2024-03-29T12:25:45Z
https://jwsc.gau.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=485
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
شکلهای مختلف پتاسیم خاکهای مناطق توتونکاری شمال کشور
علیرضا
کریمی
عبدالغفور
قلی زاده
رضا
خراسانی
فرهاد
خرمالی
سابقه و هدف: پتاسیم یکی از عناصر غذایی ضروری و پر مصرف برای رشد و توسعه گیاه توتون میباشد. مقدار پتاسیم در برگ توتون همبستگی بالایی با کیفیت برگ توتون دارد و یکی از مهمترین شاخصها جهت تعیین کیفیت برگ توتون میباشد. پتاسیم در خاک به ترتیب کاهش قابلیت استفاده برای گیاه شامل بخشهای محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی میباشد.. این پژوهش با هدف بررسی شکلهای مختلف پتاسیم (محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی) به همراه پتاسیم شبه کل (عصارهگیری شده با تیزاب سلطانی) در خاکهای مناطق توتونکاری استانهای گلستان، مازندران و گیلان انجام گرفت. مواد و روشها: در مناطق توتونکاری هر یک از استانهای گلستان، مازندران و گیلان 3 خاکرخ حفر شد. تمام خاکرخها تشریح و بر اساس کلید سیستم جامع طبقهبندی خاک طبقهبندی شدند. شکلهای مختلف پتاسیم (محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی) به همراه پتاسیم شبه کل اندازهگیری شده و ارتباط آنها با یکدیگر و با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: در مناطق توتونکاری شمال کشور میانگین مقدار پتاسیم محلول، تبادلی، غیر تبادلی، شبه کل، ساختمانی و کل به ترتیب از صفر تا 24/38، 7 تا 513، 44 تا 1933، 70 تا 4267، 4114 تا 15607 و 4166 تا 16157 میلیگرم بر کیلوگرم خاک و میانگین درصد پتاسیم محلول، تبادلی، غیر تبادلی، شبه کل و ساختمانی به پتاسیم کل به ترتیب از صفر تا 32/0، 12/0 تا 41/4، 83/0 تا 96/11، 21/1 تا 72/33 و60/85 تا 96/98 متغیر میباشد. خاکهای مورد مطالعه در استان گیلان کمترین مقدار تمام شکلهای پتاسیم را دارند و خاکهای مورد مطالعه در استان مازندران از نظر شکلهای محلول، تبادلی، غیرتبادلی و شبه کل و خاکهای مورد مطالعه در استان گلستان از نظر شکلهای ساختمانی و کل دارای بیشترین مقدار هستند. آزمون همبستگی شکلهای مختلف پتاسیم با اجزای بافت خاک نشان داد که بین شکلهای مختلف پتاسیم به جز پتاسیم محلول رابطه مثبت معنیدار با مقدار رس و سیلت و رابطه منفی با مقدار شن در سطح یک درصد وجود دارد. بالاترین ضریب همبستگی مقدار شن و سیلت با پتاسیم غیر تبادلی و مقدار رس نیز با پتاسیم شبه کل میباشد. همچنین، نتایج آزمون همبستگی نشان داد که بین تمام شکلهای مختلف پتاسیم همبستگی مثبت معنیدار در سطح یک درصد وجود دارد به جز پتاسیم محلول که تنها با پتاسیم تبادلی و غیرتبادلی به ترتیب در سطح یک و پنج درصد همبستگی مثبت معنیدار دارد. مقایسه مقدار پتاسیم شبه کل با شکلهای مختلف پتاسیم نیز نشان داد که پتاسیم شبه کل بین پتاسیم غیرتبادلی و پتاسیم ساختمانی قرار دارد و از نظر مقدار به پتاسیم غیرتبادلی بسیار نزدیک میباشد. نتیجهگیری: مقدار پتاسیم قابل دسترس گیاه (پتاسیم محلول، تبادلی و غیرتبادلی) در مناطق توتونکاری استان مازندران بیشتر از استانهای گلستان و گیلان بوده و در نتیجه مدیریت کودی پتاسیم در این مناطق با هم متفاوت خواهد بود. پتاسیم شبه کل همبستگی خوبی با شکلهای دیگر پتاسیم داشت و از آنجائیکه شامل شکلهای محلول، تبادلی، غیرتبادلی و بخشی از پتاسیم ساختمانی است، میتواند نشان دهنده قدرت تامین پتاسیم خاک برای گیاه در طول دوره رشد در نظر گرفته شود که نیاز است با آزمایشهای گلخانهای و مزرعهای مورد بررسی قرار گیرد.
