فهرست مطالب

آبیاری و زهکشی ایران - سال پانزدهم شماره 4 (مهر و آبان 1400)

مجله آبیاری و زهکشی ایران
سال پانزدهم شماره 4 (مهر و آبان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/30
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مسعود پورغلام آمیجی، خالد احمدآلی*، عبدالمجید لیاقت صفحات 737-756

    این پژوهش با هدف تعیین موثرترین ویژگی ها بر هزینه سامانه های آبیاری قطره ای در چهار بخش شامل هزینه ایستگاه پمپاژ و سیستم کنترل مرکزی (TCP)، هزینه لوازم داخل مزرعه (TCF)، هزینه نصب و اجرای داخل مزرعه و ایستگاه پمپاژ (TCI) و هزینه کل (TCT) انجام شد. ابتدا داده ها و اطلاعات 100 پروژه آبیاری قطره ای اجراشده در نقاط مختلف کشور، جمع آوری گردید و بانک اطلاعاتی شامل 39 متغیر مهم و تاثیرگذار در هزینه بخش های ذکرشده، تهیه شد. بر اساس تحلیل حساسیت انجام شده، بهترین معیارهای ارزیابی در بخش TCP به دست آمد و مقدار عددی آماره گاما، خطای مطلق قابل انتظار، آماره گرادیان، خطای استاندارد آماره گاما، ضریب تبیین و شاخص V-Ratio به ترتیب برابر با 0/048، 0/219، 0/008، 0/024، 0/87 و 0/192 ثبت شد که این بیانگر همبستگی بالای متغیرهای مورد مطالعه با هزینه بخش مذکور است. برای یافتن ترکیب بهینه از داده ها جهت مدل سازی هزینه ، از سه روش الگوریتم ژنتیک (GA)، تپه نوردی (HC) و تعبیه کامل (FE) استفاده شد. نتایج این بخش نشان داد که تعداد متغیرهای مورد نیاز و ترکیب بهینه ورودی که در روش های GA و HC به ترتیب حدود 40 درصد و 90 درصد از متغیرها (به ترتیب 16 و 35 متغیر) در امر مدل سازی دخیل بودند، در روش FE به 20 درصد رسیده و فقط هشت متغیر جهت مدل سازی هزینه انتخاب شده است که نتایج این روش به عنوان مدل برتر انتخاب گردید. همچنین نتیجه مدل هیبرید نشان داد زمانی که از پنج متغیر QT (l/s) (مقدار کل دبی آب قابل دسترس)، SR (m) (فاصله ردیف گیاهان)، QE (l/s) (دبی گسیلنده)، T (h) (تعداد ساعات کاری در شبانه روز) و NIT (n) (تعداد نوبت های آبیاری) به عنوان ترکیب بهینه ورودی جهت مدل سازی هزینه سامانه های آبیاری قطره ای استفاده شود، ساده ترین و بهینه ترین مدل به دست می آید. ب

    کلیدواژگان: آزمون گاما، الگوریتم ژنتیک، تپه نوردی، تعبیه کامل، آبیاری تحت فشار
  • حمیده جعفری*، طاهر رجایی صفحات 757-768
    ورود آلودگی به صورت تصادفی یا عمدی به شبکه های توزیع آب به عنوان یکی از شریان های حیاتی هر کشور، موجب خسارت های گسترده در ابعاد مختلف جامعه می شود. تشخیص و هشدار به موقع تزریق آلودگی در شبکه توزیع آب بسیار ضروریست. این مطالعه با هدف جانمایی بهینه حسگرهای کیفی، روش جدیدی بر پایه نامشخص بودن زمان و مکان ورود آلودگی و عدم قطعیت تقاضا ارایه می دهد. این مطالعه الگوریتمی دو هدفه با استفاده همزمان از نتایج بهینه سازی تک هدفه PSO برای یکی از قیودNSGA-II بر اساس عدم قطعیت تقاضا با روش کمینه ی بیشینه و رویکرد استوار ارایه می دهد. دو هدف مدنظر عبارتند از: کمینه کردن بیشترین خسارت محتمل ناشی از حجم آب آلوده مصرفی و کمینه کردن هزینه تهیه و نصب حسگر. این مطالعه با در نظر گرفتن سه سناریو (S1، S2 و S3) به منظور تزریق آرسنیک با غلظت های 50، 100 و 150 میلی گرم بر لیتر از گره های مختلف و در گام های زمانی متفاوت بررسی می شود. نتایج مدل توسعه داده شده بر روی یک شبکه مرجع نشان می دهد که در هر یک از سناریوهای S1، S2 و S3 نصب تنها یک حسگر خسارت را به ترتیب 75، 70 و 61 درصد کاهش می دهد. همچنین، ورود آلودگی از ساعت های 19 و 20 منجر به تولید سناریوی بحرانی می شود. با وجود اینکه جانمایی حسگرها به غلظت آلاینده تزریق شده وابسته است، با این حال محل هایی مانند گره های 5، 15، 17 و 19 در جواب های تولید شده بیشترین تکرار را داشتند. شکل گیری مناسب جبهه پارتو در هر سه سناریو نشان داد که رویکرد رباست، با حداقل انحراف تابع هدف از مقدار بهینه خود به ازای تمام پارامترهای دارای عدم قطعیت جواب های موجهی تولید می کند.
    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، NSGAII، عدم قطعیت، مصرف آب آلوده، حسگر کیفی
  • رحمان باریده، سینا بشارت*، حبیب خداوردیلو صفحات 769-779
    نفوذ آب به خاک نقش مهمی در چرخه‏ی آبی طبیعت دارد و از آنجا که اندازه گیری مستقیم این پارامتر در هر جایی امکان پذیر نیست، لذا این پژوهش به منظور بررسی امکان برآورد توابع انتقالی تخمین ضرایب معادلات نفوذ آب به خاک کاستیاکف، کاستیاکف-لوییس، هورتن و سازمان حفاظت خاک آمریکا با استفاده از ویژگی های زودیافت فیزیکی خاک و ارزیابی این توابع در خارج از منطقه اشتقاق آن ها انجام گرفت. بنابراین ویژگی های فیزیکی خاک و نفوذ تجمعی در دو منطقه متفاوت (T1 و T2) اندازه گیری شد. با استفاده از اندازه گیری های محل T1 و رگرسیون خطی چندگانه، توابع انتقالی شکل گرفت و با استفاده از اندازه گیری های مستقل T2 کارایی برون یابی این توابع بررسی شد. نفوذ تجمعی در 78 نقطه به وسیله استوانه دوگانه با سه تکرار اندازه گیری شد. بیشترین دقت توابع انتقالی در مرحله اشتقاق، مربوط به ضرایب معادله SCS با مقدار ضریب تبیین (R2) برابر 66/0 و کمترین دقت با مقدار R2 برابر 04/0 مربوط به توان معادله هورتن بود. در مرحله اعتبارسنجی در خارج از محل اشتقاق، دقت توابع انتقالی کاهش زیادی نشان داد به طوری که بازه تغییرات R2 از 00/0 تا 26/0، بازه تغییرات ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (nRMSE) از 76/1 تا 93/80 و بازه تغییرات نسبت خطای میانگین هندسی (GMER) از 94/0 تا 73/1 به دست آمد. بنابراین نتایج نشان داد که استفاده از توابع انتقالی تخمین ضرایب معادلات نفوذ فقط در محل اشتقاقشان کارآمد است و امکان استفاده از این توابع در خارج از محل اشتقاق آن ها بدون واسنجی امکان پذیر نیست.
    کلیدواژگان: استوانه دوگانه، رگرسیون خطی چندگانه، معادلات نفوذ، نفوذ تجمعی
  • جواد وجاهت*، شادی صراف صفحات 780-793
    برآورد صحیح میزان رسوبدهی یک حوزه آبخیز از مهم ترین مسایل مطرح شده در مهندسی آب، مهندسی رودخانه، منابع آب، تاسیسات و سازه های آبی و محیط زیست برای اجرای طرح ها و برنامه های توسعه ای است. تنوع ریاد در معادلات محاسبه مقدار بار رسوب در رودخانه و نبود اطلاعات در مورد نحوه استخراج معادلات، استفاده از آن را مشکل نموده است. در این تحقیق پس از گردآوری اطلاعات لازم در ایستگاه هیدرومتری بنکوه و تهیه دانه بندی بستر رودخانه، مقدار بار بستر رودخانه در این ایستگاه هیدرومتری، با استفاده از رگرسیون های مختلف و محاسبه از طریق چندین رابطه تجربی استفاده شده برای محاسبه مقدار بار رسوب کف رودخانه، محاسبه گردید. نتایج حاصل از این روابط با نتایج ثبت شده در ایستگاه هیدرومتری و سایر روابط استفاده شده مورد مقایسه قرار گرفت که نشان دهنده این موضوع بود که رابطه توفالتی با میزان خطای 71/22 در بررسی ضریب RMSE توانایی قابل قبولی در محاسبه مقدار بار بستر در منطقه مورد مطالعه دارد، بنابراین به عنوان مدل مورد نظر انتخاب شد. پارامترهای موثر در رابطه توفالتی آنالیز حساسیت شدند و نتایج نشان داد که مقدار بار کف محاسبه شده در این روش بیش از همه به مقدار پارامتر سرعت جریان وابسته است و تغییرات سرعت جریان آب در رودخانه، تاثیر به سزایی در مقدار بار رسوبی کف دارد. .
    کلیدواژگان: رگرسیون، روابط تجربی، توفالتی، تحلیل حساسیت
  • انیس حسنی، فرشته مدرسی، کیومرث ابراهیمی* صفحات 794-804
    با توجه به کمبود ایستگاه های اندازه گیری پارامترهای هیدرولوژیکی و هواشناسی، استفاده از مدل های داده مبناء ضروری است. در این تحقیق کارآیی مدل های برنامه ریزی بیان ژن و ماشین بردار پشتیبان در پیش بینی دبی اوج در حوضه ماهنشان-انگوران ارزیابی شد. بدین منظور از داده های مشاهداتی 36 سال (1390-1354) دبی حداکثر روزانه، بارش متناظر آن روز و دمای میانگین ماهانه در سه ایستگاه مهرآباد، ینگی کند و قره گونی استفاده شد. دبی های اوج مشاهداتی و پیش بینی شده در هر دو مدل بر اساس معیارهای ارزیابی جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تبیین (R^2) و معیار نش- ساتکلیف (NSE) مقایسه شد. میانگین مقادیر RMSE در مرحله ی صحت سنجی برای مدل GEP به ترتیب در ایستگاه های ینگی کند، قره گونی و مهرآباد برابر با 0.49، 0.08 و 0.050 و در مرحله ی آموزش برابر با 0.042، 0.060 و 0.047 محاسبه شد، میانگین مقادیر R^2 در مرحله ی صحت سنجی در این ایستگاه ها به ترتیب برابر با 0.88، 0.86 و 0.87 و برای مرحله ی آموزش برابر 0.89، 0.89 و 0.92 برآورد شد. مقادیر NSE در مرحله ی صحت سنجی برای هر سه ایستگاه برابر با 0.75 و برای مرحله ی آموزش برابر با 0.77، 0.76 و 0.80 به دست آمد. همچنین مقادیر RMSE در مدل SVM برای مرحله ی صحت سنجی به ترتیب در این ایستگاه ها برابر با 0.042، 0.040، 0.054 و در مرحله ی آموزش برابر با 0.053، 0.064 و 0.044 محاسبه شد. مقادیرR^2 در مرحله ی صحت سنجی برابر با 0.66، 0.85، 0.73 و برای مرحله ی آموزش برابر 0.86، 0.88 و 0.91 و مقادیر NSE برای صحت سنجی برابر با 0.56، 0.75، 0.61 و برای مرحله آموزش برابر 0.71، 0.77 و 0.80 حاصل شد. با بررسی معیارهای ارزیابی، مدل GEP عملکرد نسبتا بهتری داشته است و این مدل برای پیش بینی سیل منطقه ماهنشان-انگوران مناسب تر است.
    کلیدواژگان: پیش بینی سیل، داده کاوی، مدیریت
  • علی مالکی، مهدی قیصری*، محمدرضا مصدقی، ناهید اکبری صفحات 805-816

