فهرست مطالب

نشریه دانش آب و خاک
سال سی و یکم شماره 3 (پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/07/07
  • تعداد عناوین: 10
|
  • ساغر چاخرلو*، علی اصغر جعفرزاده، عباس احمدی، بختیار فیضی زاده، فرزین شهبازی صفحات 1-14

    فرسایش بادی خاک زمانی رخ میدهد که سرعت باد از آستانه فرسایش خاک بیشترشده و سطح خاک با گیاهان یا باقیمانده آن ها، ناهمواری های سطح و یا موانع دیگر حفاظت نشده باشد. همچنین فرسایش پذیری بادی یکی از مهمترین پارامترهای تعیین کننده فرسایش بادی تحت شرایط آب و هوایی معین می باشد. هدف اصلی این تحقیق تهیه نقشه فرسایش پذیری بادی خاک از طریق ارتباط تجربی بین تصاویر ماهواره ای و ویژگی های فیزیکو شیمیایی در سواحل شرقی دریاچه ارومیه می باشد. برای این تحقیق نمونه برداری خاک در 153 نقطه سه لایه ارتفاعی (1271-1273، 1273-1275و 1275-1278متر ارتفاع از سطح دریا) انجام و از 4 روش نظارت شده مانند حداقل فاصله، حداکثر احتمال، شبکه عصبی مصنوعی(ANN (و ماشین بردار پشتیبان(SVM) درطبقه بندی و نقشه برداری از فرسایش پذیری استفاده شد. ویژگی های فیزیکوشیمیایی نمونه های خاک نیز اندازه گیری و 26 نمونه از آن ها بصورت تصادفی جهت بررسی فرسایش پذیری بادی در تونل باد انتخاب گردید. نتایج حاصله از آزمایش های تونل باد با ارتفاع 20 سانتیمتراز کف تونل، بیانگر فرسایش پذیری بادی میانگین grm-2.min-1/ms-1 92/2 است. نتایج رگرسیون گام به گام (V.25 SPSS) نیز نشان داد که از بین ویژگی های فیزیکو شیمیایی خاک ها، جزء فرسایش پذیر مهمترین ویژگی خاک است که در تخمین فرسایش پذیری مورد استفاده قرار می گیرد و با فرسایش پذیری بادی خاک همبستگی مثبت دارد. میانگین وزن قطر خاکدانه ها با فرسایش پذیری خاک همبستگی منفی معنی داری داشته و هیچ رابطه ای بین ویژگی های شیمیایی خاک و فرسایش پذیری یافت نشد. از 4 روش طبقه بندی نظارت شده، شبکه عصبی مصنوعی قابلیت بالاتری درطبقه بندی و نقشه برداری فرسایش پذیری داشته ودر نهایت نتایج نشان داد که دقت کلی طبقه بندی1/57 ٪ می باشد.

    کلیدواژگان: تونل باد، ویژگی های فیزیک و شیمیایی، دریاچه ارومیه، نقشه برداری رقومی، فرسایش پذیری خاک
  • فاطمه خلیلی، فیاض آقایاری*، محمدرضا اردکانی صفحات 15-29

    به منظور بررسی توام کم آبیاری معمولی و کم آبیاری موضعی از طریق روش آبیاری جویچه ای یک در میان و کاربرد پلیمر سوپر جاذب بر خصوصیات گیاه ذرت، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج در سال زراعی 93-1392، اجرا گردید. در این آزمایش روش کم آبیاری معمولی در سه سطح شامل آبیاری با 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه و کم آبیاری موضعی در دو سطح شامل آبیاری تمام جویچه ای و جویچه ای یک در میان ثابت به صورت فاکتوریل در کرت های اصلی و پلیمر سوپر جاذب استاکوزورب در دو سطح شامل شاهد (عدم مصرف) و مصرف سوپرجاذب به میزان 30 کیلوگرم در هکتار در کرت های فرعی انجام شد. نتایج آزمایش نشان داد که عملکرد علوفه تر، خشک و بیولوژیک در روش آبیاری جویچه ای یک در میان با وجود 9/25 درصد کاهش آب آبیاری در طول دوره رشد نسبت به آبیاری تمام جویچه ای، تفاوت معنی داری نداشت. مصرف سوپر جاذب منجر به کاهش آب آبیاری به مقدار 4/13 درصد در طول دوره رشد گردید. بیشترین کارایی مصرف آب برای تولید علوفه خشک در تیمار آبیاری جویچه ای یک در میان با آبیاری کامل و کاربرد سوپر جاذب به دست آمد که نسبت به تیمار شاهد، 9/75 درصد افزایش داشت. در روش آبیاری تمام جویچه ای، متوسط کارایی مصرف آب برای تولید علوفه خشک و بیولوژیک به ترتیب 32/1 و 52/3 کیلوگرم بر متر مکعب به دست آمد و در روش جویچه ای یک در میان به 75/1 و 31/4 کیلوگرم بر متر مکعب بود.

