فهرست مطالب

آبیاری و زهکشی ایران - سال هفدهم شماره 2 (خرداد و تیر 1402)

مجله آبیاری و زهکشی ایران
سال هفدهم شماره 2 (خرداد و تیر 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/04/01
  • تعداد عناوین: 15
|
  • سعید اقبالی زاده*، عباسعلی قزلسوفلو، جواد علامتیان صفحات 193-205

    در این پژوهش، با توجه به موضوع بازاندیشی طراحی بخش های مختلف سامانه سرریز آزاد بر اساس روش ریسک چند سطحی در اجرای پروژه سرریز سد قزل داش، جامعه آماری پژوهش، علاوه بر نظرات کلیه مدیران و دست اندرکاران سد قزل داش، شامل دیدگاه های کارشناسان خبره در رابطه با موضوع پژوهش نیز بوده است. در این بخش به بررسی دیدگاه های کارشناسی شده در رابطه با موضوع روش ریسک چند سطحی هریک از فرایند ها و بخش های اجرایی در حوزه پشتیبانی و رفع ریسک های ایمنی سد قزل داش پرداخته شده است. بررسی دیدگاه های کارشناسان نشان داده است که کاهش مخاطرات ایمنی و ریسک های سد قزل داش بصورت زمانی و ریالی در مراحل اجرا در حوزه پشتیبانی و رفع ریسک های ایمنی سد قزل داش می تواند تا حدود زیادی، هم ، زمان انجام کار را و هم، مخاطرات ایمنی و ریسک های پیش بینی شده سد قزل داش را کاهش دهد. بررسی نشان داده که ریسک اشکال در سازه کنترل دارای بیشترین ریسک بوده(47/167 مرتبه) و بازاندیشی در این بخش دارای بالاترین درجه اهمیت است. بررسی نشان داده است که ریسک پدیده کاویتاسیون(37/668 مرتبه) پس از ریسک اشکال در سازه کنترل، دارای بیشترین ریسک بوده و بازاندیشی در این بخش دارای بالاترین درجه اهمیت است. بررسی نشان داده که ریسک عدم تعادل در کانال تخلیه(30/666 مرتبه) نسبت به ظرفیت موجود پس از ریسک اشکال در سازه کنترل و ریسک پدیده کاویتاسیون دارای بیشترین ریسک بوده و بازاندیشی در این بخش دارای بالاترین درجه اهمیت است.

    کلیدواژگان: کاویتاسیون، سازه کنترل، کانال تخلیه، سامانه سرریز آزاد، تحلیل ریسک چند سطحی
  • فاطمه مقدسی، مهنوش مقدسی*، مهدی محمدی قلعه نی صفحات 207-220
    مهمترین روش جهت پایش خشکسالی هیدرولوژیکی، استفاده از شاخص های خشکسالی مبنی بر جریان رودخانه ای می باشد. این شاخص ها عموما مبتنی بر فرض پیروی سری داده های حجم جریان رودخانه از توزیع گاما و اصل انتقال هم احتمال می باشند. لذا در تحقیق حاضر، هدف بررسی توزیع مناسب بر داده های ماهانه جریان و تاثیر آن بر مشخصات و طبقات خشکسالی با استفاده از شاخص رواناب استاندارد شده (SRI) در اقلیم های مختلف سطح کشور می باشد. بدین منظور ابتدا داده های ماهانه بارش، دما، تبخیر و تعرق و رواناب از 40 ایستگاه سینوپتیک سطح کشور طی دوره 2020-1979 جمع آوری گردید. سپس از مدل باز تحلیل شده ERA5 پایگاه ECMWF با قدرت تفکیک مکانی 5/0 × 5/0 داده های مذکور و رواناب طی دوره منتخب استخراج شده است. آماره هایی مانند ضریب همبستگی (2R)، مجذور میانگین مربع خطا استاندارد شده (NRMSE) و میانگین خطای اریبی(MBE) می باشد که برای مقایسه داده های مدل با داده های مشاهداتی استفاده شده است. در ادامه شاخص SRI برای دو مقیاس زمانی 3 و 12 ماهه بر اساس توزیع گاما و توزیع برتر برازش یافته محاسبه و مشخصات خشکسالی شامل شدت، مدت و فراوانی برای آن ها محاسبه شد. نتایج ارزیابی داده های مدل ERA5 حاکی از دقت بیشتر متغیرهای دما، تبخیروتعرق پتانسیل و بارش به ترتیب با میانگین NRMSE برابر با 09/0، 62/0 و 02/1 می باشد. با توجه به تغییر طبقات خشکسالی با تغییر توزیع مورد استفاده در شاخص، نتایج این تحقیق ضرورت برازش و انتخاب توزیع برتر را در محاسبه شاخص های خشکسالی هیدرولوژیکی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: توزیع مناسب، خشکسالی هیدرولوژیکی، مشخصات خشکسالی، SRI
  • مجتبی خوش روش*، مسعود پورغلام آمیجی، مرتضی موگویی صفحات 221-236
    امروزه نقش مدل های ریاضی در بررسی وضعیت منابع آب پررنگ تر از سایر روش ها است. بنابراین ساخت مدل ریاضی سفره آب زیرزمینی و اعمال سناریوهای مدیریتی روی آن می تواند تا حد زیادی یک دید بهتر از شرایط آتی آن سفره جهت مدیریت بهتر در اختیار قرار دهد. این پژوهش با هدف ساخت مدل مفهومی آبخوان دشت بابل-آمل و بررسی بیلان آب، اضافه برداشت، میزان ورود و خروج آب محدوده مورد نظر و اقدامات مدیریتی جهت پایداری وضع فعلی و آینده بر اساس داده های سال 1400-1364 انجام شد. نتایج بررسی های بیلان آب آبخوان آبرفتی بابل-آمل در دوره مورد مطالعه و آخرین اطلاعات آماری نشان می دهد که حجم تغذیه این آبخوان برابر 312/01 و حجم تخلیه آن 313/41 میلیون مترمکعب بوده که نمایانگر کسری حجم مخزن آبخوان به میزان 1/4 میلیون مترمکعب می باشد. لذا نتایج نشان داد که بیلان سفره آب زیرزمینی آبخوان بابل-آمل و به تبع آن سطح آب زیرزمینی آن در حالت تعادل نسبی است اما در سال های اخیر به دلیل افزایش سطح زیر کشت برنج در دو فصل زراعی از یک سو باعث پایین رفتن سطح آب آبخوان در فصل تابستان شده و از سوی دیگر میزان استفاده از کود و سموم برای مزارع برنج بسیار بیشتر شده است. سپس این مواد از مزارع برنج زهکشی شده و به لایه های پایین تر نفوذ می کند و در فصل های پر بارش با بالا آمدن سطح آب آبخوان باعث آلودگی سفره آب زیرزمینی می شود. همچنین در فصول پرباران، به دلیل آبشویی بیشتر، آلودگی های بیشتری وارد آبخوان شده و باعث انباشت مواد آلاینده در آبخوان و درنتیجه آلوده تر شدن آن می شود. جهت جلوگیری از بحرانی شدن این مشکلات، این آبخوان نیاز به مدیریت راهبردی داشته تا هم تعادل آبخوان حفظ و هم از لحاظ کیفی دچار آلودگی نشود که در این خصوص، زهکشی چاه در مزارع برنج به عنوان یک راه حل کاربردی برای بررسی بیشتر توصیه می شود.