    آبیاری نشتی-زیرسطحی یکی از روش های نوین آبیاری است که به دلیل قرارگیری لوله ها در زیر سطح خاک و توزیع آب در منطقه توسعه ریشه با فشار کمتر از یک متر ستون آب می تواند کاربرد زیادی در باغات کوچک با محدودیت کمی و کیفی آب داشته باشد. طراحی بهینه این روش ها نیازمند شناخت تاثیر پارامترهای مختلف بر سرعت نفوذ آب به داخل خاک و شکل پیاز رطوبتی است. به همین دلیل در این تحقیق سرعت نفوذ آب به داخل خاک در مراحل مختلف آبیاری برای دبی های 1/0، 2/0 و 35/0 لیتر بر ثانیه و حجم آب کاربردی 30، 60 و 90 لیتر موردبررسی قرار گرفت. همچنین پروفیل عمقی رطوبتی خاک نیز در انتهای هر آزمایش با حفر گودالی در نزدیکی منبع نشت آب اندازه گیری شد. نتایج نشان دهنده تاثیر بیشتر دبی ورودی آب به داخل سیستم بر سرعت نفوذ آب داخل خاک در مرحله تغذیه بود. در مرحله تخلیه نیز سرعت نفوذ آب به داخل خاک بیشتر تحت تاثیر حجم آب ورودی قرار داشت. بررسی پیاز رطوبتی در انتهای آزمایش نیز نشان داد نفوذ عمقی آب با افزایش دبی ورودی حدود 17% افزایش یافت. مدل های توسعه داده شده در فاز تغذیه و مراحل تخلیه و تغذیه در حالت غیرآزاد دارای ضرایب تبیین 66/0، 77/0 و 69/0 بوده که نشان دهنده دقت بالاتر آن ها نسبت به سایر فازهای آزمایش است.

    کلیدواژگان: سیستم آبیاری زیرسطحی، پیاز رطوبتی، سرعت نفوذ، آبیاری نشتی، تلفات آب
  • حمزه سعیدیان*، حمیدرضا مرادی صفحات 817-827

    در ابتدای تبدیل بارش به رواناب، مقداری از بارش به وسیله خاک جذب شده یا به اعماق زمین نفوذ می کند و باقیمانده تبدیل به رواناب سطحی می شود با تعیین آستانه همزمان رواناب و فرسایش می توان به مدیریت صحیح حوزه های آبخیز کمک شایانی کرد. در این تحقیق به منظور تعیین شروع همزمان آستانه رواناب و فرسایش با استفاده از مولفه های مختلف فرسایش در کاربری های مختلف سازند گچساران، بخشی از حوزه آبخیز کوه گچ شهرستان ایذه با مساحت 1202 هکتار انتخاب گردید. در این تحقیق تعیین رابطه بین شروع همزمان آستانه رواناب و فرسایش و مولفه های مختلف فرسایش مانند میزان نفوذپذیری خاک و مقدار رسوب و میزان رواناب در کاربری های مختلف سازند گچساران به کمک رگرسیون چند متغیره انجام گرفت. سپس نمونه برداری مولفه های مختلف فرسایش در 6 نقطه و با 3 تکرار و در شدت های مختلف بارش 75/0، 1 و 25/1 میلی متر در دقیقه در سه کاربری مرتع، منطقه مسکونی و اراضی کشاورزی به کمک دستگاه شبیه ساز باران انجام شد. به منظور انجام تحلیل های آماری از نرم افزار SPSS و EXCEL استفاده گردید. نتایج نشان داد که در تخمین شروع آستانه رواناب و فرسایش در هر سه کاربری، مقدار رسوب و سپس میزان نفوذپذیری خاک بیشترین اثر گذاری مثبت و منفی را داشته اند و مقدار رواناب هیچ نقشی در مدل سازی نداشته است. اثر گذاری مثبت مقدار رسوب به طور کلی در میزان شروع رواناب و رسوب پنج مورد و اثر گذاری منفی آن نیز در سه مورد می باشد و اثر گذاری مثبت مقدار نفوذپذیری خاک در مدل سازی به طور کلی در میزان شروع رواناب و رسوب سه مورد و اثر گذاری منفی آن نیز در سه مورد می باشد.

    کلیدواژگان: آستانه رواناب و رسوب، رگرسیون چند متغیره، شبیه ساز باران، کاربری اراضی، نفوذ
  • سحر خزاعی، محمود رایینی*، کامران داوری، مجتبی شفیعی صفحات 828-841

    یکی از عوامل اصلی ایجاد بحران آب در کشور نبود یک چارچوب ساماندهی شده دقیق برای آگاهی رسانی در زمینه اجزای تراز آبی و کاربری های آب است. بنابراین استفاده از یک چارچوب حسابداری آب به عنوان یک ضرورت مطرح می‏شود. هدف از این پژوهش نشان دادن ظرفیت چارچوب WA+ برای تهیه حساب‏های آب در حوضه رخ -نیشابور است که در چهار بخش اصلی ساماندهی اطلاعات، گزارش‏دهی، برنامه‏ریزی و ارزیابی ارایه شده است. بخش ساماندهی‏ اطلاعات دربرگیرنده گردآوری آمار از منابع مختلف از جمله تصاویر ماهواره‏ای و مدل‏سازی است. بخش برنامه‏ریزی دربرگیرنده سناریوپردازی است که در این پژوهش هم‏راستا با مصوبات شورای عالی آب، دو سناریوی کاهش برداشت از آبخوان در نظر گرفته شد. گزارش‏دهی با تکمیل کاربرگ‏های مختلف WA+ برای سه سال تر، نرمال و خشک در حالت واقعی و شرایط سناریوها انجام شد. بخش ارزیابی به کمک نشانگرها برای هر کاربرگ و برای شرایط واقعی و سناریوها ارایه شد. نتایج بررسی وضعیت آب در حوضه نشان داد که در حوضه رخ-نیشابور هر سال افت شدید ذخیره آبخوان رخ می‏دهد. همچنین نزدیک به 80 درصد بارش در حوضه تبخیر و از دسترس خارج می‏شود. در نهایت یافته‏های به کارگیری سناریوهای کاهش برداشت از آبخوان (مطابق با طرح احیا و تعادل‏بخشی) نشان داد که اگر برداشت از آبخوان به اندازه آب تجدیدپذیر شود کسری مخزن سالانه به صفر رسیده و به ذخیره آن افزوده خواهد شد.