    کلیدواژگان: تنش خشکی، جویچه ای یک در میان، روش آبیاری، عملکرد علوفه، کارایی مصرف آب
  • جاوید رحیمی قولنجی، مجید منتصری* صفحات 31-45

    در این مطالعه عملکرد بازی رقابتی، مشارکتی ومشارکتی با پرداخت جانبی در تحلیل تضاد منافع محیط زیست و بهره برداران منابع آبی مورد ارزیابی قرار ‏گرفت. در بازی رقابتی، بازیکنان با هدف به حداکثر رساندن پی‏آمد انفرادی خود و در رقابت با یکدیگر تصمیم‏ گیری می‏نمایند. اما در بازی مشارکتی، هدف بازیکنان به حداکثر رساندن مجموع مطلوبیت هردو بازیکن است که این مطلوبیت، بیشینه درآمد واحد سطح برای کشاورزان و کمینه نیاز آبی واحد سطح برای محیط زیست می‏باشد. اما کشاورزان به منافع انفرادی خود اهمیت بیشتری قایل بوده و تمایل بیشتری به بازی رقابتی دارند. پرداخت جانبی به‏عنوان یک تکنیک موثر، با انتقال مقداری از منافع بین بازیکنان، میزان منفعت انفرادی بازیکنان را در دو شرایط مشارکتی و رقابتی برابر می‏نماید. در چنین شرایطی، امکان جلب موافقت بهره بردار آب کشاورزی برای اجرای الگوی کشت مطلوب محیط زیست فراهم می‏گردد. در این مطالعه، شرایط تقابل بین منافع اقتصادی بخش کشاورزی و ملاحظات زیست محیطی اکوسیستم دریاچه ارومیه در دشت ارومیه با استفاده از تیوری بازی‏ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر اساس نتایج، مقدار نیاز آبی الگوی کشت بهینه و مقدار درآمد واحد سطح (هکتار) به‏ترتیب، در بازی رقابتی برابر 4788 مترمکعب و 24/21 میلیون تومان و در بازی مشارکتی معادل 3492 مترمکعب و 97/19 میلیون تومان شد. لذا با پرداخت جانبی برابر 37/1 میلیون تومان در هکتار، ترغیب کشاورز به اجرای الگوی بهینه مشارکتی و صرفه جویی 69/24 درصدی آب نسبت به وضع موجود فراهم گردید.

    کلیدواژگان: تئوری بازی، بازی رقابتی، بازی مشارکتی، تعادل نش، پرداخت جانبی
  • عبدالرضا ظهیری*، محمدرضا کریمی، مهدی مفتاح، امیراحمد دهقانی صفحات 47-60

    پارامتر سرعت در رودخانه از مهم ترین متغیرهای هیدرولیک جریان بوده و در بسیاری از مباحث مهندسی رودخانه مانند استخراج رابطه دبی- اشل و انتقال رسوبات کاربرد موثری دارد. در برخی طرح های مهندسی رودخانه، محاسبه سرعت متوسط جریان کفایت می کند. در بعضی دیگر از پروژه ها از قبیل طراحی سازه های هیدرولیکی در رودخانه، طراحی کانال های پایدار، محاسبات سیل در رودخانه ها و دشت های سیلابی باید توزیع عرضی و عمقی سرعت جریان در رودخانه محاسبه گردد. برای محاسبه توزیع دوبعدی سرعت جریان در جهت های عرضی و عمقی، مدل های ریاضی زیادی ارایه شده اند که ازنظر کاربردی دارای پیچیدگی های زیادی می باشند. در این تحقیق از مدل ریاضی ساده و کاربردی کین و همکاران و تلفیق آن با معادلات لزجت گردابه ای و سرعت دیواره اینشتین برای تعیین توزیع دوبعدی سرعت جریان در کانال های با مقطع مرکب صاف و زبر استفاده شد. با حل عددی این مدل ریاضی به روش تفاضل های محدود، داده های منحنی های هم سرعت جریان در کانال های مرکب به ازاء عمق های مختلف جریان و ضرایب زبری دشت های سیلابی محاسبه و با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردید. همچنین توزیع های عرضی سرعت جریان در این کانال ها محاسبه شد و با پروفیل های اندازه گیری شده مقایسه شد. این مقایسه ها نشان داد که مدل ریاضی پیشنهادی با ضریب تبیین 92/0=2R، جذر میانگین مربعات خطای 036/0= RMSE و میانگین مطلق خطا 8/2%= MAPE درصد دارای دقت قابل قبولی است. این مدل با فرض شرایط جریان به صورت ماندگار و یکنواخت و با صرف نظر کردن از اثر جریان های ثانویه توسعه داده شد.