    کلیدواژگان: اندرکش آب سطحی و زیرزمینی، بیلان آب، تغذیه و تخلیه، بحران آب، مدل سازی آبخوان
  • صابر جمالی، محمدجواد امیری*، زهره دشتبانی صفحات 237-246
    به منظور بررسی اثر مدیریت های مختلف آب در مزرعه بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه کینوا رقم Titicaca، آزمایشی در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار و در شهرستان نیشابور و در سال 1397 اجرا شد. در این پژوهش از 5 مدیریت آب در مزرعه (آبیاری سطحی شیاری (SI)، آبیاری موضعی کم فشار با Tape در وسط پشته (TI)، آبیاری موضعی کم فشار با Tape در دو طرف پشته به صورت یک درمیان متناوب (ATI)، آبیاری موضعی کم فشار با Tape به میزان 75 درصد آبیاری کامل در دو طرف پشته به صورت یک درمیان متناوب (0.75 ATI)، آبیاری موضعی کم فشار با Tape در وسط پشته به میزان 75 درصد آبیاری کامل (0.75TI)) استفاده شد. نتایج مقایسه میانگین ها نشان داد که بیشترین میزان عملکرد دانه و وزن هزار دانه در تیمار SI به ترتیب 1805 کیلوگرم در هکتار و 35/2 گرم مشاهده شد و کمترین میزان از این صفات نیز با 7/1352 کیلوگرم در هکتار و 69/1 گرم در تیمار 0.75TI مشاهده شد. اعمال مدیریت های آبیاری با بهره گیری از تیمارهای TI، ATI، 0.75ATI و 0.75TI به󠆿ترتیب منجر به کاهش عملکرد دانه به میزان 4/12، 6/11، 7/18 و 1/25 درصد نسبت به روش آبیاری SI شد. بهترین تابع تولید عملکرد- آب آبیاری، تابع خطی (Y=1014 +0.13 I) بود.
    کلیدواژگان: آبیاری شیاری، آبیاری تیپ، بهره وری مصرف آب، تابع تولید، رقم Titicaca
  • حمیدرضا ذاکرین*، سعید سیف زاده، سید علیرضا ولدآبادی صفحات 247-259
    کلزا (Brassica napus L.) دارای 40 تا 46 درصد روغن و غنی از اسیدهای چرب غیر اشباع می باشد و ارزش غذایی بالایی دارد. تنش های غیر زنده از قبیل تنش خشکی سبب کاهش عملکرد کمی و کیفی بسیاری از گیاهان زراعی در کشورهای در حال توسعه می شود. به منظور ارزیابی اثر کاربرد برگی عناصر ریزمغذی روی و آهن بر رشد و عملکرد کلزا تحت شرایط کم آبیاری، این آزمایش در سال زراعی 1399-1389 در دو منطقه قزوین و کرج به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل سه سطح آبیاری: 1- آبیاری کامل، 2- قطع آبیاری از مرحله گل دهی و 3- قطع آبیاری از مرحله خورجین دهی و چهار سطح عناصر ریزمغذی: 1- صفر (به عنوان شاهد)، 2- کاربرد برگی روی، 3- کاربرد برگی آهن و 4- کاربرد برگی روی + آهن، به صورت فاکتوریل 4 × 3 به-عنوان کرت های اصلی و دو رقم کلزا: 1- آرجی اس300 و 2- ساری گل به عنوان کرت های فرعی بودند. نتایج نشان داد که عملکرد دانه، محتوای رطوبت نسبی برگ و اسیدهای چرب لینولییک، پالمیتیک و استیاریک به ترتیب در واکنش به تنش خشکی ناشی از قطع آبیاری از مرحله گل دهی و کمبود عناصر ریزمغذی، کاهش یافت و محلوپاشی برگی روی + آهن صفات اشاره شده در بالا را به ترتیب، 13/136، 2/8، 72/7، 87/12 و 55/22 درصد افزایش داد. صفات مقاومت روزنه ای، دمای سایه انداز، پرولین، کربروهیدرات محلول و اسیدهای چرب اولییک، لینولنیک و اروسیک تحت شرایط قطع آبیاری از مرحله گل دهی در مقایسه با آبیاری کامل افزایش پیدا کرد. نتایج نشان داد که کاربرد تلفیقی روی و آهن به صورت محلول پاشی از طریق کاهش مقاومت روزنه ای، افزایش هدایت روزنه ای و محتوای نسبی آب برگ سبب افزایش عملکرد دانه کلزا تحت شرایط تنش خشکی گردید.
    کلیدواژگان: اسیدهای چرب، تنش خشکی، پرولین، مقاومت روزنه ای، عملکرد دانه
  • فائزه حیدری، سعید شرفی*، مهدی محمدی قلعه نی صفحات 261-275
    ارزیابی رابطه بین رخدادهای خشکسالی و انتشار گازهای گلخانه ای حاصل از فعالیت های کشاورزی به دلیل تاثیرات گسترده ای که در محیط زیست و اقتصاد دارند، از اهمیت ویژه ای برخوردارند. هدف از این مطالعه بررسی رابطه بین انتشار گازهای گلخانه ای حاصل از تولید 18 گیاه زراعی اصلی در قالب پنج دسته غالب شامل؛ غلات (گندم، جو، برنج و ذرت)، بقولات (یونجه، لوبیا، نخود و عدس)، دانه های روغنی (سویا، آفتابگردان، کلزا، گلرنگ، کرچک، کنجد و بادام زمینی)، غده ای (سیب زمینی و چغندرقند) و الیافی (پنبه) با شاخص های خشکسالی شامل؛ شاخص بارش استاندارد شده (SPI)، شاخص بارش-تبخیر و تعرق استاندارد شده (SPEI)، شاخص رطوبت خاک استاندارد شده در دو لایه بالایی خاک، شاخص خشکسالی استاندارد دومتغیره شامل؛ MSDI1 بر اساس بارش و تبخیروتعرق پتانسیل، MSDI2 بر اساس بارش و رطوبت خاک در لایه اول خاک و MSDI3 بر اساس بارش و رطوبت خاک در لایه دوم خاک در اقلیم های مختلف ایران (مرطوب ساحلی، کوهستانی، نیمه کوهستانی، نیمه بیابانی، بیابانی و بیابان ساحلی) طی سال های 2020-1980بود. نتایج نشان داد که متغیر اقلیمی بارش ارتباط معنی داری با افزایش انتشار گازهای گلخانه ای در اقلیم های مختلف ایران ندارد. در صورتی که مقادیر تبخیروتعرق پتانسیل در طی سال های مورد بررسی در این مطالعه روند معنی داری را نشان داد. هم چنین بیشترین انتشار گازهای گلخانه ای در سال 2019 معادل 443 میلیون تن گزارش شد، که بیشترین انتشار گازهای گلخانه ای به ترتیب مربوط به انرژی برق (1/47 %) و کود نیتروژن (75/25 %) بود. هم چنین ارزیابی اثربخشی شاخص های خشکسالی برای پایش تاثیر اقلیم بر انتشار گازهای گلخانه ای، نمایش بهتر شاخص های SPI، SPEI و MSDI1 را نشان داد. توانایی محاسبه این شاخص ها در مقیاس های زمانی مختلف باعث می شود که اثرات خشکسالی با دقت بیشتری تعریف شود. این شاخص ها داده های اقلیمی کمتری نیاز داشتند، که این موضوع در هنگام انجام تحلیل ها بر اساس عدم دسترسی به داده های اقلیمی مورد توجه قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: امنیت غذایی، انتشار کربن، شاخص های چندمتغیره، معیارهای آماری