    کلیدواژگان: سناریوپردازی، شورای عالی آب، طرح احیا و تعادل بخشی، کاربرگ، نشانگرها
  • بنفشه اسلام منش، مهدی دستورانی*، یوسف رمضانی صفحات 842-853
    پژوهش حاضر جهت بررسی هم زمان اثر جت آزاد مستطیلی و زبری نیم استوانه ای بر مشخصات پرش هیدرولیکی انجام گرفته است. این پژوهش داخل یک فلوم به شکل یک کانال مستطیلی به طول 10 متر و عرض 30 سانتیمتر انجام گرفت. سپس جت با دبی های 2/3، 2، 5/2 لیتر بر ثانیه با زاویه حداکثر اثر جابه جایی ابتدای پرش و زاویه بدون تغییر ابتدای پرش به انتهای پرش هیدرولیکی وارد گردید.نتایج این پژوهش نشان می دهد که در زاویه مشخص از برخورد جت به پرش هیدرولیکی هیچ گونه جابه جایی در پرش ایجاد نمی شود که این زاویه را به عنوان زاویه بی اثر نامگذاری شد و با افزایش زاویه جت پرش به سمت بالا دست حرکت می کند و از یک زاویه به بعد پرش هیچ گونه حرکتی به سمت بالا دست ندارد که این زاویه به عنوان زاویه حداکثر جابجایی نامگذاری گردید تغییر در زاویه و دبی جت موجب کاهش یا افزایش، طول پرش، عمق ثانویه افت انرژی نسبی و نیروی تنش برشی بستر می گردد استفاده از جت با حداکثر زاویه 145درجه، دبی2/3 لیتر بر ثانیه و کمترین عدد فرود (64/6) جریان و زبری نیم استوانه ای کاهش تا حدود 3/32 درصدی نسبت عمق ثانویه به حالت بدون جت و بستر صاف گردید. به کارگیری جت با زاویه 127 (زاویه بی اثر) درجه، حداکثر عدد فرود (64/9) جریان و زبری نیم استوانه ای موجب کاهش تا 12/0 درصد نسبت به حالت بدون جت و بستر صاف می باشد. بیشترین میزان کاهش طول پرش (7/34) درصد زمانی رخ می دهد که از جت با زاویه حداکثر و دبی2/3 لیتربرثانیه و در شرایط کمترین عدد فرود (64/6) جریان و بیشترین افزایش درحالت زاویه 70 درجه، حداکثر دبی جت و حداکثر عدد فرود در بستر صاف 16/8 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: جت آزاد مستطیلی، زبری نیم استوانه ای، طول پرش
  • اسماعیل میر، حلیمه پیری*، امیر ناصرین صفحات 854-864
    کارلا گیاهی دارویی است که از میوه آن برای درمان دیابت استفاده می شود. در این تحقیق اثر تنش آبی و نیتروژن بر گیاه کارلا مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در گلخانه به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل سه تیمار آب آبیاری (50، 75 و 100 درصد آب آبیاری به ترتیب، I1، I2 و I3) و سه سطح کود نیتروژن (100، 125 و 200 کیلوگرم در هکتار به ترتیب N1، N2 و N3) بود. سطوح تنش آبی در طول فصل رشد با توزین گلدانها و جبران کمبود آب خاک در زمان آبیاری با افزودن مقدار آب لازم به آن ها اعمال شد. برداشت هر هفته یک بار انجام شد در هر برداشت پارامترهای تعداد، وزن، قطر و طول میوه و مقدار کلروفیل a و b در هر گلدان اندازه گیری شد. همچنین عملکرد و بهره وری مصرف آب در پایان فصل کشت در هر تیمار محاسبه شد. نتایج نشان داد اثرات سطوح آب آبیاری و نیتروژن در سطح احتمال یک و پنج درصد بر پارامترهای اندازه گیری شده معنی دار بود. با کاهش آب آبیاری مقدار پارامترهای کمی و عملکرد گیاه کاهش یافت. بیشترین مقدار پارامترها از تیمار 100 درصد آب آبیاری حاصل شد که از این نظر با تیمار 75 درصد آب آبیاری معنی دار نبود. در شرایط آبیاری کامل، استفاده 100 درصدی کود نیتروژن باعث افزایش شاخص های عملکرد و سبزینگی شد. بیشترین مقدار عملکرد در تیمار N3 (مصرف کامل نیتروژن) 4/15 تن در هکتار و بیشترین مقدار بهره وری آب از تیمار N3 (12/2 کیلوگرم بر متر مکعب) به دست آمد. همچنین برهمکنش کود نیتروژن و تنش آبی نشان داد در سطوح تنش آبی شدید استفاده کامل کود نیتروژن (تیمار N3) باعث کاهش عملکرد گیاه کارلا شد. بنابراین در سطوح تنش شدید آبی (تیمار 50 درصد آب آبیاری) باید مقدار نیتروژن مصرفی تا سطح 75 درصد کاهش یابد.
    کلیدواژگان: کلروفیل a، کلروفیل b، عملکرد، وزن میوه
  • زینب حمید، امیر سلطانی محمدی*، سعید برومندنسب صفحات 865-874
    با نگاهی به افزایش مصرف آب شرب و تولید محصولات کشاورزی در آینده و نیز کمبود سوخت فسیلی، لازم است از منبع انرژی خورشیدی برای نمک زدایی آبهای شور استفاده شود. است. تحقیق حاضر با هدف بررسی استحصال شرایط بهینه تولید آب در سیستم های تقطیرگر خورشیدی در سال 1398 در چهار سیستم تقطیرگر خورشیدی، در دو جهت شمالی - جنوبی و جنوبی - شمالی در گلخانه آبیاری تقطیری دانشکده مهندسی آب و محیط زیست دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. آزمایش ها در یک ماه تحت شرایط (بدون عایق و بسته بودن آیینه ها؛ با عایق و بسته بودن آیینه ها؛ با عایق و باز بودن آیینه ها؛ بدون عایق و باز بودن آیینه ها، هر حالت در یک هفته) بررسی شدند. در مخازن اب شهر توسط نمک NACL به شوری مشخص رسید و در مخازن تعبیه شد؛ عمق آب در مخازن ثابت و دو سانتی متر بود داده های اقلیمی برای بررسی شرایط اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که باز بودن آیینه ها در مخازن با شیب پوشش جنوبی - شمالی سبب افزایش در تولید آب تا 20 % و در مخازن با شیب پوشش شمالی - جنوبی سبب کاهش در تولید تا 38 % شدند. عایق یونولیت در مخازن سبب کاهش در میزان تولید تا 30 % شد؛ در همه شرایط مخازن جهت جنوبی - شمالی میزان تولید کمتری نسبت مخازن جهت شمالی - جنوبی داشتند. لذا بسته بودن آیینه ها و جهت شمالی- جنوبی شرایط بهینه برای تولید آب بود.
    کلیدواژگان: آبیاری تقطیری، استحصال آب، انرژی تجدید پذیر، گلخانه، نمک زدایی
  • رضا دهشیبی*، فاطمه شیرزادی، عباس خاشعی سیوکی صفحات 875-890

    شبیه سازی در جریان آبهای زیرزمینی مصارف کشاورزی و دسترسی به آبهای زیرزمینی با کیفیت بالا از اهمیت بسزایی برخوردار است. در بسیاری از کشورهای خشک جهان و به خصوص ایران، اصلی ترین منبع تامین آب، ذخایر آب زیرزمینی است. این پژوهش، با بهره گیری از تحلیل های زمین آمار، به بررسی اثرات زیست محیطی عناصر سنگین معدن سنگ آهن گل گلهر سیرجان، پرداخته است. بدین منظور عناصر فلزات سنگین (آهن، مس، کروم، کادمیم، آنتیموان، آرسنیک)، از 115 نمونه آب زیرزمینی نمونه برداری شدند. سپس با رسم نمودار هیستوگرام به بررسی آمار مقدماتی و اطلاعات اکتشافی - مکانی حاصل از داده های منطقه مورد مطالعه پرداخته شد. نیم تغییر نمای تجربی هریک از پارامترها با استفاده از نرم افزار isatis محاسبه شد و با مدل های گاوسین، کروی، خطی و نمایی، برازش داده شد. بعد از انجام واریوگرفی، شبیه سازی گاوسی متوالی در مدل بلوکی تهیه شده در منطقه مورد مطالعه در 100 مرتبه انجام و نقشه حاصل از شبیه سازی گاوسی هر یک از متغیرهای مذکور تهیه شد. علاوه بر بررسی پیوستگی مکانی متغیرها، نقشه احتمال و عدم قطعیت، طبق استاندارد آب آشامیدنی EPA تهیه و نقاطی که در آن غلظت فلزات سنگین در حد مجاز آب آشامیدنی و یا بیشتر از حد آستانه مجاز بود، مشخص شد. نتایج صحت سنجی درانتها با نتایج حاصل از شبیه سازی و مقادیراصلی مقایسه شد. نتایج مطالعات نشان داد که بیشترین خطر آلودگی فلزات سنگین آهن، مس، آرسنیک و کروم، طبق استاندارد آب آشامیدنی EPA، مربوط به مناطق معدنی سنگ آهن گل گهر، و چاه دراز، در کفه نمک خیرآباد و منطقه قطاربنه است. همچنین نتایج بررسی ها بر روی عنصرآنتیموان نشان داد، بخش عمده ای از منابع آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه آلوده، به این عنصر است و براساس حد مجاز EPA قابل شرب نیستند. آبهای زیرزمینی در نقاط KH1،KH2، KH3 و CHD20 بیشترین غلظت کادمیم را داشتند که نقشه های احتمال هریک ازعناصر تهیه شد.