    کلیدواژگان: مقطع مرکب، سرعت دوبعدی، دشت سیلابی، کانال اصلی، سرعت دیواره
  • عباس صفری زاده ثانی، حسین بانژاد*، صابر جمالی صفحات 61-72

    رطوبت خاک یکی از عوامل مهم و تعیین کننده رفتار خاک در طرح های آب و خاک است. اصولا روش های متداول اندازه گیری رطوبت خاک بسیار وقت گیر و هزینه بر هستند، از این رو در این پژوهش از دستگاه TDR به عنوان روشی سریع استفاده شده است. این تحقیق در شرایط گلخانه ای در سه نوع خاک با بافت (رس سیلتی، لوم رسی و لوم شنی) و در 3 میدان مغناطیسی (صفر، 3/0 و 6/0 تسلا) و در سه تکرار انجام شد. در این پژوهش رطوبت خاک را با استفاده از دستگاه TDR اندازه گیری کرده و با مقادیر روش حجمی مقایسه گردید. نتایج نشان داد که دستگاه در خاک لوم شنی در تمامی سطوح آب مغناطیسی دارای بیشترین دقت بوده (به ترتیب در آب چاه، 3/0 و 6/0 تسلا دارای RMSE برابر با 2/15، 3/3 و 5/2) و با افزایش میزان رس در خاک از دقت دستگاه کاسته شده است. بر اساس نمودار همسانی ترسیم شده برای نتایج روش TDR و روش حجمی، بیشترین و کمترین همسانی بین دو روش به ترتیب در تیمارهای خاک با بافت لوم شنی و استفاده از آب مغناطیسی 6/0 تسلا (با ضریب تبیین 92/0) و خاک با بافت لوم رسی و استفاده از آب چاه (با ضریب تبیین 42/0) مشاهده شد. نتایج نشان داد که استفاده از آب مغناطیسی در آبیاری منجر به افزایش دقت دستگاه در بافت های مورد بررسی شده است.

    کلیدواژگان: برآورد رطوبت خاک، دستگاه TDR مدل PMS-714، روش حجمی، شرایط گلخانه ای، میدان مغناطیسی
  • سیما اصغرزاددانش*، احمد فاخری فرد صفحات 73-86

    با رشد جمعیت و افزایش نیاز به غذا، افزایش تولید محصولات کشاورزی و دامی ضروری است و استفاده ی بهینه از آب در فرآیند تولید از الزامات کشاورزی و دامپروری پایداراست. جهت بهینه کردن میزان آب مصرفی در تولید محصولات دامی باید به میزان آب مصرفی محصولات موجود در ترکیب جیره ی غذایی و مقادیر آب شرب و آب مربوط به خدمات نگهداری دام توجه شود. به این میزان آب مصرفی که در فرآیند تولید محصول دامی استفاده شده است آب مجازی محصول گفته می-شود. هدف از این تحقیق برآورد آب مجازی شیر مربوط به گاو هلشتاین در استان آذربایجان شرقی با در نظر گرفتن راندمان های آبیاری 33، 60 و 90 درصد بود. مقادیر آب مجازی مربوط به محصولات گندم، جو، ذرت علوفه ای، سویا، چغندر علوفه ای و یونجه در استان با راندمان آبیاری 33 درصد به ترتیب 2/1، 5/1، 13/0، 8/3، 2/2 و 4/2 مترمکعب در کیلوگرم محاسبه شد. بر اساس راندمان آبیاری ذکر شده میزان آب مصرفی شیر برای چهاردوره ی شیردهی بعد از زایش، پرشیر، متوسط شیر و کم شیر 5/1، 4/1، 4/2 و3/3 مترمکعب در کیلوگرم بدست آمد. با افزایش راندمان آبیاری از 33 به 60 و 90 درصد، آب مصرفی شیر تولیدی به ترتیب 43 و 60 درصد کاهش یافت.

