 %).
    Keywords: Ethylene Diamine Tetra acetic Acid, Phytoremediation, cadmium, Lead, Wheat
  • Fatemeh Sohrabi Geshnigani, Rasoul Mirabbasi Najafabadi *, MohammadReza Golabi Pages 1395-1407

    Estimation of runoff in a catchment area is important from various aspects such as dam reservoir management, water resources management, flood regulation, and erosion control in river banks and bed. In the present study, a conceptual model of HBV and an intelligent model of Random Forest (RF) were used to simulate the rainfall- runoff process in Bazoft watershed at the Landi hydrometric station during the period of 2010 to 2017. In order to evaluate the performance of models, the statistical criteria, including Correlation coefficient (r), Root Mean Squares Error (RMSE), Nash-Sutcliffe efficiency coefficient (NS), Mean Absolute Percentage Error (MAPE), and Mean Absolute Error (MAE) were used. Comparing the results of HBV and RF models revealed that the RF model outperformed the HBV. Thus, the RF model with r=0.95, NS=0.82, MAPE=9.59, MAE=0.25, and RMSE=0.39 m3/s was selected as the top model which might be used as a new choice to predict runoff in Bazoft watershed.

    Keywords: Rainfall, Runoff, Evapotranspiration, Random forest model, Bazoft watershed
  • Aryan Heidari Motlagh, Aliheidar Nasrolahi *, Majid Sharifipour, Shadman Vayci Pages 1409-1421

    Accurate estimation of reference evapotranspiration (ETo) in each region is necessary due to its significant contribution to water resources management and proper irrigation planning.  Since direct (ETo) measurement methods are time consuming and costly, therefore, in many cases, experimental and mathematical models are used for this purpose. These models, however, can’t be used unless they are validated and verified using lysimetric data. A various methods can be used to estimate evapotranspiration; but the performance of these equations are varied from one climatic condition to another. Therefore, in the present study, lysimetric data have been used to evaluate 15 ETo estimation models in Aleshtar region. The data required in different (ETo) estimation models were collected from Aleshtar synoptic station. According to the statistical evaluation results, the Jensen- Haise (RMSE = 1.14) and Turk (RMSE = 1.42) models from the radiation group and the Hargreaves–Samani (HS) model (RMSE = 1.72) from the temperature group were found to be the most accurate ETo estimation models in the study area. On the other hand, Meyer (RMSE = 4.78) and WMO (RMSE = 4.73) models from mass transfer group were found to be the least accurate ETo estimation models, respectively. Finally, taking into account the significance of the FAO Penman-Monteith model in evapotranspiration calculations, comparing lysimetric data with the values estimated ​​by this model showed that the FAO-Penman-Monteith model ​​(RMSE = 5.83 and R2= 0.10) has the least accurate to estimate ETo in the region.

    Keywords: Evapotranspiration, lysimeter, validation, Reference Plant
  • Masoud Naderi *, Hosein Afzalimehr, Sina Sohrabi Pages 1423-1435

    The most common approach adopted for flow resistance in open-channel hydraulic is the Manning equation. Since the Manning roughness coefficient considers the water depth and flow velocity as constant and the flow conditions in rivers are non-uniform, it is necessary to adjust this equation by considering the geometric and hydraulic characteristics of the rivers. Accordingly, this paper presents a three-parameter flow resistance model, which is a more general form of the Manning equation. The parameters of this model were calibrated by using measurements of 8 sections of a coarse bed-river, Deryuk in Mazandaran province, which has vegetation on its banks. Shear speed was calculated using three methods of boundary-layer characteristics; parabolic law, two-point and the implicit approach, Darcy–Weisbach. The results showed that the Darcy-Weisbach implicit method has high accuracy in estimating flow resistance. Also, the validity of the results was confirmed by comparing the flow discharge calculated by the model with the measured flow discharge. The results showed that the three-parameter model in 75% of the sections had a better estimate than the Manning equation. Also, the average error percentage of the proposed model was 24%, while this value was calculated 32% for the Manning equation.

    Keywords: Deryouk River, Darcy-Weisbach equation, boundary layer characteristics, flow resistance model