    کلیدواژگان: درون یابی، زمین آمار، شبیه سازی گاوسی، فلزات سنگین، کیفیت آب
  • علیرضا احمدی* صفحات 891-906
    منابع آب های زیرزمینی از با ارزش ترین منابع ملی، و حفاظت از کیفیت آن حیاتی است. یکی از راه های مناسب برای جلوگیری از آلودگی آب های زیرزمینی بررسی تغییرات مکانی کیفیت آن ها و مدیریت بهره برداری از منابع آب و کاربری زمین است. از منظر دقت و اثر درون یابی و منشا، این پژوهش مقایسه ای بین روش های درون یابی OK، RBF و IDW برای غلظت عناصر Pb، Zn و Cd را در منطقه مطالعاتی دشت آستانه تحلیل می کند. همچنین اختلاف دقت و عدم قطعیت درون یابی و منشا آلودگی تجزیه و تحلیل شد و نتایج به دست آمده نشان می دهد بر اساس توزیع مکانی عناصر، آلوده ترین منطقه در جنوب شرقی محدوده در اطراف معدن زغال سنگ و سنگ مرمر که در منطقه حفاظت شده سیاه رود می باشد، قرار دارد. از جنوب منطقه به سمت شمال منطقه آلودگی کمتر شده و کمترین مقدار آلودگی در شمال منطقه و نزدیک پارک ملی بوجاق و دریاچه خزر می باشد. با توجه به استانداردهای WHO می توان دریافت که برای Zn، تمام منطقه محدوده مجاز WHO قرار دارد که حد استاندارد آن mg/L 15 می باشد و حداکثر Zn در منطقه mg/L 1٫64 می باشد. برای Pb فقط مناطق کوچک در شمال منطقه در محدوده مجاز قرار دارد. برای Cd مقدار حد مجاز استاندارد جهانی mg/L 0٫003 می باشد که با توجه به توزیع مکانی آن تمام منطقه آلوده به این عنصر می باشد. عدم اطمینان بالاتر عناصر در درجه اول در اطراف معادن توزیع شده است که مربوط به تنوع مکانی عناصر سمی ناشی از دخالت انسان است. علاوه بر فعالیت معدن کاری، می توان ورود فاضلاب و پساب های صنعتی و شهری به منابع آب زیرزمینی را علت آلودگی آب منطقه مورد مطالعه دانست.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، درون یابی، کیفیت، پساب های صنعتی، عدم قطعیت
  • مجتبی خیلاپور، جواد مظفری*، سید اسدالله محسنی موحد صفحات 907-917
    سرریزها جهت تنظیم سطح آب استفاده می شوند. در حدود 33 درصد از شکست سدها به دلیل عدم ظرفیت کافی سرریزها رخ داده است. یکی از راهکارها، استفاده از سرریزهای با تاج غیرخطی است که از جمله این سرریزها می توان به سرریز کنگره ای اشاره نمود. در این پژوهش به بررسی تاثیر ایجاد دندانه و روزنه و همچنین حالتی ترکیبی از هر دو در سرریز و در سه نسبت بزرگ‎نمایی 2، 3 و 4 پرداخته شد. آزمایش ها در یک کانال آزمایشگاهی مستطیلی به طول 15 متر، عرض 8/0 متر و ارتفاع 8/0 متر با محدوده دبی 10 تا 90 لیتر در ثانیه اجرا شدند. 9 مدل فیزیکی سرریز، در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفت که ضخامت 3 میلی متر، ارتفاع 15 سانتی متر و طول 40،60 و 80 سانتی متر داشتند. همچنین ربع استوانه هایی با شعاع 5/1 سانتی متر به عنوان هواده روی بال مدل های ساده سرریز نصب شدند. نتایج پژوهش نشان داد که هواده ها حداکثر تا 13 درصد سبب افزایش ضریب دبی نسبت به سرریز کنگره ای ساده می شوند. اما با افزایش دبی و همچنین افزایش بزرگنمایی سرریز، این تاثیر بسیار ناچیز خواهد شد. بررسی ها نشان داد برای L/W = 2 و H/P = 0.2 ، ضریب دبی سرریز دندانه-روزنه دار و سرریز دندانه دار به ترتیب 6/75 و 5/17 درصد بیشتر از سرریز کنگره ای ساده است. با این حال ، دندانه و روزنه کارایی خود را در هدهای بالا از دست می دهند و ضریب دبی نزدیک به سرریز کنگره ای ساده خواهد شد. دلیل این تغییرات تداخل جریان در پایین دست سرریز می باشد که با ایجاد دندانه و روزنه بیشتر نیز خواهد شد. همچنین افزایش بزرگنمایی سرریز های کنگره ای سبب کاهش ضریب دبی می شود اما این کاهش در سرریز کنگره ای دندانه-روزنه دار بسیار بیشتر از دو نوع سرریز دیگر بوده و تا 40 درصد نیز می رسد. بنابراین عملکرد سرریز کنگره ای دندانه-روزنه دار در نسبت بزرگنمایی بالا مناسب بنظر نمی رسد.
    کلیدواژگان: سرریز کنگره ای ترکیبی، ضریب دبی، نسبت بزرگنمایی، تداخل جریان
  • عبدالرحیم هوشمند*، حسین محمدزاده، امین کانونی، علی حقیقی صفحات 918-930

    بهینه سازی الگوی کشت یک راهبرد مهم در مصرف بهینه آب در کشاورزی می باشد. تحقیق حاضر تلاشی برای توسعه و ارزیابی چهار مدل هیبریدی بر مبنای بیشینه سازی نرخ بازدهی اقتصادی و کمینه سازی ریسک انتخاب الگوی کشت بهینه است. مدل ها بر اساس شاخص های ریسک شامل واریانس (مدل MVar)، نیم واریانس (مدل MSVar)، قدر مطلق انحراف از میانگین (مدل MADev) و ارزش در معرض ریسک شرطی (مدل MCOVaR) و با رعایت قیود حاکم توسعه یافته اند و در یک سطح اطمینان انتخابی امکان تعیین بهترین سناریوی الگوی کشت با بالاترین نرخ بازدهی اقتصادی و کمترین ریسک که قابل اندازه گیری است، را در مرحله تصمیم گیری فراهم می آورند. داده های مورداستفاده مربوط به شبکه آبیاری پایاب سد یامچی اردبیل و برای سال زراعی 98-1397 می باشد. توسعه مدل ها در محیط MATLAB بر اساس برنامه ریزی غیرخطی و حل مسئله بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات و به صورت چندهدفه انجام شده است. بالاترین مقدار ضریب همبستگی در رگرسیون نتایج مدل ها با معادله فوریه به میزان 9997/0=R2 با دقت (0011/0=RMSE) برای مدل MADev به دست آمد. نتایج نشان داد بیشترین بازدهی به 0.31 متعلق به سیب زمینی با حداکثر ریسک 58% و کمترین مقدار بازدهی به مقدار 0.13 مربوط به گیاه ذرت با حداکثر ریسک 63% است. با محاسبه 50 سناریوی بهترین الگوهای کشت ممکن ازنظر ارضای توابع هدف و قیود حاکم، جبهه کارای تک تک مدل ها ترسیم و جدول مقادیر درآمد سیستم برای سطوح ریسک 20% و 30% استخراج و ارایه گردید. نتایج به دست آمده در تمام مدل ها بیانگر افزایش بازدهی اقتصادی با افزایش سطح ریسک پذیری سیستم در انتخاب الگوی کشت های بهینه بوده و این افزایش در مدل MADev نسبت به بقیه مدل ها از شیب بیشتری برخوردار است. همچنین نتایج نشان داد افزایش ریسک پذیری، افزایش سطح زیر کشت گیاهان با مصرف آب بیشتر و نهایتا افزایش مقدار نیاز آبی کل را در پی دارد.

    کلیدواژگان: ارزش در معرض ریسک شرطی، الگوریتم ازدحام ذرات، الگوی کشت بهینه، مدیریت ریسک
  • محمدعلی شاهرخ نیا*، ابولفضل ناصری، فریبرز عباسی صفحات 931-940

    ارتقاء و بهبود بهره‏وری آب به عنوان یکی از راهکارهای اثربخش و کاربردی برای تولید محصولات باغی در شرایط تنش آبی در کشور و به ویژه در استان فارس به عنوان یکی از قطب های تولید محصولات باغی به شمار می‏رود. بنابراین، تعیین میزان آب کاربردی و بهره وری آب در باغات سیب استان فارس هدف اصلی این پژوهش بود. تعداد 24 باغ سیب در سه شهرستان آباده، اقلید و سپیدان با بیشترین سطح زیرکشت و تولید محصول سیب به عنوان شهرستان‏های پایلوت اجرای پروژه انتخاب شدند. در باغات آزمایشی، اندازه‏گیری حجم آب آبیاری (با استفاده از فلوم WSC و یا کنتور حجمی) عملکرد سیب و خصوصیات خاک شناختی، هواشناختی و پارامترهای آبیاری در سال زراعی 97-98 صورت گرفت. نتایج نشان داد میانگین محصول تولیدی در استان 2/30 تن در هکتار بود. متوسط حجم آب کاربردی در باغات 17956 و تغییرات آن از 12519 تا 23040 مترمکعب در هکتار بود. میزان بهره وری آب از 07/0 تا 28/6 کیلوگرم بر مترمکعب متغیر بود. متوسط این شاخص 67/1 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. تغییر سامانه های آبیاری از سطحی به قطره ای اگرچه باعث کاهش حجم آب آبیاری و افزایش میزان محصول و افزایش بهره وری آب گردیده، لیکن این تغییرات قابل توجه نبوده است.