    کلیدواژگان: آب مجازی، جیره ی غذایی، راندمان آبیاری، شیر تولیدی، هلشتاین
  • سپیده جلیلی*، پریسا سادات آشفته صفحات 87-100

    در این تحقیق اثر تغییر اقلیم بر بارندگی با استفاده از پنج مدل اقلیمی AOGCM (HadCM3، CCSR-NIES، CSIRO-MK2، CGCM2 و GFDL R30) تحت سناریوهای انتشار A2 و B2 و مدل توسعه یافته هیبرید حاصل از این مدل ها براساس رویکرد بیزی، به منظور لحاظ کردن عدم قطعیت ها در آبخوان قم-کهک بررسی گردید. داده ها برای دوره های فعلی (2017-2001) و آتی (2069-2054) ریزمقیاس شدند. سپس با استفاده از معیارهای کارآیی این نتیجه به دست آمد که HadCM3 و CCSR-NIES نسبت به سایر مدل ها عملکرد بهتری دارند. با محاسبه سناریوهای تغییر اقلیم و لحاظ کردن عدم قطعیت ها، تغییرات فصلی بارش آتی با بارش مشاهداتی مقایسه شدند. روند تغییرات فصلی بارش محاسباتی با HadCM3 و CCSR-NIESو مدل توسعه یافته هیبرید تحت A2، در بهار و تابستان، منفی خواهد بود. بیش ترین کاهش بارندگی به میزان 14/45- درصد نسبت به دوره مشاهداتی بوده که مربوط بهHadCM3 در فصل بهار بود. هم چنین نتایج حاصل از پیش بینی مدل ها تحت B2 نشان می دهد که روند تغییرات بارش در زمستان برای بیش تر مدل ها به صورت جزیی مثبت خواهد بود و در بهار و تابستان این روند کاهشی است. بیش ترین کاهش بارندگی تحت B2 مربوط به CCSR-NIES در تابستان (61/22- درصد نسبت به مشاهداتی). مدل هیبرید که ترکیبی از مدل های مختلف اقلیمی است، تحت A2روند تغییرات بارش تمام فصول را منفی پیش بینی کرده و بیش ترین کاهش بارش در این مدل مربوط به تابستان به میزان 74/29- درصد نسبت به دوره مشاهداتی است.

    کلیدواژگان: تغییرات فصلی بارش، رویکرد بیزی، عدم قطعیت، مدل توسعه یافته هیبرید، AOGCM
  • سمیرا زندی فر، الهام فیجانی*، مریم نعیمی، زهره ابراهیمی خوسفی صفحات 101-118

    خشکسالی به عنوان یکی از بلایای طبیعی تاثیرات عمده ای بر بخش های یک اکوسیستم می گذارد. گرچه امکان جلوگیری از وقوع آن وجود ندارد اما می توان با اقداماتی اثرات منفی آن را کاهش داد. با توجه به اهمیت زیاد منابع آب زیرزمینی در کشور، مطالعه خشکسالی های هیدروژیولوژیکی و عوامل موثر بر افت سطح آب های زیرزمینی در راستای ارایه راهکارهای مدیریتی این منابع حیاتی ضروری است. بدین منظور جهت بررسی تاثیر خشکسالی ها بر یکدیگر روند تغییرات آب زیرزمینی و ارزیابی خشکسالی آب زیرزمینی در حوضه آبریز کارون بزرگ با استفاده از شاخص های خشکسالی GRI و SDI در یک دوره آماری ده ساله (1395-1385) مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. نتایج نشان داد در بیشتر محدوده های مطالعاتی همبستگی بین شاخص های GRI و SDI وجود دارد. البته در برخی موارد تاثیر خشکسالی هیدرولوژی بر آب های زیرزمینی با تاخیر زمانی 6 ماه تا یک ساله صورت می گیرد. نتایج همبستگی پایین دو شاخص خشکسالی آب های سطحی و زیرزمینی و همبستگی بالا بین شاخص GRI و میزان برداشت از منابع آب زیرزمینی نشان داد که عامل افت سطح آب در آبخوا ن ها را نمی توان تنها خشکسالی بیان کرد بلکه در برخی موارد برداشت های بی رویه تاثیر بیشتری دارد. به طور کلی شاخص خشکسالی GRI در طول دوره آماری ده ساله حوضه آبریز کارون بزرگ، در جنوب شرق و حوالی غرب حوضه آبریز مذکور نمایان تر می باشد و در سال های پایانی این دوره محدوده های سمت شمالی حوضه نیز درگیر خشکسالی های شدیدتری شده اند، که با مقادیر شاخص SDI نیز انطباق دارد.