  • ابوالفضل ناصری*، مهدی اکبری، فریبرز عباسی صفحات 277-290
    ارتقاء بهره وری آب در تولید محصولات کشاورزی یکی از برنامه های اساسی برای تامین امنیت غذایی در کشور است. همچنین با توجه به اهمیت و وسعت کشت لوبیا در دشت اهر (استان آذربایجان شرقی) و ضرورت ارتقاء بهره وری آب در تولید این محصول به ویژه در شرایط شوری آب و خاک، این پژوهش با هدف بررسی اثرات سامانه های آبیاری و سناریوهای نیازآبشویی بر بهره وری آب در تولید لوبیا در این دشت انجام گردید. عملکرد محصول و حجم آب آبیاری با دو سامانه آبیاری بارانی و سطحی در مزارع متعدد تحت مدیریت کشاورزان، به طور مستقیم اندازه گیری گردید. پنج سناریوی نیاز آبشویی شامل صفر، 5، 10، 15 و 20 درصد نیاز خالص آب آبیاری با دو سامانه آبیاری در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد کاربرد سامانه های آبیاری موجب تفاوت در عملکرد و حجم آب مصرفی گردید. میانگین عملکرد لوبیا با کاربرد سامانه آبیاری بارانی395± 1189 (به دلیل احتمالی کم آبیاری) با سامانه سطحی180± 2396 کیلوگرم در هکتار بود. کاربرد سامانه آبیاری بارانی و سطحی به ترتیب 747± 4717 و 1276± 7297 مترمکعب در هکتار مصرف آب داشته است. میانگین بهره وری آب در تولید محصول 29/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. نتایج خوشه بندی نشان داد بهره وری (47/0 کیلوگرم بر مترمکعب) حاصل از اعمال سناریوهای نیازآبشویی صفر و 5 درصد در یک گروه، بهره وری (35/0 کیلوگرم بر مترمکعب) سناریوهای 10 و 15 درصد در گروه دوم و بهره وری(22/0 کیلوگرم بر مترمکعب) سناریوی20 درصد در گروه سوم قرار داشت. علاوه براین یافته ها، پیشنهاداتی برای ادامه پژوهشهای کاربردی ارایه گردیده است.
    کلیدواژگان: آب مصرفی، بهره وری مصرف آب، سامانه آبیاری، کارآیی مصرف آب
  • علی قدمی فیروزآبادی* صفحات 291-303
    با توجه به محدودیت منابع آبی کشور و خشک سالی در سال‏های گذشته، استفاده از سامانه‏های نوین آبیاری به منظور استفاده بهینه از آب مصرفی و افزایش بهره‏وری آب رشد چشمگیری داشته و تحقیقات گسترده‏ای نیز در این ارتباط انجام شده است. لذا، نتایج مطالعات انجام شده در رابطه با سیستم‏های مختلف آبیاری، جمع‏آوری و با استفاده از روش متاآنالیز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. از نرم‏افزارOpenMEE برای بررسی اطلاعات استفاده شد. میزان اندازه اثر آب مصرفی در دو سامانه آبیاری قطره ای و بارانی نسبت به سامانه آبیاری سطحی به ترتیب 498/3- و 458/3- تعیین شد، که با توجه به طبقه بندی کوهن، دارای اثربخشی زیاد می باشند. همچنین نتایج بررسی به روش متا‏آنالیز نشان داد که استفاده از دو سامانه آبیاری قطره ای و بارانی نسبت به روش آبیاری سطحی به ترتیب باعث کاهش میزان آب مصرفی به میزان 9/21 و 1/23 درصد شده است. هرچند تفاوت زیادی ازنظر میزان آب مصرفی دو سامانه آبیاری قطره ای و بارانی مشاهده نشد، ولی آبیاری قطره ای باعث افزایش عملکرد محصول نسبت به سامانه آبیاری سطحی شده بود. سامانه آبیاری قطره ای نسبت به سامانه آبیاری سطحی از نظر افزایش عملکرد دارای اثربخشی زیادی (به میزان 914/0) بوده ولی اثر سامانه آبیاری بارانی نسبت به سامانه آبیاری سطحی بر میزان افزایش عملکرد غیرقابل ملاحظه‏ بود. نتایج متاآنالیز نشان داد که روش آبیاری قطره ای (نواری) و آبیاری بارانی به ترتیب باعث افزایش 4/39 و 1/31 درصدی در بهره وری آب نسبت به سامانه آبیاری سطحی آب در محصول گندم شده-اند.
    کلیدواژگان: آب کاربردی، بهره وری آب، سامانه آبیاری، عملکرد
  • نوید راهنما، حیدر زارعی، فرشاد احمدی* صفحات 305-320

    در این مطالعه تراز سطح آب زیرزمینی دشت آسپاس واقع در شمال غربی حوضه آبریز دریاچه های طشک-بختگان مهارلو در استان فارس با استفاده از داده های 39 پیزومتر در محدوده آبخوان در دوره آماری 96-1380 شبیه سازی شد. در این خصوص از دو مدل K-Star و ANN با تاخیرهای 1، 2 و 3 در دو فاز آموزش و آزمایش استفاده شد. مدل ANN در این مطالعه علاوه بر تاخیرهای یاد شده با تعداد لایه پنهان و نورون متفاوت نیز مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به افت و نوسانات سطح آب زیرزمینی در دوره آماری یاد شده، آبخوان مورد مطالعه به 4 منطقه a، b، c و d تقسیم شد. نتایج شبیه سازی تراز سطح آب زیرزمینی در منطقه a نشان داد که مدل K-Star با 2 تاخیر در این منطقه عملکرد بهتری نسبت به مدل ANN در تاخیرهای مختلف داشته است. اما در سه منطقه دیگر مدل ANN با تاخیر 1 بهترین عملکرد را ارایه کرده است. مدل ANN با 2 لایه پنهان و 4 نورون در منطقه b، با 2 لایه پنهان و 6 نورون در منطقه c و با 4 لایه پنهان و 5 نورون در منطقه d بهترین الگو برای شبیه سازی مقادیر تراز سطح آب زیرزمینی معرفی شدند. به طور متوسط الگوهای برتر معرفی شده در مناطق b، c و d توانستند میزان خطا را نسبت به مدل K-Star به ترتیب حدود 57، 42 و 81 درصد بهبود بخشند. عملکرد ضعیف مدل K-Star در دو منطقه b و d نیز به وضوح قابل مشاهده می باشد. به طور کلی نتایج نشان داد که تاخیر 1 مدل ANN در مناطق سه گانه b، c و d با تعداد لایه پنهان و نرون های مختلف بهترین عملکرد را در شبیه سازی مقادیر تراز سطح ایستابی داشته است.