    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، آبیاری سطحی، سیب درختی، نیاز آبی
  • حامد فخرآبادی، مرتضی خوش سیمای چنار* صفحات 941-954
    بیوچار به عنوان اصلاح کننده آلی خاک، سبب بهبود ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، افزایش فراهمی عناصر غذایی، کاهش آبشویی عناصر و در نهایت افزایش تولیدات زراعی می شود. تنش رطوبتی نیز یکی از مهم ترین عوامل محدود کننده رشد گیاهان است. خاک های مناطق خشک حاوی مقدار کمی مواد آلی بوده و به دلیل pH بالا، با مشکل کمبود عناصر غذایی روبه رو هستند. این مطالعه به منظور بررسی اثر بیوچار بر رشد و غلظت عناصر غذایی در گیاه ریحان تحت تنش آبی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در کرج انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل سه سطح آبیاری کامل، ;کم آبیاری 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه ریحان (a1, a2, a3) و سه سطح کاربرد بیوچار 10، 5 و 0 درصد حجمی هر گلدان (b1, b2, b3) بودند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس و مقایسه میانگین صفات مورفولوژیکی اندازه گیری شده (وزن تر و خشک برگ، ساقه و ریشه) نشان داد که این صفات تحت تاثیر سطوح مختلف کم آبیاری و کاربرد بیوچار اختلاف معنی داری داشتند؛ به طوری که بالاترین مقدار هر یک از این صفات در تیمار آبیاری کامل و کاربرد 10 درصد حجمی بیوچار (a1b1) و پایین ترین مقدار آن در تیمار کم آبیاری 50 درصد نیاز آبی و بدون کاربرد بیوچار (a3b3) مشاهده شد. بیشترین درصد عناصر غذایی نیتروژن (2.83درصد)، فسفر (0.16 درصد) در تیمار تنش آبی متوسط و کاربرد 10 درصد حجمی بیوچار (a2b1) و بالاترین درصد پتاسیم (1.21 درصد) در تیمار a3b1 مشاهده شد. همچنین بالاترین بهره وری آب بر اساس وزن تر (3.53 کیلوگرم بر مترمکعب) و خشک (0.44 کیلوگرم بر مترمکعب) برگ گیاه ریحان در تیمار a3b1 بدست آمد. بنابراین می توان نتیجه گیری نمود که کاربرد بیوچار در شرایط تنش آبی نقش موثری در بهبود جذب عناصر غذایی داشته که در نهایت منجر به افزایش رشد رویشی و بهره وری آب گیاه ریحان می شود.
    کلیدواژگان: بیوچار، تنش آبی، رشد گیاه، ریحان، بهره وری آب
  • فاطمه زینالی، سینا بشارت*، جواد بهمنش صفحات 955-966
    اهمیت ریشه و الگوی جذب آب از خاک توسط آن یکی از عوامل موثر در رشد و نمو گیاهان زراعی است. نحوه توزیع ریشه در خاک تحت شرایط مختلف زراعی متفاوت بوده و اعمال مدیریت های مناسب منجر به افزایش جذب آب توسط ریشه و افزایش کارایی مصرف آب و در نهایت عملکرد محصول خواهد شد. بدین منظور مطالعه ای با هدف بررسی تاثیر روش های آبیاری قطره ای زیر سطحی (Sb)، آبیاری قطره ای سطحی (S) و آبیاری قطره ای سطحی همراه با مالچ پلاستیکی (Sm)، که در مطالعات محدودی مورد توجه قرار گرفته است، بر روی عملکرد و کارایی مصرف آب و شبیه سازی حرکت آب و جذب ریشه با مدل HYDRUS-2D و خصوصیات آن در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال 98-1397 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه ارومیه انجام شد. بر اساس نتایج به دست آمده مشخص شد که تیمار (Sm) و (S) به ترتیب دارای بیشترین میزان عملکرد و کارایی مصرف آب به ترتیب به میزان 6/36 تن بر هکتار و 1/2 کیلوگرم بر مترمکعب بودند. همچنین بیشترین میزان حجم و وزن ریشه مربوط به تیمار (S) به ترتیب به میزان 6/325 گرم و 8/251 میلی لیتر بود. بر اساس شبیه سازی های صورت گرفته مشخص شد که تغییرات رطوبت در تیمار (S) بیشتر در سطح خاک اتفاق افتاده است ولی در تیمار (Sb) این تغییرات در عمق خاک و در تیمار (Sm) در یک عمق مشخص که فاصله کمی از سطح خاک دارد، دیده می شود.
    کلیدواژگان: بیلان آب، شعاع ریشه، مدل HYDRUS-2D، رقم ماکسیما
  • عفت محمدی، ابوالقاسم حقایقی، ام البنی محمدرضاپور*، پرویز حقیقت جو صفحات 967-979

    آب مجازی را می توان راه کاری برای مقابله با بحران آب در کشورهای خشک و کم آب دانست. فراورده های گوشتی، به مراتب آب مجازی بیش تری نسبت به تولیدات گیاهی به خود اختصاص می دهند. بنابراین برآورد آب مجازی محصولات دامی می تواند با آگاه سازی در اتخاذ سیاست های درست مدیریتی درجهت کاهش فشار به منابع آبی نقش مهمی ایفا کند. هدف این پژوهش تعیین محتوی آب مجازی گوشت با استخوان و گوشت بی استخوان می باشد. بدین منظور آب مجازی محصولات دامی 28 شهرستان استان خراسان رضوی ، برای سال های 1394، 1395 و 1396 محاسبه گردید. در این تحقیق با محاسبه نیاز آبی خوراک دام با نرم افزار CROPWAT میزان آب مجازی محصولات دامی برآورد شد. محاسبات نشان دادند که بیشترن و کمترین "آب مجازی گوشت با استخوان گاو " در بین هر سه نوع گاو اصیل، بومی و دورگ به ترتیب در بجستان (30523) و قوچان(4956) و بیشترین و کمترین "محتوی آب مجازی گوشت بی استخوان گاو" در میان سه نوع گاو در گناباد (57917) و قوچان (7894) می باشد. بیشترن و کمترین "آب مجازی گوشت با استخوان گوسفند " به ترتیب در گناباد (5643) و مشهد(763) و بیشترین و کمترین "محتوی آب مجازی گوشت بی استخوان گوسفند" در سبزوار (6446) و مشهد (864) می باشد.

    کلیدواژگان: آب مجازی، استان خراسان رضوی، خوراک دام، محصولات دامی، CropWat
  • کامران عسگری، پیام نجفی، سید حسن طباطبائی*، شجاع قربانی دشتکی، شهرام کیانی، نگار نورمهناد صفحات 980-991

    در طراحی سامانه آبیاری قطره ای باید از نحوه توزیع و تغییرات رطوبت خاک اطلاع داشت که تعیین صحرایی آن پرهزینه و زمان بر است. هدف پژوهش حاضر برآورد نیاز آبی با مدل ET-HS در کشت خطی گندم تحت آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی در منطقه خشک و نیمه خشک عملکرد مدل HYDRUS-1D در تخمین توزیع رطوبت بود. تیمارهای نصب قطره چکان در سه عمق صفر، 15 و 30 سانتی متری و اندازه گیری رطوبت در شش عمق خاک (10 تا60 سانتی متری) با چهار تکرار در دوسال متوالی در منطقه خشک و نیمه خشک اصفهان طراحی شد.. رطوبت خاک به صورت روزانه توسط رطوبت سنج مدل (Sentek Pty Ltd) Diviner 2000 اندازه گیری گردید. به کمک مدل ET-HS داده های تبخیر از خاک بدست آمد و در نرم افزار HYDRUS-1D استفاده شد. داده های شبیه سازی شده و مزرعه ای بر اساس شاخص های آماری مقایسه شدند. نتایج نشان داد در آبیاری قطره ای سطحی به جز عمق صفر تا 10 سانتی متری که ضریب تبیین) R2 (معادل 74/0 داشت، سایر عمق ها به نسبت دارای مقدار R2 بالایی بودند و بهترین انطباق داده های رطوبت در عمق 10 تا 20 سانتی متری خاک بدست آمد (93/0=R2). همچنین مقادیر شاخص ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به جز در عمق نصب قطره چکان صفر (cm3/cm362/0) و 30 سانتی متری (44/0) در سایر عمق ها پایین بود. بیشترین میزان ضریب مقدار باقی مانده (CRM)، 008/0 و کمترین آن 0046/0- بدست آمد. با توجه به مطلوب بودن نتایج ارزیابی، می توان مدل HYDRUS را برای مدیریت بهینه آبیاری در کشت خطی گندم در مناطق خشک و نیمه خشک استفاده کرد.

    کلیدواژگان: رطوبت سنج، منطقه خشک و نیمه خشک، حرکت آب در خاک، قطره چکان
|
  • Masoud Pourgholam Amiji, Khaled Ahmadaali *, Abdolmajid Liaghat Pages 737-756

    this study aims to determine the most effective features on the cost of drip irrigation systems in four parts, including the Cost of pumping station and central control system (TCP), Cost of on-farm equipment (TCF), Cost of installation and operation on-farm and pumping station (TCI) and Total cost (TCT). First, data of 100 drip irrigation projects implemented in different parts of the country were collected and it was prepared a database containing 39 important and influential variables in the cost of the mentioned parts. Based on the sensitivity analysis, the best evaluation criteria were obtained in TCP and the numerical amount of gamma statistic, Expected Absolute Error, Gradient statistic, Standard Error of Γ, coefficient of determination (R2), and V-Ratio index were recorded as 0.048, 0.219, 0.008, 0.024, 0.87 and 0.192, respectively, which indicate the high correlation between the experimental variables and the cost of the corresponded sector. To find the optimal combination of data for cost modeling, we used Genetic Algorithm (GA), Hill Climbing (HC), and Full Embedding (FE). The results showed that the number of required variables and the optimal input combination, which covered 40 and 90% of the variables (16 and 35 variables, respectively) in GA and HC method reached 20% in the FE method and only eight variables were selected for cost modeling and also the results of this method were selected as the superior model. Moreover, the result of the hybrid model revealed the simplest and most optimal model was obtained when QT (l/s) (total amount of available water flow), SR (m) (plant row spacing), QE (l/s) (emitter flow), T (h) (number of working hours per day) and NIT (n) (number of irrigation shifts) were used as the optimal input combination to modeling the cost of drip irrigation systems.