    کلیدواژگان: آبخوان، افت سطح آب های زیرزمینی، حوضه آبریز کارون، شاخص خشکسالی GRI، شاخص خشکسالی SDI
  • الناز صباغ تازه*، محمدرضا نیشابوری، ابراهیم پذیرا صفحات 119-133

    کاربرد مواد آلی در خاک های شور-سدیمی می تواند در اصلاح ویژگی های شیمیایی خاک بدون نیاز به مواد شیمیایی موثر باشد. در تحقیق حاضرآزمایش های آبشویی یک نوع خاک شور-سدیمی با بافت لوم رسی در ستون های آزمایشگاهی در قالب طرح کاملا تصادفی به صورت فاکتوریل خرد شده با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای اصلی: 1) نوع ماده اصلاح کننده شامل کود دامی و کمپوست، 2) سطح ماده اصلاح کننده شامل یک، سه و پنج درصد وزنی و 3) مرحله آبشویی در پنج سطح شامل: بدون آبشویی، یک بار، دو بار، سه بار و چهار بار آبشویی با فواصل 30 روزه بود. تمامی ستون ها بعد از اضافه کردن اصلاح کننده ها به مدت 30 روز تحت انکوباسیون قرار گرفته و سپس آبشویی شدند. صفات در هر ستون، در سه عمق به عنوان فاکتور فرعی بررسی شد. در پایان ماه چهارم از آزمایش های انکوباسیون و آبشویی، شوری خاک از 15 به زیر پنج دسی زیمنس بر متر و نسبت جذب سدیم از 3/20 به زیر13رسید. پس از مشخص شدن بهترین سطح آبشویی، خاک ستون های مربوط به آن هوا خشک گردید و گیاه جو (Hordeum vulgare L.) رقم بهمن به صورت گلدانی در آن کشت شد. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با هفت تیمار (شش تیمار اصلاح کننده های آلی و شاهد) و سه تکرار انجام گرفت. کاربرد سطح یک درصد وزنی از کود دامی و کمپوست، غلظت نیتروژن را به ترتیب 8/33 و 5/40 درصد، غلظت فسفر را 7/35 و 3/43 درصد و غلظت پتاسیم را 7/8 و 2/19 درصد در بخش هوایی افزایش داد.

    کلیدواژگان: اصلاح خاک، عناصر غذایی، کمپوست، کود دامی، نسبت جذب سدیم
  • پویا استوار، رضا قاسمی فسائی*، زهرا زیبایی صفحات 135-147

    روی از جمله عناصر کم مصرف است که در غلظت های بالا ایجاد سمیت می-کند. یکی از روش های حذف فلزات سنگین از آبها و پساب ها، استفاده از پدیده جذب سطحی برروی جاذب است. بخش اعظم گل سرشور از کانی های انبساط-پذیر است؛ از این رو می تواند در حذف فلزات سنگین نظیر روی، مورد استفاده قرارگیرد. به منظور بررسی وضعیت جذب غیر رقابتی و رقابتی روی توسط گل سرشور، آزمایشی با 7 غلظت مختلف این عنصر در حضور و عدم حضور هیومیک اسید انجام شد. نتایج حاصله نشان داد که همدمای جذبی فروندلیچ و پس از آن لانگمویر و ردلیچ - پیترسون بهترین مدل ها در توصیف روند جذب روی، بر سطح کانی گل سرشور بودند. اگر چه داده های جذب روی به خوبی با ایزوترم لانگمویر یک سطحی برازش شد اما، ایزوترم لانگمویر دو سطحی بهتر توانست روند جذب روی توسط گل سرشور را توضیح دهد. در تمام تیمارها مقدار KL′، ثابت معادله در رابطه با انرژی جذب برروی سطح اول، چندین برابر بزرگتر از KL′′، ثابت معادله در رابطه با انرژی جذب برروی سطح دوم بود؛ در حالیکه مقادیر b′′، حداکثر مقدار جذب تک لایه برروی سایت دوم، بزرگتر از b′، حداکثر مقدار جذب تک لایه برروی سایت اول بود. این بدان معنی است که اگر چه تمایل سایت اولیه برای جذب عنصر روی بیشتر بود، اما به سرعت توسط روی اشباع شد. با توجه به قیمت پایین گل سرشور، معادن فراوان در ایران و ظرفیت بالای آن در جذب فلزات سنگین، لازم است استفاده از این ماده در جذب فلزات سنگین به میزان بیشتری مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: روی، گل سرشور، مس، همدماهای جذب سطحی، هیومیک اسید
|
  • Saghar Chakherlou *, Ali Asghar Jafarzadeh, Abbas Ahmadi, Bakhtiar Feizizadeh, Farzin Shahbazi Pages 1-14