    کلیدواژگان: افت سالانه، پیزومتر، شبکه عصبی مصنوعی، مدل K-Star، نوسان آب زیرزمینی
  • ابوالفضل ناصری* صفحات 321-335
    با توجه به شرایط و وضعیت موجود دریاچه ارومیه، بهره برداری بهینه و پایدار از منابع آب زیرزمینی در حاشیه این دریاچه، از رویکرد مدیریت منابع آب، ضروری و مهم است. اولین گام برای آغاز استفاده پایدار، مدل‏بندی کمی وضعیت موجود مصرف و گام بعدی آینده نگاری بهره برداری از این منبع آب است. با توجه به قابلیت و توانمندی روش های مدل‏بندی و پیش بینی رفتار پدیده های مهندسی آب، این پژوهش با هدف تحلیل نوسانات سطح آب زیرزمینی و آینده‏پژوهی آن در حاشیه دریاچه ارومیه با 20 مدل برنامه ریزی بیان ژنی و سری های زمانی انجام گردید. برای مدل‏بندی و آزمون از داده های 35 سال استفاده گردید و آینده‏پژوهی برای 10 سال از 1400 تا 1410 صورت گرفت. پس از ارزیابی کارآیی مدل ها با آماره های معتبر، برنامه ریزی بیان ژنی با سه زیردرخت (ژن) به عنوان مناسب‏ترین مدل تشخیص داده شد. آماره های سنجش مدل بهینه به صورت RMSE برابر 26/،0MSE برابر 07/0، RAE برابر 58/0، RSE برابر 28/0، RRSE برابر 52/0 و ضریب همبستگی برابر 87/0 و ضریب تعیین برابر 76/0 بود. نتایج نشان داد سطح آب زیرزمینی از سال 1365 تاکنون حدود 2/11 متر کاهش داشته است. برای کاهش اثرات روند نزولی سطح آب و مدیریت بهینه مصرف آب زیرزمینی، سناریوهای مختلف تعدیل و صرفه‏جویی با شروع از سال 1400 در نظر گرفته شد. افت تجمعی سطح آب در انتهای سال هدف (1410) نسبت به سال 1365 در صورت تداوم روند کنونی مصرف، 6/12 متر (معادل 241 میلیون مترمکعب) و در صورت اجرایی نمودن برنامه صرفه‏جویی 10 درصد، افت تجمعی برابر 4/11 متر، 15 درصد 7/10 متر و سناریوی 20 درصد برابر 1/10 متر خواهد بود. اصلاح الگوی کشت در دشت با رویکرد استفاده از گیاهان با نیاز آبی نسبتا کم، تسطیح اراضی زراعی و استفاده از برنامه ریزی مناسب کم آبیاری از راهکارهایی است که می تواند افت سطح ایستابی در دشت را تعدیل نماید.
    کلیدواژگان: آب های زیرزمینی، بیان ژنی، دشت شبستر، منابع آب، نوسانات آب زیرزمینی
  • سمیه خلیلی، رامین فضل اولی*، علیرضا عمادی صفحات 337-349
    در تحقیق حاضر، به بررسی آزمایشگاهی اثر موقعیت قرارگیری سرریز فیوزگیت نوع WLH (عریض با بار کم) و NLH (باریک با بار کم) بر مشخصات هیدرولیکی جریان پرداخته شد. برای این منظور فیوزگیت های WLH و NLH به ترتیب با ارتفاع 7/16 و 25 سانتی متر با پنج ارتفاع متفاوت چاهک ساخته شد و بعد از قرار گرفتن در دو موقعیت میانه و انتهای کانال، مورد آزمایش قرار گرفت در هر یک از آزمایش ها، مقادیر دبی های مختلف و عمق های بالادست متناظر آن ها ثبت و مقادیر ضریب دبی مربوطه محاسبه شد. نتایج نشان داد در یک نوع خاص از فیوزگیت، ضریب دبی تابعی از نسبت h/H (نسبت ارتفاع آب روی سرریز به ارتفاع فیوزگیت) است و با افزایش ارتفاع آب بالای سرریز فیوزگیت، مقدار ضریب دبی به صورت توانی کاهش می یابد. ضریب دبی سرریز فیوزگیت در حالتی که در انتهای کانال قرار بگیرد (به علت کاهش اثر محدود کننده ی دیواره ی کانال)، نسبت به حالتی که در میانه کانال قرار بگیرد، بیش تر است و اختلاف مقدار ضریب دبی در این دو حالت، در فیوزگیت WLH بیش تر است. با استفاده از 80 درصد از داده ها روابط مناسب برای تخمین ضریب دبی ارایه شد و روابط با استفاده از 20 درصد باقی مانده ی داده ها صحت سنجی شد. پارامترهای آماری، نشان از دقت بالای روابط در تخمین ضریب دبی دارند.
    کلیدواژگان: روابط بدون بعد، صحت سنجی، ضریب دبی، فیوزگیت، کانال آزمایشگاهی
  • آرمین بوستانی، سعیدرضا خداشناس*، کاظم اسماعیلی صفحات 351-364
    تمایز اصلی مقاطع مرکب با مقاطع ساده در کانال ها به دلیل اختلاف سرعت بین سیلابدشت و کانال اصلی می باشد. این تغییر سرعت، در نهایت موجب تغییرات در توزیع تنش برشی بستر کانال می گردد. ساختار آشفتگی جریان در کانال های مرکب به دلیل ترکیب تنش برشی مرزی و تنش رینولدز در نزدیکی فصل مشترک سیلابدشت و کانال اصلی، پیچیده است. با توجه به آنکه هیدرولیک جریان در رودخانه ها که نوعی کانال مرکب به حساب می آیند، تابع شکل آن ها می باشد و تغییرات شکل کانال تابع تنش برشی وارد بستر است، تعیین توزیع تنش برشی بستر در رودخانه ها نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق، توزیع تنش برشی مرزی در کانال های مرکب با 2 مدل عددی نرم افزارهای Fluent و Flow-3D شبیه سازی گردیده و با داده های آزمایشگاهی واقعی (والینگفورد انگلستان) مقایسه شده اند، همچنین مقایسه ای بین نتایج خروجی توزیع تنش برشی در مقطع مرکب بر مبنای روش YLM نیز صورت گرفته است. برای صحت-سنجی نتایج شبیه سازی از 3 روش تعیین هم گرایی (پارامترخطا) با نتایج تجربی استفاده شده است. بررسی نتایج نشان داد که تطابق بسیار خوبی بین نتایج مدل های عددی و با داده های آزمایشگاهی وجود دارد و در نتیجه هر دو نرم افزار می توانند توزیع تنش برشی را به نحو مناسبی محاسبه نمایند. در مجموع نتایج عددی نرم افزار Fluent در مقایسه با نرم افزار Flow 3D به داده های آزمایشگاهی نزدیک تر بودند.
    کلیدواژگان: تنش برشی، روش YLM، کانال مرکب، Ansys Fluent، Flow-3D
  • مهدی سلاح ورزی، حسین انصاری*، علی نقی ضیایی، مهدی نصیرپور صفحات 365-374
    با توجه به بحران کمبود آب و تامین مواد غذایی، کم آبیاری اقدامی غیرقابل اجتناب و فراگیر در تمام ابعاد کشاورزی خواهد بود به ویژه در باغ های متراکم که باهدف افزایش کمی و کیفی محصول، مصرف آب و سایر نهاده ها را افزایش می دهد. بهره وری آب شاخصی است که محصول تولیدشده را به ازای مصرف آب آبیاری نشان می دهد. سیب به عنوان یکی از مهم ترین محصولات باغی و صادراتی کشاورزی کشور محسوب می شود. اخیرا باغداران سیب به طور فزاینده ای از شبکه سایه بان برای مقابله با مخاطرات آب و هوایی استفاده می کنند بنابراین این پژوهش برای بررسی تاثیر کم آبیاری و شبکه سایه بان بر بهره وری آب و کمیت و کیفیت میوه سیب انجام شد. پژوهش حاضر در باغ متراکم سیب (رقم گلدن دلیشز) مزرعه ی نمونه ی آستان قدس رضوی طی سال زراعی 1400 صورت پذیرفت که به صورت آزمایش اسپیلت پلات بر پایه ی طرح بلوک های کامل تصادفی (کرت اصلی تیمارهای آبیاری: تیمار شاهد (FI)، تیمار کم آبیاری تنظیم شده (RDI) و کم آبیاری مداوم (SDI) و کرت فرعی: وجود (S) و عدم وجود (N) شبکه سایه بان) با چهار تکرار انجام شد. با توجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش کم آبیاری تنظیم شده (RDI)، 15% مصرف آب آبیاری را کاهش داد و فقط 7% کاهش عملکرد و 3% کاهش رشد میوه را در پی داشت درحالی که بهره وری آب ، سفتی بافت میوه، شاخص طعم، قند کل، ظرفیت آنتی اکسیدانی و فنل کل را نسبت به تیمار شاهد افزایش داده و آب میوه را تغییر نداده است، هم چنین وجود شبکه سایه بان مصرف آب را 14% کاهش و عملکرد را 9% افزایش داده است؛ کم آبیاری مداوم (SDI) باوجود کاهش 40% مصرف آب آبیاری، دارا بودن بالاترین مقدار بهره وری آب و بهبود برخی از خصوصیات فیزیکوشیمیایی اما وزن میوه، رشد میوه و عملکرد را به شدت کاهش داد.