    Keywords: Gamma Test, Genetic Algorithm, Hill Climbing, Full Embedding, Pressurized irrigation
  • Hamideh Jafri *, Taher Rajaee Pages 757-768
    Accidental or intentional entry of pollution into water distribution networks as one of the vital life lines of any country, causes extensive damage in society. Early detection and warning of contaminant injection in the water distribution network is of significant importance. In order to optimize the location of quality sensors, this study presents a new algorithm based on uncertainty in pollution entry location and time and water demands. For the first time, this study presents a bi-objective algorithm using the results of single-objective PSO optimization simultaneously for one of the NSGA-Ⅱ constraints based on water requirement uncertainty by the Minimax method and robust approach. The two goals are to minimize the maximum possible damage caused by the contaminated water consumed and to minimize the cost of sensor preparation and installation. In this study, considering three scenarios (S1, S2 and S3), arsenic injection with concentrations of 50, 100 and 150 mg / l from different nodes and in different time steps are investigated. The results of the developed model on a reference network reveal that in each of the three injection rate scenarios S1, S2 and S3, the installation of only one sensor reduces the damage by 75, 70 and 61%, respectively. Also, the entry of pollution from 19:00 and 20:00 leads to a critical scenario. Although, the location of the sensors depends on the concentration of the injected contaminant, the highest repeated location in the generated responses was found in nodes 5, 17, and 19. The proper formation of the Pareto front in all three scenarios of injection rate showed that for all parameters with uncertainty, the robust approach generates justified responses with a minimum deviation of the objective function from its optimal value.
    Keywords: PSO, NSGAII, Uncertainty, Quality Sensor, Contaminated water consumed
  • Rahman Barideh, Sina Besharat *, Habib Khodaverdiloo Pages 769-779
    Soil water Infiltration plays an important role in the water cycle of nature. However, since the direct measurement of soil water infiltration is laborious, time-consuming and expensive. Therefore, in this study was conducted to investigate the possibility of estimating the coefficients of water infiltration equations such as Kastiakov, Kastiakov-Lewis, Horton and USA Soil Conservation Service (SCS) using readily available soil properties and to evaluate the validity of these functions outside of their derivation regions. Therefore, soil physical properties and cumulative infiltration were measured in two different regions (T1 and T2). Parametric functions were derived using T1 location measurements and validation was performed using independent T2 measurements. Cumulative infiltration was measured using double rings with three replications at 78 points. Parametric functions were created using multiple linear regression. The highest accuracy of parametric functions in the derivation stage was related to SCS equations with the coefficient of explanation (R2) equal to 0.66 and the lowest accuracy with the value of R2 equal to 0.04 was related to the power of Horton equation. In the validation stage, the accuracy of the functions showed a large decrease. R2 changes range from 0.00 to 0.26, normalized root mean square error (nRMSE) range from 1.76 to 80.93 and geometric mean error ratio (GMER) range from 0.94 to 1.73 Was obtained. Therefore, in this study, the use of parametric functions to estimate the coefficients of infiltration equations outside of their derivation regions was not efficient.
    Keywords: Cumulative infiltration, Infiltration equations, Multiple linear regression, Double ring
  • Javad Vejahat *, Shadi Saraf Pages 780-793
    Accurate estimation of sedimentation of a watershed is one of the most important issues in water engineering, river engineering, water resources, water facilities and structures, and the environment for the implementation of development plans and programs. The great variability in the equations has made it difficult to calculate the amount of sediment load in the river and the not exsit of information on how to extract the equations. In this paper, after collecting the necessary information in Benkooh hydrometric station and preparing the riverbed granulation, the amount of river bed load in this hydrometric station, using different regressions and calculating through several experimental relationships used to calculate the amount of sediment load The river floor was calculated. The results of these relationships were compared with the results recorded in the hydrometric station and other relationships used, indicating that the relationship between the tuff and the error rate of 22.71 in the RMSE coefficient of acceptable ability to calculate the amount of bed load in the area Has been studied, so it was chosen as the best model. The effective parameters in the sensativity analysis were analyzed and the results showed that the amount of floor load calculated in this method depends on the value of the flow velocity parameter and changes in water flow velocity in the river have a significant effect on the amount of sediment load.
    Keywords: regressions, Empirical equations, Toffaletti, Sensitivity analysis
  • Anis Hasani, Fereshteh Modaresi, Kumars Ebrahimi * Pages 794-804
    Due to the lack of hydrological and meteorological stations, the use of data-based models is essential. Herein efficiency of Gene Expression Programming Models and Support Vector Machine are evaluated involving peak flood discharge prediction of Mahneshan-Angoran basin as a case study, central Iran. For this purpose, observational data of 36 annual maximum daily flow (1975-2011), corresponding rainfall and average monthly temperature of three stations including Mehrabad, Yangikand and Qarahgoni were used. The observed and predicted peak discharge flows in both models were compared based on the RMSE, explanatory coefficient (R^2) and Nash-Sutcliffe (NSE) criteria. The mean values of RMSE in the validation stage for the GEP model in Yingikand, Qarahgooni and Mehrabad stations are equal to 0.049, 0.080 and 0.050, respectively, and in the training stage are equal to 0.042, 0.060 and 0.047, the mean values of R^2 in the validation stage in above mentioned stations are equal to 0.88, 0.86 and 0.87, respectively, and for the training stage estimated equal to 0.89, 0.89 and 0.92. NSE values in the validation stage is equal to 0.75 for all three stations. However that is equal to 0.77, 0.76 and 0.80 for the mentioned stations in the training stage. Also, the RMSE values in the SVM model for the validation stage are equal to 0.042, 0.040, 0.054, respectively, and in the training stage are equal to 0.053, 0.064 and 0.044. R^2 values in the validation stage are equal to 0.66, 0.85 and 0.73. Also for the training stage are equal to 0.86, 0.88 and 0.91. NSE values for validation are equal to 0.56, 0.75 and 0.61 and for the training stage are equal to 0.71, 0.77 and 0.80. According to the evaluation criteria, the GEP model performed relatively better and this model is more suitable for predicting floods in Mahneshan-Angoran basin.
    Keywords: Data mining, Flood Forecasting, Management
  • Ali Maleki, Mahdi Gheysari *, MohammadReza Mosaddeghi, Nahid Akbari Pages 805-816

    Subsurface leaky irrigation systems are one of the novel irrigation systems developed in recent years. In this system, the pipes are located below the soil surface and water is distributed in root zone with a very low pressure of less than one meter water column. This system can be widely used in small gardens with quantitative and qualitative water restrictions. Optimal design of these systems depends on the effect of different parameters on water infiltraion and wetting pattern. For this reason, the volume of water infiltration is investigated at different Subsurface leaky irrigation strategies. The inlet discharge and volume of applied water at each strategy differs from 0.1, 0.2 and 0.35 liters per second and 30, 60 and 90 liters, respectively. The humidity of the soil is also measured in wetting area at the end of each experiment. The results show that inlet discharge in feeding stage has dramatic effect on water infiltration, while the volume of applied water has more effects in discharg stage. Measurements of wetting pattern at the end of experiments also showed that water infiltration increased by 17% with increasing the inlet discharge into the system. The developed models in feeding phase and discharge and feeding phase in non-free surface flow had correlation coefficients of 0.69, 0.77 and 0.66, respectively, which show their higher accuracy in comparison with other phases.

    Keywords: subsurface drip irrigation, Wetting pattern, Infiltration rate, Leaky irrigation, Water Losses
  • HaMzeh Saeediyan *, Hamidreza Moradi Pages 817-827

    At the beginning of the conversion of precipitation into runoff, some of the precipitation is absorbed by the soil or penetrates deep into the earth and the rest becomes surface runoff. By determining the runoff and erosion simultaneous threshold can help to watersheds proper management. In this study, in order to determine the runoff and erosion simultaneous threshold using erosion different components in different land uses of Gachsaran Formation, a part of the Kuhe Gach watershed of the Izeh city with an area of 1202 hectares was selected. In this study, the relationship between the runoff and erosion simultaneous threshold and erosion different components such as soil permeability and the amount of sediment and runoff in different land uses of Gachsaran Formation was done using multivariate regression. Then, sampling of erosion different components at 6 points with three replicates and at different rainfall intensities of 0.75, 1 and 1.25 mm in min, in 3 land uses of the range, residential area and agricultural lands with the help of the device rain simulator was performed. SPSS and EXCEL software were used for statistical analysis. The results showed that in estimating the runoff and erosion threshold in all three-land uses, the amount of sediment and then the degree of soil permeability had the most positive and negative effects and the amount of runoff had no role in modeling. The positive effect of the amount of sediment in general on the runoff and erosion threshold in five cases and its negative effect in three cases and the positive effect of soil permeability in modeling in general on the runoff and erosion threshold in three cases and affecting its negative is three cases.