    The wind erosion occurs when wind speed exceeds the soil erosion threshold and plants or their residues,surface roughness, or other obstacles do not protect the soil surface. Also wind erodibility is oneof the most important determining parameters of wind erosion under certain climatic conditions. The main objective of this research was mapping of soil erodibility through empirical relationship between satellite imagery and physicochemical properties and estimation of soil erosion using a comprehensive assessment model, on the east shore of the Urmia Lake. For this research work soil sampling carried out in 153 points of three elevation classes(1271-1273, 1273-1275 and 1275-1278meters)and4supervised classification methods such as, support vector machine(SVM), Maximum likehood classification (MLC), Minimum distance and Artificial neural network(ANN)were used in classifying and mapping of soil erodibility. Soil samples physicochemical properties measured and 26 samples of them randomly were selected for wind erodibility measurement in wind tunnel laboratory. Wind tunnel experiments at a distance of 20 cm from the tunnel floor, revealed wind erodibility of 2.92 grm-2.min-1/ms-1. Also stepwise regression (SPSSv.25) results showed that among the physicochemical properties of soils, erodible fraction were the most important soil properties, which used in estimating erodibility and have a positive correlation with soil erodibility. The mean weight of aggregate diameter had negative correlation with soil erodibility and no relationship was found between soil chemical properties and erodibility. Of the4supervised classification methods, the artificial neural network has a higher capability in classifying and mapping erodibility and finally the results showed that the overall classification accuracy is57.1%.

    Keywords: Wind tunnel, physicochemical properties, Urmia lake, Digital mapping, Soil Erodibility
  • Fatemeh Khalili, Fayaz Aghayari *, Mohammad Reza Ardakani Pages 15-29

    To study the simultaneous impact of conventional and alternate-furrow deficit irrigation and superabsorbent polymer on characteristics of corn, a field experiment was carried out at Research Farm of College of Agriculture, Islamic Azad University, Karaj, Iran, in 2013-2014 growing season. Conventional deficit irrigation with three levels including irrigation with 100, 75 and 50% crop water requirement, localized deficit irrigation with two levels including fixed alternate furrow irrigation and conventional furrow irrigation that were located in the main plots and superabsorbent polymer with two levels including control (non-use superabsorbent polymer Stockosorb) and use of superabsorbent (30kg/ha) that were located in the sub plots. The results showed the amount of fresh and dry forage yield and biological yield in fixed alternate furrow irrigation method were not different significantly as compared to the conventional furrow irrigation method, while the volume of irrigation water during the growing season in fixed alternate furrow irrigation decreased by 25.9 %. Superabsorbent consumption lead to reduced irrigation water at a rate of 13.4 % during the growth season. highest water use efficiency for dry forage yield (2.04 kg.m-3) was obtained in treatment of fixed alternate furrow irrigation in condition of moderate stress and used of superabsorbent, that increased by 75.9% as compared to control treatment and there was significant difference. In conventional furrow irrigation method, average of water use efficiency for dry forage yield and biological yield was obtained 1.32 and 3.52 kg.m-3, respectively; while in fixed alternate furrow irrigation was increased to 1.75 and 4.31 kg.m-3, respectively.

    Keywords: Alternate furrow, Drought Stress, Forage Yield, Irrigation method, Water Use Efficiency
  • Javid Rahimi Golenji, Majid Montaseri * Pages 31-45

    In this study, the performance of the competitive and cooperative game and side-payment technique in the analysis of the conflict of interest of environment and water resources users was evaluated. In a competitive game, the players decide to compete with each other in order to maximize their individual payoff. But in a cooperative game, the goal of the players is to maximize the total utility of both players that, this desirability is the maximum income per unit area for farmers and the minimum water demand per unit area for the environment. But farmers care more about their individual benefits and are more interested in competitive game. As an effective technique, side-payment, by transferring some of the benefits between the players, equalizes the individual benefits of the players in both cooperative and competitive conditions. In such circumstances, it is possible to obtain the consent of the agricultural water consumers to implement the desired environmental cropping pattern. In this study, the conditions of conflict between the economic interests of the agricultural sector and the environmental considerations of the Urmia Lake ecosystem in the Urmia plain with the independence of game theory innovatively evaluated. Based on the results, the amount of water demand of the optimal cultivation pattern and the amount of income per unit area (hectare) in the competitive and cooperative game are 4788 cubic meters and 21.24 million Tomans and 3492 cubic meters and 19.97 million Tomans, respectively.