    کلیدواژگان: سیب (رقم گلدن دلیشز)، بهره وری آب، کم آبیاری مداوم (SDI)، کم آبیاری تنظیم شده (RDI)
  • صادق عموئی بیجائیه، محمدرضا خالدیان*، رضا صورتی زنجانی صفحات 375-385
    برگ توت تنها منبع تغذیه کرم ابریشم بوده و کیفیت و کمیت برگ توت می تواند مستقیما روی ابریشم تولیدی تاثیرگذار باشد. پژوهشی از خرداد تا شهریور سال 1400 به منظور بررسی اثر روش های آبیاری سطحی و بارانی در مقایسه با دیم بر کمیت و کیفیت برگ توت در مرکز تحقیقات ابریشم کشور واقع در پسیخان رشت انجام شد. چهار تیمار آبیاری شامل: بارانی مرسوم (I2)، بارانی هوشمند (I3) و سطحی(I4) در کنار کشت دیم (I1) مقایسه شدند. بالاترین تعداد برگ روی شاخه، وزن برگ تر، مقدار رطوبت برگ و نسبت تعداد برگ به طول شاخه به ترتیب به مقدار 8/87 عدد، 6/84 گرم، 67/45 درصد و 461/0 در آبیاری بارانی مرسوم به دست آمد. در مورد عملکرد درخت و عملکرد در هکتار نیز آبیاری بارانی مرسوم بالاتر از دیگر تیمارها به ترتیب به مقدار 67/2866 گرم و 17200 کیلوگرم در هکتار بود. از لحاظ آماری، تیمار آبیاری بارانی هوشمند از نظر اجزای عملکردی گیاه، تفاوت معنی داری با بارانی مرسوم نداشت. مقدار آب مصرف شده در تیمار بارانی هوشمند کم تر از بارانی مرسوم بوده و به همین دلیل بهره وری آب و بهره وری انرژی بالاتری به ترتیب به مقدار 5/18 کیلوگرم بر مترمکعب و 6/113 کیلوگرم بر کیلووات در ساعت به دست آمد. بیشترین مقدار درآمد به ازای فروش به صورت پیله تر و نخ ابریشم در تیمار I2 به ترتیب با مقادیر 752،500،000 و 2،580،000،000ریال در هکتار بود. درآمد به ازای واحد آب مصرفی تیمار I3 در کل نسبت به دیگر تیمارها برتری داشت. نتایج نشان داد که آبیاری توتستان مانع وارد شدن تنش آبی به گیاه شده و عملکرد را افزایش می دهد. آبیاری بارانی مرسوم بالاترین تاثیر مثبت را بر کمیت و کیفیت برگ توت داشته و استفاده از سامانه آبیاری بارانی هوشمند، بهره وری آب را افزایش و در کاهش مصرف آب نقش به سزایی داشته است.
    کلیدواژگان: بهره وری، توت، رشت
  • اصلان اگدرنژاد*، محمدمهدی نخجوانی مقدم، سالومه سپهری صفحات 387-400

    سویا یکی از گیاهان زراعی با ارزش از نظر تامین نیاز غذایی کشور به شمار می رود و دارای مقادیر بالایی از پروتیین و روغن است. این گیاه نسبت به مقدار آب آبیاری حساس است. به همین دلیل تعیین دور آبیاری مناسب و کاربرد مواد جاذب رطوبت می تواند در ارتقای مدیریت آبیاری این گیاه و ارتقای بهره وری آب آبیاری موثر باشد. از این رو در پژوهش حاضر از روش سطح-پاسخ برای بهینه سازی دور مناسب آبیاری و میزان بهینه استفاده از مواد جاذب رطوبت در راستای نیل به مدیریت مناسب آبیاری محصول سویا استفاده شد. بدین منظور، پژوهشی در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با دو عامل دور آبیاری و مقدار کاربرد سوپرجاذب در کشت سویا در محل گلخانه تحقیقاتی موسسه تحقیقات فنی مهندسی کشاورزی در سال 1398 اجرا شد و نتایج حاصله از اعمال این تیمارها شامل دور آبیاری (با سطوح بالا و پایین به ترتیب 4 و 7 روز) و مقدار سوپرجاذب (با سطوح بالا و پایین به ترتیب 300 و صفر کیلوگرم در هکتار) به عنوان ورودی های مدل سطح-پاسخ در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که مدل سطح پاسخ برای پیش بینی عملکرد روغن دچار خطای بیش برآوردی (MBE>0) و برای پیش بینی سایر پارامترهای عملکرد و اجزای عملکرد سویا دچار خطای کم برآوردی (MBE<0) گردید. دقت این مدل برای پیش بینی کلیه صفات عالی (NRMSE<0.1) و خطای آن قابل قبول (RMSE< 3%) بود. نتایج بهینه سازی نشان داد که عملکرد دانه، عملکرد روغن، عملکرد پروتیین، تعداد غلاف، ارتفاع بوته و بهره وری آب به ترتیب 169، 228، 227، 89، 34 و 131 درصد نسبت به متوسط مقادیر مشاهداتی این پارامترها بیشتر بود. در نهایت برای دستیابی به عملکرد و بهره وری آب بهینه، مصرف 50 کیلوگرم بر هکتار سوپر جاذب و دور آبیاری سه روز پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: بهره وری آب، بهینه سازی، عملکرد پروتئین، عملکرد روغن، سوپر جاذب
|
  • Saeed Eghbalizadeh *, Abbas Ali Ghezelsofloo, Javad Alamatian Pages 193-205

    In this research, considering the issue of rethinking the design of different parts of the open overflow system based on the multi-level risk method in the implementation of the Qezal Dash overflow project, the statistical community of the research, in addition to the opinions of all managers and stakeholders of the Qezal Dash dam, including the opinions of experts He has also been an expert in the subject of research.In this section, expert opinions regarding the issue of multi-level risk method of each of the processes and executive departments in the field of support and elimination of safety risks of Qezal Dash Dam have been investigated. Examining the opinions of experts has shown that reducing the safety risks and risks of Qezal Dash dam in terms of time and money in the implementation stages in the field of support and elimination of safety risks of Qezal Dash Dam can greatly reduce both the time of doing the work and the risks. to reduce the safety and anticipated risks of Qezel Dash Dam.The investigation showed that the risk of errors in the control structure has the highest risk (47.167 times) and rethinking in this part has the highest degree of importance. The investigation has shown that the risk of cavitation phenomenon (37.668 times) has the highest risk after the risk of defects in the control structure, and rethinking in this section has the highest degree of importance. The investigation showed that the risk of imbalance in the discharge channel (30.666 times) compared to the existing capacity after the risk of defects in the control structure and the risk of cavitation phenomenon has the highest risk and rethinking in this part has the highest degree of importance.