    Keywords: Runoff, sediment threshold, Multivariate Regression, Rain simulator, land use, Infiltration
  • Sahar Khazaei, Mahmoud Raeini *, Kamran Davari, Mojtaba Shafiei Pages 828-841

    One of the main causes of the water crisis in Iran is the lack of a well-organized framework for providing information about water balance components and water uses. Therefore, the use of a water accounting framework is a necessity. The purpose of this study is to show the capacity of the WA + framework for the preparation of water accounts in Rokh-Neishaboor basin, which is presented in four main sections: Organizing information, reporting, planning and assessing. The Organizing information section includes the collection of data from various sources, including of satellite measurements and modelling. The planning section include scenario development that in this study, two scenarios of reducing aquifer withdrawals were considered which were in line with the approvals of the Supreme Water Council. Reporting was done by completing various WA + sheets for three years inculding wet, normal and dry under real and scenario conditions. The assessing section was presented by the indicators for each sheet and for real and scenarios conditions.The results of the water situation in the basin showed that in Rokh-Neishaboor basin, a sharp drop in aquifer storage occurs every year. Also, about 80% of rainfall in the basin evaporates and becomes unavailable. Finally, the findings of using scenarios to reduce aquifer withdrawals (according to aquifer restoration plan( showed that if the aquifer withdraw was equal to renewable water, the annual aquifer deficit would reach zero and its reserve would increase.

    Keywords: Aquifer restoration plan, Developing scenario, Indicators, sheet, Supreme Water Council
  • Benafsheh Eslammensh, Mehdi Dastourani *, Yousef Ramezani Pages 842-853
    The present study was conducted to simultaneously investigate the effect of rectangular free jet and semi-cylindrical roughness on hydraulic jump characteristics. This study was performed inside a flume in the form of a rectangular channel 10 meters long and 30 centimeters wide. Then the jet with flows of 3/2, 2, 2/5 Liters per second with the maximum displacement effect of the beginning of the jump and the angle without changing the beginning of the jump to the end of the hydraulic jump. Take this angle as The angle was named ineffective and with the increase of the jet angle, the jump moves upwards and from one angle onwards, the jump does not move upwards. This angle was named as the maximum displacement angle. Decrease or increase, jump length, The secondary depth of the relative energy drop and shear stress force of the bed is used. The secondary was smoothed to a jetless state. Deployment The jet with an angle of 127 (inertial angle) degree, maximum landing number (9.64) flow and semi-cylindrical roughness reduces to 0.12% compared to the state without jet and smooth bed. The highest reduction in jump length (34.7%) occurs when the maximum flow angle from the jet and the flow rate is 3.2 liters per second and in the conditions of the lowest landing number (6.64) and the maximum increase in the 70 degree angle mode, the maximum jet flow And the maximum landing number in a flat bed is 8.16%.
    Keywords: Rectangular free jet, Semi-cylindrical Roughness, Jump length
  • Esmaeel Mir, Halimeh Piri *, Amir Naserin Pages 854-864
    In this study, the effect of water stress and nitrogen on quantitative parameters of Carla was investigated. The experiment was performed in greenhouse in a factorial manner and in a completely randomized design with three replications. Treatments included three irrigation water treatments and three levels of nitrogen fertilizer (100, 125 and 200 kg/ha, N1, N2 and N, respectively). Levels of water stress during the growing season and the weight of the pot and soil water shortage to field capacity in irrigation water by adding the amount was applied to them. Harvesting was done once a week. In each harvest, the parameters of number, weight, diameter and length of fruit and the amount of chlorophyll a and b in each pot were carefully measured. Also, yield and water use efficiency were calculated at the end of the growing season in each treatment. The results showed that the effects of irrigation water and nitrogen levels at the level of one and five percent probability on the measured parameters were significant. With decreasing irrigation water, the amount of quantitative parameters and plant yield decreased. The highest value of parameters was obtained from 100% irrigation water treatment, which was not significant in this regard with 75% irrigation water treatment. Under full irrigation conditions, the use of 100% nitrogen fertilizer increased yield and greenery indices. The highest yield was obtained in N3 treatment (full nitrogen consumption) of 15.4 tons per hectare and the highest water productivity was obtained from N3 treatment (2.12 kg / m3). Also, the interaction of nitrogen fertilizer and water stress showed that in severe water stress levels, full use of nitrogen fertilizer (N3 treatment) reduced the yield of Carla plant. Therefore, in severe water stress levels (50% irrigation water treatment), the amount of nitrogen consumption should be reduced to 75%.
    Keywords: chlorophyll a, chlorophyll b, fruit weight, Yield
  • Zeynab Hamid, Amir Soltani Mohammadi *, Saeed Boroomand Nasab Pages 865-874
    Given the increasing consumption of drinking water and agricultural production in the future, as well as the shortage of fossil fuels, it is necessary to use a solar energy source to desalinate salt water. Is. The aim of this study was to investigate the extraction of optimal water production conditions in solar distillation systems in 2019 in four solar distillation systems, in two directions north-south and south-north in the distillation irrigation greenhouse of the Faculty of Water Engineering and Environment of Shahid Chamran University of Ahvaz. The experiments were performed in one month under the conditions (without insulation and closed mirrors; with insulated and closed mirrors; with insulated and open mirrors; without insulated and open mirrors, each in one week). In Abshahr reservoirs, salinity was determined by NACL salt and embedded in reservoirs; The water depth in the reservoirs was fixed and two centimeters. Climatic data were measured to assess the conditions. The results showed that the openness of the mirrors in the tanks with south-north cover slope caused an increase in water production by up to 20% and in the tanks with north-south cover slope caused a decrease in production by up to 38%. Ionolite insulation in tanks reduced production by up to 30%; In all conditions, the south-north direction reservoirs had a lower production rate than the north-south direction reservoirs. Therefore, the closure of the mirrors and the north-south direction were the optimal conditions for water production.
    Keywords: Distillation irrigation, water extraction, Renewable Energy, Greenhouse, Desalination
  • Reza Deshibi *, Fatemeh Shirzadi, Abbas Khashei Siuki Pages 875-890

    Simulation in groundwater flow is important for agricultural use and access to high quality groundwater.In many arid countries of the world, especially Iran, the main source of water supply is groundwater reserves.This study, using geostatistical analyzes, has investigated the environmental effects of heavy elements of Gol Gohar Goljan iron ore mine in Sirjan.For this purpose, heavy metal elements (iron, copper, chromium, cadmium, antimony, arsenic) were sampled from 115 groundwater samples.Then, by drawing a histogram, preliminary statistics and exploratory-spatial information obtained from the data of the study area were examined.The experimental half-change of each parameter was calculated using isatis software and fitted with Gaussian, spherical, linear and exponential models.After variography, Gaussian simulation in a block model prepared in the study area was performed 100 times and the map obtained from Gaussian simulation of each of the mentioned variables was prepared. In addition to examining the spatial coherence of the variables, the probability and uncertainty map was prepared according to the EPA drinking water standard and the points where the concentration of heavy metals was within the allowable drinking water limit or above the threshold were determined. The validation results were finally compared with the simulation results and the original values. The results of the studies showed that the highest risk of contamination of heavy metals iron, copper, arsenic and chromium, according to the EPA drinking water standard, is related to Gol Gohar iron ore mineral areas and long wells in Kefahnamak, Khairabad and Qatarbaneh area. Also, the results of studies on the element antimony showed that most of the groundwater resources in the study area are contaminated with this element and are not drinkable according to the EPA limit. Groundwater at points KH1, KH2, KH3 and CHD20 had the highest concentration of cadmium, and probability maps of each element were prepared.

    Keywords: Interpolation, Statistical context, Gaussian simulation, heavy metals, Water Quality
  • Alireza Ahmadi * Pages 891-906
    Groundwater resources are one of the most valuable national resources, and the protection of its quality is vital. One of the best ways to prevent groundwater pollution is to study the spatial changes in their quality and manage the utilization of water resources and land use. In terms of accuracy and effect of interpolation and origin, this study analyzes a comparison between OK, RBF and IDW interpolation methods for Pb, Zn and Cd . Also, the difference between the accuracy and uncertainty of interpolation and the source of pollution was analyzed and the results show that based on the spatial distribution of elements in the most polluted area in the southeast of the area around the coal and marble mine in the conservation area. Has been blacked out. Pollution has decreased from the south to the north of the region and the lowest amount of pollution is in the north of the region and near Bojagh National Park and Caspian Sea. According to WHO standards, it can be seen that for Zn, the whole area is within the WHO allowable range, the standard limit is 15 mg / L and the maximum Zn in the area is 1.64 mg / L. For Pb only small areas in the north of the area are within the allowable range. For Cd, the permissible limit of the global standard is 0.003 mg / L, which due to its spatial distribution, the whole area is contaminated with this element. Higher uncertainty of the elements is primarily distributed around the mines, which is related to the spatial diversity of toxic elements caused by human intervention. In addition to mining activities, the entry of industrial and municipal wastewater and effluents into groundwater resources can be considered as the cause of water pollution in the study area.
    Keywords: Groundwater, Interpolation, Quality, Industrial effluents, Uncertainty
  • Mojtaba Kheilapour, Javad Mozaffari *, Seyed Asadolah Mohseni Movahed Pages 907-917
    Dam Weirs are used to regulate the water level. About 33 percent of dam failures have occurred due to insufficient capacity of weirs. One way to prevent is to use weir with nonlinear crest, such as labyrinth weir. In this study, the effect of dentate and orifice as well as a combination of both in the weir and in three magnification ratios of 2, 3 and 4 were investigated. The experiments were performed in a rectangular laboratory channel 15 meters long, 0.8 meters wide and 1 meter high with a flow rate of 10 to 90 liters per second. Nine physical models of weirs were used in this study, which were 3 mm thick, 15 cm high and 40, 60 and 80 cm long. Also, quarter cylinders with a radius of 1.5 cm were installed as aerators on the simple weir models. The results showed that aerators increase the discharge coefficient up to 13% compared to simple labyrinth weir. But with the increase in flow as well as the magnification of the labyrinth weir, this effect will be very small. Studies showed for L/W= 2 and H/P= 0.2, the discharge coefficient of orifice-dentate weir and dentate weir are 75.6 and 17.5 percent, respectively, more than the simple labyrinth weir. However, dent and orifice may lose their efficiency in high heads and the discharge coefficient will be close to simple labyrinth weir. The reason for these changes is the flow interference in downstream of weir which will be more by creating dentate and orifices. Also, increasing the magnification of labyrinth weir reduces the discharge coefficient, but this reduction in orifice-dentate labyrinth weir is much greater than the other two types of weirs and reaches up to 40%. Therefore, the orifice-dentate labyrinth weir performance at high magnification ratios does not seem appropriate.
    Keywords: Combined labyrinth weir, Discharge coefficient, Magnification ratio, Flow interference
  • Abdolrahim Hooshmand *, Hossein Mohammadzadeh, Amin Kanooni, Ali Haghighi Pages 918-930