    Keywords: game theory, Competitive game, Cooperative game, Nash equilibria, Side-Payment
  • Abdolreza Zahiri *, Mohammad Reza Karimi, Mahdi Meftah, Amirahmad Dehghani Pages 47-60

    In the river, velocity parameter is one of the most important hydraulic variables and is effectively used in many river engineering fields like development of stage-discharge curve and sediment transport. In some river engineering schemes, the calculation of average flow velocity is sufficient. However, for some other projects, such as designing hydraulic structures in the river, stable channel design, flood calculations in rivers and floodplains, the lateral and vertical distributions of flow velocity should be calculated. To calculate the two-dimensional distribution of the velocity of flow (in transverse and vertical directions) many mathematical models have been presented with many complexities from practical point of view. In this research, a simple and practical mathematical model of Kean et al in combination with eddy viscosity equation as well as Einstein's law of the wall velocity was used to determine the two-dimensional flow velocity distribution in the smooth and rough compound channels. By numerical solution of this mathematical model, using finite differences method, isovel curves data were calculated for some experimental compound channels with different flow depths and floodplain's roughness coefficients and then they were compared with the experimental data. Also, transverse distributions of the flow velocity were calculated in these channels and compared with the measured profiles. These comparisons showed that the proposed mathematical model with coefficient of determination (R2)= 0.92, root-mean-square error (RMSE)=0.036 and mean absolute percentage error (MAPE)= 2.8% had an acceptable accuracy. The proposed mathematical model was developed with steady and uniform flow assumption, neglecting the secondary flow effect.

    Keywords: Compound channels, Two-dimensional velocity, Floodplain, Main channel, Wall velocity
  • Abbas Safarizadeh Sani, Hossein Banejad *, Saber Jamali Pages 61-72

    Soil moisture is one of the important determinants of soil behavior in water and soil investigation. The usual methods of measuring soil moisture are costly and very time consuming; so in this study, the TDR device has been used as a fast method. This study aims to investigate the effect of magnetic irrigation water on the measurement accuracy of the water content of the soil by the TDR device. In this study, three soil texture (silty clay, sandy loam, and clay loam) were on different levels of the magnetic field (0, 0.3, and 0.6 T). In this study, soil moisture was estimated using a TDR and compared with volumetric method values of soil moisture. The results showed that the device has the highest accuracy in the sandy loam soils under different levels of magnetic irrigation water (RMSE in well water, magnetic water 0.3 teslas, and magnetic water 0.6 teslas were 15.2, 3.3, and 2.5, respectively) and by increasing the clay content, the accuracy of the device is reduced. The drawing of the coherence chart between the results of the TDR method and the volumetric method values showed that the highest and the least coincidence between the two methods were observed in sandy loam + irrigation with magnetic water of 0.6 T (R2 = 0.92) and clay loam soils + well water (R2 = 0.42). The results showed that irrigation with magnetized water was increased the accuracy of the device in all of the studied soil textures.

    Keywords: Soil moisture estimation, Greenhouse conditions, Magnetic field, TDR models PMS-714, Volumetric method
  • sima Asgharzad Danesh *, ahmad fakheri fard Pages 73-86

    Population growth requires extending agriculture and ranching to meet food demand and optimizing water use is necessary for a sustainable agriculture and ranching activities. To water use optimization in livestock production procedure, Amount of water utilized in diet ingredient producing and livestock drinking and servicing water should be noted. This amount of water used to produce livestock production called virtual water of production. The aim of this paper is computing virtual water of Holstein milk production in East Azerbaijan considering three irrigation efficiency 33, 60 and 90 percent. Average virtual water content of wheat, barley, corn, soybean, beet and alfalfa were 1.2, 1.5, 0.13, 3.8, 2.2 and 2.4 cubic meters per a kilogram production by considering 33 percent irrigation efficiency. According to 33 percent of irrigation efficiency the virtual water of milk for after parturition, high yielding, average yielding and low yielding durations were 1.5, 1.4, 2.4 and 3.3 cubic meters per a kilogram production. If percentage of irrigation efficiency increased by 60 and 90, virtual water of milk would decrease 43 and 60 percent respectively.

    Keywords: Virtual Water, Diet, Irrigation efficiency, Milk production, Holstein
  • Sepideh Jalili *, Parisa-Sadat Ashofteh Pages 87-100

    In this research, the effect of climate change on rainfall is investigated using five AOGCM climatic models (HadCM3, CCSR-NIES, CSIRO-MK2, CGCM2 and GFDL R30) under emission scenarios A2 and B2 and Hybrid developed model resulting from these models based on Bayesian approach, in order to account for the uncertainties in the Qom-Kahak aquifer. Data were downscaled for current (2001-2017) and future (2054-2069) periods. Then, it is found that the HadCM3 and CCSR-NIES compared to other models have better performance using criteria of efficiency. By calculating climate change scenarios and taking into account uncertainties, seasonal variations of future rainfall were compared with observed rainfall. The trend of seasonal variations of rainfall simulated by HadCM3 and CCSR-NIES and Hybrid developed model will be negative under the A2 in the spring and summer. The highest decrease in rainfall was by -45.14% relative to the observed period, which was related to the HadCM3 in spring. Also, the results of prediction of models under the B2 indicate that the trend of rainfall changes in winter will be partly positive for most models and this trend is decreasing in the spring and summer. The highest decrease of rainfall under the B2 is relative to CCSR-NIES in summer (-22.61% compared to observed period). The hybrid model, which is a combination of different climatic models, predicts the negative trend for the rainfall changes of all seasons under the A2, and the highest rainfall reduction in this model is related to summer by -29.44% compared to the observed period.