    Keywords: Cavitation, Control Structure, Discharge Channel, Free Overflow System, Multi-Level Risk Analysis
  • Fatmeh Moghaddasi, Mahnoush Moghaddasi *, Mahdi Mohammadi Ghaleni Pages 207-220
    The most important method for monitoring hydrological drought is the use of drought indices based on river flow. These indices are generally based on the assumption that the river flow volume data series follows the gamma distribution and the principle of equal probability transfer. Therefore, in this research, the aim is to investigate the suitable distribution of monthly flow data and its effect on the characteristics and classes of drought using the standardized runoff index (SRI) in different climates of the country. For this purpose, monthly data of precipitation, temperature, evaporation and transpiration and runoff were collected from 40 synoptic stations across the country during the period of 1979-2020. Then, from the reanalyzed ERA5 model of the ECMWF datasets with a spatial resolution of 0.5 x 0.5, the mentioned data and runoff during the selected period have been extracted. Statistics such as correlation coefficient (R), standardized mean square error (NRMSE) and mean skew error (MBE) are used to compare model data with observational data. In the following, the SRI index was calculated for two time scales of 3 and 12 months based on the fitted Gamma distribution and the best distribution, and drought characteristics including intensity, duration and frequency were calculated for them. The results of ERA5 model data evaluation indicate more accuracy of temperature variables, evapotranspiration potential and precipitation with average NRMSE equal to 0.09, 0.62 and 1.02 respectively. Considering the change of drought classes by changing the distribution used in the index, the results of this research show the necessity of fitting and choosing the best distribution in the calculation of hydrological drought indices.
    Keywords: Suitable probability distribution, Hydrological drought, Characterize drought, SRI
  • Mojtaba Khoshravesh *, Masoud Pourgholam-Amiji, Morteza Moogooei Pages 221-236
    Today, the role of mathematical models in investigating the state of water resources is more prominent than other methods. Therefore, building a mathematical model of the groundwater table and applying management scenarios to it can provide a better view of the future conditions of that aquifer for better management. This research was conducted with the aim of building a conceptual model of the Babol-Amol plain aquifer and investigating the water balance, over-harvesting, the amount of water entering and leaving the study area, and management measures for the sustainability of the current and future situation based on the data of 1985-2021. The results of the water balance investigations of the Babol-Amol alluvial aquifer show that the recharge volume of this aquifer is equal to 312.01 and its discharge volume is 313.41 million cubic meters, which represents the deficit of the volume of the aquifer by 1.4 million cubic meters. It can be seen that the balance of the groundwater table of the Babol-Amol aquifer and accordingly its groundwater level is in relative harmony, but in recent years, on the one hand, due to the increase in the area under rice cultivation in two cropping seasons in the summer, the water level of the aquifer has decreased, and on the other hand, the use of fertilizers and poisons for rice fields has increased significantly. Fertilizers are also drained from the rice fields and seep into the lower layers, and in the rainy season, the rise of the aquifer water level causes the pollution of the groundwater. To prevent these problems from becoming critical, this aquifer needs strategic management in order to maintain the balance of the aquifer and not be polluted in terms of quality, so well drainage in rice fields is one of the solutions recommended for further investigation.
    Keywords: Recharge, Discharge, surface, groundwater interaction, Water Balance Modeling, water crisis
  • Saber Jamali, Mohammad Javad Amiri *, Zohreh Dashtbani Pages 237-246
    In order to investigate the effect of different water managements on yield and yield components of Quinoa (c.v. Titicaca), a factorial experiment based on a complete randomized block design was conducted with three replications at Neyshabur city in 2018. Five irrigation water management (furrow irrigation (SI), low-pressure drip irrigation by Tape in the middle of furrow ridge (TI), low-pressure drip irrigation by Tape on both sides of the furrow ridge in alternate every other furrow (ATI), low-pressure drip irrigation by Tape at 75% full irrigation on both sides of the furrow ridge in alternate every other furrow (0.75 ATI), low-pressure drip irrigation by Tape in the middle of furrow ridge at 75% full irrigation (0.75 TI) were employed. The results of comparing the averages showed that the highest amounts of Quinoa grain yield and 1000 kernel weights were 1805 Kg ha-1 and 2.35 gr, respectively, for SI while the lowest ones were 1352.7 Kg ha-1 and 1.69 gr, respectively, for 0.75 TI. The TI, ATI, 0.75 ATI, and 0.75 TI treatments lead to a decrease in the Quinoa grain yield of 12.4, 11.6, 18.7, and 25.1%, respectively, as compared to the SI treatment. The best production function of yield-irrigation water was a linear function (Y=1014 +0.13 I).
    Keywords: Furrow irrigation, Production Function, Tape Irrigation, Titicaca cv, Water productivity
  • Hamid Reaz Zakerin *, Saeed Sayfzadeh, Sayed Alireza Valadabady Pages 247-259
    Rapeseed (Brassica napus L.) containes 40 – 46 percent oil and rich in unsaturated fatty acids such as oleic and linoleic and has a high nutritional value. The abiotic stresses such as drought stress causes to decline the quantitative and qualitative yield of many field crops in developing countries. In order to evaluate the foliar application effects of Zn and Fe micronutrients on growth and yiels of rapeseed under deficite irrigation condition, this experiment was carried out as factorial based on complete block design with three replications in two regions of Qazvin and Karaj, Iran 2019 cropping season. Three levels of irrigation regims including whole irrigation, cutoff irrigation from flowering stage and cutoff irrigation from silique stage and four levels of micronutrients including zero (as check), foliar application of Zn, Fe and Zn + Fe as 3×4 factorial as main plot and two varieties of rapeseed as sub plot comprised experimental treatments. Results showed that seed yield, relative water content and some fatty acids such as linoleic, palmitic and stearic deccreased in response to drought stress caused by cutoff irrigation from flowering stage and micronutrients deficiency and foliar spraying of Zn + Fe enhanced them equal 136.13, 8.20, 7.72, 12.87 and 22.55 percent, respectively. Some evaluated traits such as stomatal resistance, prolin, soluble carbohydrates and oleic, linolenic and erucic fatty acids increased under cutoff irrigation condition from flowerin stage compared to whole irrigation. Result showed that integrated application of Zn and Fe as foliar spraying through increasing of stomatal resistance and increasing of stomatal conductivity and relative water content caused to enhance seed yield of rapeseed under drought stress condition.