    Cropping pattern optimization is an important strategy in the optimal use of water in agriculture. The present study attempted to develop and evaluate four hybrid models based on maximizing economic return rate and minimizing risk based on risk indices including variance (MVar model), semi-variance (MSVar model), absolute value deviation from mean (MADev model) and conditional value at risk (MCOVaR model). The MCOVaR model is governed by observing the rules, which at a selective confidence level allows determining the best cropping pattern scenario with selective return rate and the lowest risk that can be measured in the decision-making stage. The data used are related to the downstream irrigation network of Ardabil Yamchi Dam and for the 1397-98 crop year. The development of the model in MATLAB is based on nonlinear programming and optimization problem solving using particle swarm algorithm in a multi-objective solution. The highest correlation coefficient in regression of the models with Fourier equation was R2=0.9997 with accuracy (RMSE=0.0011) for MADev model, The results showed that the highest yield of 0.31 belonged to potatoes with a maximum risk of 58% and the lowest yield of 0.13 belonged to the maize plant with a maximum risk of 63%. By calculating 50 scenarios of the best possible cropping patterns in terms of satisfying the target functions and governing conditions, the pareto front of each model was drawn and the table of system income values for risk levels of 20% and 30% was extracted and presented. The results obtained in all models indicate an increase in economic efficiency by increasing the risk level of the system in selecting the optimal cropping pattern and this increase in MADev model is more steep than other models and increasing risk-taking leads to increasing the area under cultivation of plants with more water consumption.

    Keywords: Conditional value at risk, Optimal cropping pattern, Risk Management, Particle Swarm Algorithm
  • MohammadAli Shahrokhnia *, Abolfazl Nasseri, Fariborz Abbasi Pages 931-940

    Improvement and enhancement of water productivity is one of the effective and applied solutions to produce valuable gardens products under stress conditions in the country, and especially in Fars province as one of the regions producing garden products. Therefore, determining applied water and water productivity in apple gardens of Fars province was the main objective of this study. In this study, a total of 24 apple gardens were selected in three districts of Abadeh, Eghlid and Sepidan, having the largest cultivated area and production of apple as the experimental pilots. The volume of water (using flume or volumetric devices), apple yield and soil characteristics, meteorological variables and irrigation parameters were measured in experimental gardens. Results showed that average yield was 30.2 t ha-1. Applied water varied from 17956 to 23040 m3 ha-1. Water productivity varied from 0.07 to 6.28 kg m-3 and averaged 1.67 kg m-3. Although changing irrigation systems from surface to drip ones reduced water consumption, but increased the yield and therefore insignificantly increased water productivity.

    Keywords: Apple, Drip Irrigation, Surface irrigation, Water requirement
  • Hamed Fakhrabadi, Morteza Khoshsimaie Chenar * Pages 941-954
    Biochar as a soil amendment improves soil physical and chemical properties, increase nutrient availability, reduce nutrient leaching and ultimately increase crop production. Drought stress is one of the most important factors that limit plants growth. Arid lands have a little organic matter, and because of high pH, nutrients deficiency was observed in these soils. In order to study the effect of biochar on growth and concentration of nutrient in basil under water stress, one factorial experiment in Randomized Complete Block Design (RCBD) was carried out in Karaj, Iran. Experimental treatments included three levels of deficit-irrigation 100, 75 and 50% of water requirement of basil (a1, a2 and a3) and three levels of application of biochar 10, 5 and 0% by volume of each pot (b1, b2 and b3). The results of analysis of variance and comparison of the mean of measured traits (fresh and dry weight of leaves, stems and roots) showed that these traits were significantly different under the influence of different levels of irrigation and biochar application; So that the highest value of each of these traits was observed in treatment a1b1 and the lowest value was observed in treatment a3b3. The highest percentage of nitrogen (2.83 %) and phosphorus (0.16 %) was observed in the medium water stress treatment and the application of 10% by volume of biochar (a2b1) and the highest percentage of potassium (1.21 %) was observed in the a3b1 treatment. Also, the highest water productivity was obtained based on fresh (3.53 kg / m3) and dry (0.44 kg / m3) basil leaves in a3b1 treatment. Therefore, it can be concluded that the use of biochar in conditions of water stress has an effective role in improving nutrient uptake, which ultimately leads to increased vegetative growth and water productivity of basil.
    Keywords: Biochar, water stress, Plant Growth, basil, Water productivity
  • Fateme Zeynali, Sina Besharat *, Javad Behmanesh Pages 955-966
    The importance of roots and the pattern of water uptake from soil is one of the effective factors in the growth and development of crops. The distribution of roots in the soil is different under various agronomic conditions and the application of appropriate management will lead to increased water uptake by the roots and increase water use efficiency and ultimately crop yield. For this purpose, a study was conducted to investigate the effect of subsurface drip irrigation (Sb), surface drip irrigation (S) and surface drip irrigation with plastic mulch (Sm) which has been considered in limited studies, on water use efficiency, yield and simulation of water movement and root water uptake by HYDRUS-2D model and its characteristics was conducted as a randomized complete block design with three replicated at Research Field of Agriculture Faculty of Urmia University in 2018-2019 growing season. Results showed that the treatment (Sm) and (S) had 36.6 tons per hectare and 2.1 kg per cubic meter, respectively. Also, the highest volume and weight of roots was obtained from treatment (S), respectively, 325.6 gr and 251.8 ml. Based on the simulations, it was found that changes in soil moisture in treatment (S) occurred more at the soil surface, but in treatment (Sb) these changes in soil depth and in treatment (Sm) at a certain depth that a small distance It can be seen from the surface of the soil.
    Keywords: HYDRUS-2D model, Maxima cultivar, Root radius, Water balance
  • Efat Mohammadi, Seyyed Abolghasem Haghayeghi Moghadam, Omolbani Mohammadrezapour *, Parviz Haghighat Jou Pages 967-979

    Virtual water can be considered as a solution for the water crisis in arid countries which they have water scarcity. Meat products utilize far more virtual water than plant products. Therefore, estimating the virtual water of livestock products and revealing its information can play an important role in adopting proper management policies to reduce the pressure on water resources. The aim of this study was to determine the virtual water content of boneless meat and the meat without bones. In order for that, virtual water of livestock products of 28 cities located in Khorasan Razavi province was calculated for years 1394, 1395 and 1396. In this study, by calculating the water need of animal feed with CROPWAT software, the amount of virtual water of livestock products was estimated. Calculations revealed the highest and the lowest "virtual water of cow with bones" among all three types of purebred, native and hybrid cows in Bajestan (30523 ) and Quchan (4956 ), respectively and the highest and the lowest "virtual water content of boneless cow" is among the three types of cows in Gonabad (57917 ) and Quchan (7894 ). The highest and the lowest "virtual water of boneless mutton” are in Gonabad (5643 ) and Mashhad (763 ), respectively, and the highest and the lowest "virtual water content of mutton without bones" are in Sabzevar (6446 ) and Mashhad (864 ).

    Keywords: virtual water, Khorasan Razavi Province, Feed crops, Livestock products, CropWat
  • Kamran Asgari, Payam Najafi, Sayyed Hassan Tabatabaei *, Shojae Ghorbani Dashtaki, Shahram Kiani, Negar Nourmahnad Pages 980-991

    Water distribution and soil moisture changes are necessary to design the irrigation system that are costly and time consumer. This study aimed to estimate the performance of HYDRUS-1D model to estimate the distribution of soil moisture in the surface and subsurface drip irrigated in wheat cultivation using ET-HS model to estimate water demand in the arid region. A field experiment was conducted with three depth of emitter installation (0-15 and 30 cm) and moisture measurement at six soil depths (10 to 60 cm) with four repetitions for two consecutive years in arid and semi-arid areas of Isfahan. For this reason, Soil moisture was measured using soil moisture detector device (Diviner 2000) every day. Simulated and field data were compared on the basis of statistical indicators. The results showed that except in 0-10 cm with coefficient of determination (R2 = 0.74), other layers have high R2 value and best fit was at a depth of 10-20 (R2=0.93). The root mean square error (RMSE) index values were low except in the surface layer (0-10) with 0 and 30 cm depth of emitter. Highest and lowest values of coefficient of residual mass (CRM) was 0.008 and -0.0046, respectively. Based on aforementioned results of the evaluation, the model can be used for optimal management of irrigation in arid and semi-arid.

    Keywords: Soil moisture detector device, Arid, semi-arid region, Water movement in soil, Dropper