    Keywords: AOGCM, Bayesian Approach, Hybrid developed model, Seasonal variations of rainfall, uncertainty
  • Samira Zandifar, Elham Fijani *, Maryam Naeimi, Zohre Ebrahimi Khusfi Pages 101-118

    Drought as one of the natural disasters has a major impact on parts of an ecosystem. Although it cannot be prevented, its negative effects can be mitigated by some measures. Considering the high importance of groundwater resources in the country, the study of hydrogeological droughts and factors affecting groundwater drawdown is essential for the management of these vital resources. In order to investigate the impact of droughts on each other, the groundwater level variations and evaluation of the groundwater drought in Karun watershed were analyzed using GRI and SDI drought indices over a ten-year statistical period (2008-2018). The results showed a correlation between GRI and SDI indices in most regions of the study areas. Although in some cases, the impact of hydrological drought on groundwater is delayed by 6 months to one year. Low correlation between two hydrological and groundwater drought indices and the high correlation between GRI and groundwater abstraction indicated that drawdown in the aquifers cannot be the sole cause of drought, rather, in some cases, excessive abstraction is more effective. Overall, the GRI indices are more obvious in the southeast and west of the Karun watershed during the ten-year statistical period. In the final years of this period the northern side of the basin has also been affected by more severe droughts, which also has a correlation with the values of the SDI indices.

    Keywords: Aquifer, GRI drought index, Groundwater drawdown, Karun watershed, SDI drought index
  • Elnaz Sabbagh Tazeh *, Mohammad Reza Neyshaboury, Ebrahim Pazira Pages 119-133

    Application of organic fertilizers in saline-sodic soils, can be helpful in their reclamation without chemical amendments. In this research, leaching experiments of a sline-sodic soil with clay loam texture in laboratory columns was conducted in CRD as split factorial. Main factors were: 1) amendment type including manure and compost, 2) amendment application rate including 1, 3 and 5 percentage by weight and 3) leaching stage with 5 levels including: without leaching, once, twice, three times and four times leaching with 30 days intervals. All columns were incubated for 30 days after the addition of amendments and then were leached. The parameters in each column, were studied in three depths as subplot. After the forth month of incubation-leaching period, the EC and SAR of all soil samples decreased from 15 to below 5dSm-1 and from 20.3 to below 13 (mmolc L-1)0.5, respectively. After determining the best level of leaching, the soil of that columns was air-dried and Barley (Hordeum vulgare L. Bahman cultivar) was cultivated in that soil. Pot experiment was conducted in CRD with 7 treatments (control and 6 amendments levels) and 3 replicate. Application of 1% by weight of manure and compost increased nitrogen concentration by 33.8 and 40.5 percentage, phosphorus concentration by 35.7 and 43.3 percentage, and potassium concentration by 8.7 and 19.2 percentage in shoot, respectively.

    Keywords: Compost, Manure, Nutrients, Sodium Adsorption Ratio, Soil Reclamation
  • Pouya Ostovar, Zahra Zibaei Pages 135-147

    Zinc (Zn) is one of the micronutrients that is toxic in high concentrations. One of the best ways for removing heavy metals (HMs) from water and waste water is the adsorption of HMs by using different adsorbents. The main component of Gel-E-Sarshour (GES) is a Di-octahedral smectite with high layer charge. Therefore it can be used for removal of Zn from contaminated water. In order to study the competitive and non-competitive retention characteristics of Zn onto GES, a trial with 7 different concentrations of Zn in the absence or the presence of humic acid (HA) was conducted. Zn adsorption data onto GES the best fitted to the Freundlich model, followed by Langmuir and Redlich-Peterson models. Although, the Zn adsorption data showed a highly significant fit to the Langmuir isotherm, the fit of data to a two-surface Langmuir isotherm proved to be more desirable. In all treatments, bonding energy of the first surface criterion (KL′) was several times greater than bonding energy of the second surface criterion (KL′′), while, adsorption maxima for the second site (b′′) were higher than that of the first site (b′). This means that although, the first site had a much greater tendency for Zn adsorption, it was rapidly saturated with Zn. Since, GES has a low price, being natural and abundant in Iran and due to its high adsorption capacity for the removal of HMs, application of this substance is promising for the removal of HMs.

    Keywords: Adsorption isotherms, Cu, Gel-E-Sarshour, Humic acid, Zn