    Keywords: Drought stress, fatty acids, Proline, Stomatal resistance, Seed yield
  • Fayezeh Heydari, Saeed Sharafi *, Mehdi Mohammadi Ghaleni Pages 261-275
    Evaluating the relationship between drought events and greenhouse gas emissions from agricultural activities is of particular importance due to their wide-ranging effects on the environment and economy. The purpose of this study is to investigate the relationship between the emission of GHGs resulting from the production of 18 main crops in the form of five dominant categories including; cereals (wheat, barley, rice and maize), legumes (alfalfa, bean, pea and lentil), oil seeds (soybean, sunflower, canola, safflower, castor, sesame and peanut), tubers (potato and sugar beet) and fiber (cotton) with drought indices including; Standard Precipitation Index (SPI), Standard Precipitation Evaporationtranspiration Index (SPEI), Standard Soil Moisture Index of the two upper soil layers (SSI1 and SSI2), Standard multivariable Drought Index including; MSDI1 based on precipitation and reference evapotranspiration (P&ETref), MSDI2 based on precipitation and soil moisture in the first soil layer (P&SM1) and MSDI3 based on precipitation and soil moisture in the second soil layer (P&SM2) in different climates of Iran (coastal wet, mountain, semi mountain, semi desert, desert and coastal desert) during the years 1980-2020. The results showed that the climatic variables of precipitation have no significant relationship with the increase in GHG emissions in different climates of Iran. If the ETref values during the years investigated in this study showed a significant trend. Also, the highest GHG emissions in 2019 were reported as equal to 443 million tons, and the highest GHG emissions were related to electric energy (47.1%) and nitrogen fertilizer (25.75%), respectively. Also, the evaluation of the effectiveness of drought indices for monitoring the effect of climate on GHG emissions showed a better display of SPI, SPEI and MSDI1 indices. The ability to calculate these indices in different time scales makes the effects of drought to be defined more accurately than using indices without this feature.
    Keywords: Carbon Emission, Food Security, Multivariate indices, Statistical criteria
  • Abolfazl Nasseri *, Mehdi Akbari, Fariborz Abbasi Pages 277-290
    Improving water productivity in agricultural productions is one of the fundamental plans in food security in Iran. Because of the importance and vast cultivation of bean in Ahar plain; and the necessity of improving water productivity in the saline soil and water conditions, the current study was conducted with the objective of the evaluation of the effects of irrigation systems and leaching ratio scenarios on bean water productivity in this plain. Bean yields with consumed water under two irrigation systems of surface and sprinkle were directly measured in several farms under farmers' management without any irrigation scheduling. For irrigation systems, five leaching ratio scenarios of 0, 5%, 10%, 15% and 20% of net water were applied in this study. Results revealed that irrigation systems treatments caused different yields and water applied in bean farms. Bean yield averaged 1189±395 kg ha-1 with sprinkle system (probably with deficit irrigation), while averaged 2396±180 kg ha-1 with surface irrigation system. Water applied averaged 4717±747 and 7297±1276 m3 ha-1 with sprinkle and surface irrigation systems, respectively. Water productivity was acquired to be 0.29 kg m-3. Also, we found that leaching ratio scenarios of 0 and 5% had a similar productivity (= 0.47 kg m-3), 10% and 15% produced a similar productivity (= 0.35 kg m-3) and leaching ratio scenarios of 20% had a productivity of 0.22 kg m-3. In addition to these findings, some suggestions were made to continue research and study to improve water productivity in bean production.
    Keywords: Consumed water, Irrigation Systems, Water productivity, Water Use Efficiency
  • Ali Ghadami Firouzabadi * Pages 291-303
    Due to the limited water resources of the country and the drought in the past years, the use of modern irrigation systems in order to optimal use of applied water and increase of water productivity has grown significantly and Extensive research has been done in this regard. Therefore, the results of the studies conducted in relation to different irrigation systems of wheat cultivation were collected and analyzed by using of meta-analysis method. OpenMEE software was used for data analysis. The effect size of water consumption in drip and sprinkler irrigation systems compared to surface irrigation system was determined as -3.498 and -3.458, respectively, which according to Cohen's classification, have high effectiveness. Also, the results of meta-analysis showed that the use of drip and sprinkler irrigation systems compared to surface irrigation method has reduced the amount of water consumption by 21.9% and 23.1%, respectively. Although there was no significant difference in the amount of water used in both drip and sprinkler irrigation systems, but drip irrigation increased the crop yield compared to the surface irrigation system. Drip irrigation system was more effective on crop yield (0.914) compared to surface irrigation system. But the effect of the rain irrigation system compared to the surface irrigation system on the yield increase was insignificant. The results of meta-analysis showed that drip (Tape) irrigation method and sprinkler irrigation method increased 39.4% and 31.1% in water productivity compared to surface irrigation system in wheat crop, respectively.
    Keywords: Applied water, Water productivity, Irrigation system, Yield
  • Navid Rahnama, Heidar Zarei, Farshad Ahmadi * Pages 305-320

    In this study, the groundwater level of Aspas Plain, located in the northwest of the catchment area of Tashk and Bakhtegan Lakes in Fars province, was simulated using the data of 39 piezometers in the aquifer plain in the period of 2001-2017. In this regard, K-Star and ANN models with 1, 2 and 3 lags were used in two phases of training and testing. ANN model in this study was also investigated with the number of hidden layers and different neurons in addition to the mentioned lags. According to the drop and fluctuations of the groundwater level in the mentioned statistical period, the studied aquifer was divided into 4 regions a, b, c and d. The results of the simulation of the groundwater level in area “a” showed that the K-Star model with 2 lags performed better than the ANN model in different lags. But in the other three regions, the ANN model with a lag-1 has provided the best performance. ANN model with 2 hidden layers and 4 neurons in region b, with 2 hidden layers and 6 neurons in region c, and with 4 hidden layers and 5 neurons in region d were introduced as the best model for simulating groundwater level values. On average, the best models introduced in regions b, c and d were able to improve the error rate by 57, 42 and 81%, respectively, compared to the K-Star model. The poor performance of the K-Star model in two regions b and d is also clearly visible. In general, the results showed that lag-1 of the ANN model had the best performance in simulating the values of the groundwater level in the three regions b, c and d with the number of hidden layers and different neurons.

    Keywords: Annual Decline, Artificial Neural Network, Fluctuation of Groundwater, K-Star Model, Piezometer
  • Abolfazl Nasseri * Pages 321-335
    The optimal and sustainable application of groundwater resources in east the Urmia Lake is essential and important from the view point of water resource management. Quantifying the current and projecting consumption are the first step for the initiation of sustainable utilization of groundwater. Due to the potential of modeling and projecting behavior of phenomena in water engineering, this study aimed to analyze the fluctuation of groundwater level in the east of the Urmia Lake. In this study, groundwater levels for 45 years with methods of genetic expression programming (GEP) and time series (TS) were modeled and evaluated. Groundwater level data during 1986-2021 was applied for modeling and testing; during 2022-2031 applied for future study, respectively. Then, the model of GEP with three genes was recognized as the most appropriate model. Evaluation criterion for optimum model were as RMSE= 0.26, MSE= 0.07, RAE= 0.58, RSE=0.26, RRSE=0.52, r=0.87 and R2= 0.76. Results showed that since 1986, the groundwater level was reduced about 11.2 m. Several scenarios for groundwater balancing scenarios starting from 2021 were considered to reduce the effects of the decreasing trend of water level and optimal management of groundwater consumption. Relative to the 1986, the cumulative reduction of the water levels at the end of year 1410 will be 12.6 m in case of current trend of consumption; and 11.4m, 10.7 m, 10.1 m in case of water balancing as 10%, 15% and 20%, respectively. Improving cultivation patterns with crops having relatively low water requirement, leveling of lands and suitable deficit-irrigation scheduling are the solutions that could balance the water levels in the region.
    Keywords: Genetic expression, Groundwater fluctuations, Shabestar Plain, Groundwater resources
  • Somaiyeh Khalili, Ramin Fazloula *, Alireza Emadi Pages 337-349
    In current study, effect of model WLH (Wide low head) and NLH (Narrow low head) fusegate’s location on hydraulic characteristics of flow were investigated. scale models of standard WLH and NLH type fusegates were made respectively in 16.7 and 25 cm height with five different inlet wells heights and located in the middle and end of the laboratory flume and it was tested and the values of different flow discharge and corresponding upstream heads were recorded and the discharge coefficients value were calculated. Results showed that in a certain model of fusegate, the discharge coefficient is a function of the ratio h/H (the ratio of the water height on the fusegate to the height of the fusegate) and with the increase of the water height above the fusegate, the value of the discharge coefficient decreases exponentially. Discharge coefficient of fusegate located in the end of channel is more than located in middle of channel (Due to the reduction of the limiting effect of the channel wall), and difference in the value of the discharge coefficient in WLH fusegate is more. Using 80% of the data, appropriate relationships were proposed for estimating the discharge coefficient. This relationships were validated using the remaining 20% of the data. The statistical parameters show the high accuracy of this relationships in estimating the discharge coefficient.
    Keywords: Dimensionless Relationships, Validation, Discharge coefficient, Fusegate, Experimental Channel
  • Armin Boostani, Saeed Reza Khodashenas *, Kazem Esmaili Pages 351-364
    The main difference between compound sections and simple sections in channels is due to the velocity difference between the floodplain and the main channel. This velocity change ultimately causes changes in the shear stress distribution of the bed canal. The structure of flow turbulence in compound channels is complex due to the combination of boundary shear stress and Reynolds stress near the interface of the floodplain and the main channel .Due to the fact that the flow hydraulics in rivers, which are considered to be a type of compound channel, depends on their shape and the changes in canal shape are dependent on bed shear stress, determining the distribution of bed shear stress in rivers is also of great importance. In this study, the boundary shear stress distribution in compound channels has been simulated with 2 numerical models of Fluent and Flow-3D software and compared with real experimental data (Wallingford, England), as well as a comparison between the output results of the shear stress distribution in the compound section is also performed based on the YLM method. To verify the accuracy of the simulation results, 3 methods of determining the convergence (error parameter) have been used to compare the computational results with the experimental results. The results showed that there was a very good match between the results of the numerical models and the experimental data, and as a result, both software could calculate the shear stress distribution appropriately. Generally, the numerical results of fluent software were closer to the experimental data compared to Flow 3D software.
    Keywords: Ansys Fluent, Compound channels, Flow-3D, Shear Stress, YLM Method
  • Mahdi Selahvarzi, Hossein Ansari *, Ali Naghi Ziai, Mehdi Nasirpour Pages 365-374
    The lack of water and food supply makes deficit irrigation will be an unavoidable and widespread action in all aspects of agriculture, especially in high density orchard which aims to increase the quantity and quality of the product, it increases the consumption of water and other inputs. Water productivity is an indicator that shows the product produced per irrigation water consumption. Apple is considered as one of the most important garden and agricultural export products of the country. Recently, apple gardeners are increasingly using shade nets to deal with weather hazards, so this study was conducted to investigate the effect of deficit irrigation and shade nets on water productivity and the quantity and quality of apple fruit.The present research was conducted in the high density apple orchard (cv. Golden Delicious) of Astan Quds Razavi sample farm during during 2021, which was set up as a split plot experiment based on a randomized complete block design (the main plot of irrigation treatments: Full Irrigation treatment (FI),Regular Deficit Irrigation treatment(RDI) and Sustained Deficit Irrigation (SDI) and sub plot: presence (S) and absence(N) of shade net) with four replications.According to the results obtained from this research, (RDI) reduced water consumption by 15% ,7% yield and 3% fruit growth. While the water productivity, firmness, maturity index, total sugar, antioxidant and total phenol increased compared to the control treatment and did not change the fruit juice, also the presence(S) of shade net reduced water consumption by 14% and It has increased yield by 9%. Despite reducing irrigation water consumption by 40%, having the highest amount of water productivity and improving some physicochemical characteristics, sustained deficit irrigation (SDI) severely reduced fruit weight, fruit growth and yield.
    Keywords: apple (cv. Golden Delicious), Water productivity, Regulated Deficit Irrigation. Sustained Deficit Irrigation
  • Sadegh Amouei, Mohammadreza Khaledian *, Reza Sourati Zanjani Pages 375-385
    Mulberry leaves are the only nutrition of silkworms and the quality and quantity of mulberry leaves can directly affect the resulting silk. A study was conducted from June to September 2020 to investigate the effect of surface and sprinkle irrigation methods in comparison with rainfed on the quantity and quality of mulberry leaves and silkworm cocoons in the National Silk Research Center located in Pasikhan, Rasht. Four irrigation treatments including manual sprinkle irrigation (I2), smart sprinkle irrigation (I3), and surface irrigation (I4) versus rainfed cultivation (I1) were compared. The results of variance analysis showed that there was a significant difference between treatments. Mean comparison showed that the highest number of leaves per branch, leaf weight, leaf moisture content, and the ratio of number of leaves to branch length were 87.86, 84.6 gr, 45.67%, and 0.461, respectively, obtained in manual sprinkle irrigation. Manual sprinkle irrigation had the highest yield as compared to other treatments (766.7 gr/tree and 6314.3 kg/ha). The highest branch length was obtained in surface irrigation treatment with 202.7 cm. Statistically, at the level of 5%, smart sprinkle irrigation treatment was not significantly different from manual sprinkle irrigation. The amount of water used in smart sprinkle irrigation treatment was less than that of manual sprinkle irrigation, and therefore water productivity and electricity energy efficiency (kg/kWh) were higher, being 7.24 kg/m3 and 47.1 kg/kWh, respectively. The results showed that irrigation of mulberry orchard can save the plant from water stress and increase yield. Manual sprinkle irrigation has the highest positive effect on the quantity and quality of mulberry leaves and using a smart system can increase water productivity and play an important role in reducing water consumption.
    Keywords: automation, Mulberry, Rasht
  • Aslan Egdernezhad *, Mohammad Mehdi Nakhjavanimoghaddam, Saloome Sepehri Pages 387-400

    Soybean is considered as one of the valuable crops in terms of providing food, which has high amounts of protein and oil. This crop is sensitive to the amount of irrigation water. For this reason, it is suggested to determine the appropriate irrigation period along with the use of superabsorbent. To optimize these factors, the response-surface method was used in the present study. For this purpose, the soybean data collected from a research farm located in the Research Institute of Agricultural Engineering, in Iran, in 2018, was used. Two factors of irrigation period (with high and low levels of 4 and 7 days, respectively) and amount of superabsorbent (with high and low levels of 300 and 0 kg.ha-1, respectively) were applied. The results showed that the response surface method had an overestimation error (MBE>0) for predicting oil yield, and an underestimation error (MBE<0) for predicting other yield and yield components. The accuracy of this model for predicting all parameters were excellent (NRMSE<0.1) and its error was acceptable (RMSE<3%). The optimization results showed that seed yield, oil yield, protein yield, number of pods, plant height and water productivity were 169, 228, 227, 89, 34 and 131% higher than the average observed values of these parameters. In order to achieve optimal values, it is necessary to reduce the irrigation period to three days and use the amount of superabsorbent up to 50 kg.ha-1. Therefore, compliance with this issue is suggested for soybean cultivation.

    Keywords: Water productivity, optimization, Protein yield, Oil yield, Superabsorbent