Potassium forms
Tobacco
Pseudototal potassium
Available potassium
2016
10
22
1
23
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3275_c918f6bb6764ac7da62402f21520bcfc.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
اعتبار سنجی دمای سطح حاصل از تصاویر ماهوارهای مودیس و لندست-5 (مطالعه موردی: مزارع گندم دشت مرودشت)
علی اکبر
سبزی پرور
الهام
فخاری زاده شیرازی
سید محمد جعفر
ناظم السادات
یوسف
رضایی
سابقه وهدف: دمای سطح زمین یک متغیر کلیدی در برآورد بیلان انرژی میباشد که در بررسی تغییر اقلیم نقش تعیین کنندهای دارد. بههمین دلیل، پایش منطقهای دمای سطح زمین در دهههای اخیر مورد مطالعه و تحقیق بسیاری از دانشمندان علوم مختلف قرار گرفته است. در گذشته دمای سطح زمین بهوسیله ابزار سنجش دما، بهشیوه زمینی اندازهگیری میشد که در سطح وسیع مقرون بهصرفه نمیباشد. استفاده از تصاویر ماهوارهای برای تخمین دمای سطح، دسترسی به دما در حوزه و منطقه وسیع را آسانتر و کم هزینهتر نموده است. در این تحقیق محصول دمای سنجنده مودیس (MOD11) مورد ارزیابی قرار گرفت. اما از آنجا که بهدلیل بهکار بردن ضرایب تصحیحی که ممکن است در ایران پاسخگو نباشد، افزون بر تصاویر سنجنده فوق، تخمین دما با استفاده از تصاویر لندست (TM5) که قدرت مکانی آن از تصاویر مودیس بسیار بالاتر است، نیز مورد آزمون و مطالعه قرار گرفت. مواد و روشها: برای انجام این پژوهش از دو دسته دادههای زمینی و ماهوارهای استفاده شد. دادههای دما در 261 نقطه زمینی با استفاده از دماسنج مادون قرمز برداشت گردید. اندازهگیریهای زمینی در 4 سطح گیاه شامل، تاجپوشش، میانه، 10 سانتیمتری از کف و سطح خاک انجام پذیرفت و پس از پردازشهای لازم داده های مناسب انتخاب گردید. دادههای ماهوارهای، دربرگیرنده 26 تصویر سنجنده مودیس (MOD11 و MOD02) و 2 تصویر Level- 1G لندست-5 است، میباشد. منطقه مورد مطالعه مزارع گندم شهرستان مرودشت واقع در استان فارس میباشد. پس از انجام تصحیحات لازم، دمای سطح با استفاده از باند حرارتی تصویر لندست-5 محاسبه شد. بعد از تخمین دما از تصاویر لندست-5 و سنجنده مودیس، در نقاط برداشت زمینی اقدام به استخراج دما از تصاویر دمای سطح ماهواره لندست-5 و سنجنده مودیس گردید و سپس رابطه بین دادههای مشاهدهای و تخمین زده شده دمای سطح از تصاویر لندست-5 و سنجنده مودیس استخراج شد. رابطه دادههای تخمینی با دادههای برداشت زمینی دما در 4 سطحِ گیاه مورد آزمون قرار گرفت. همچنین، با استفاده از 3 الگوریتم پنجره مجزا، بکر و لی (1990)، پرایس (1984) و یولیوری (1994) دمای سطح در منطقه مورد مطالعه تخمین زده و ضرایب الگوریتمهای پنجره مجزا برای منطقه مورد مطالعه واسنجی گردید. با استفاده از دادههای اندازهگیری شده دمای سطح، دادههای تخمین زده شده اعتبارسنجی گردید. در این پژوهش برای تعیین معنیداری تفاوت بین جفت دادههای مشاهدهای و تخمینی از آزمون فیشر استفاده شده است. یافتهها: نتایج نشان میدهد که دمای سطح تخمین زده شده بهوسیله ماهواره بیشترین همبستگی را با دمای تاج پوشش گیاهی دارد. بنابراین کلیه محاسبات آماری بر روی دمای تاجپوشش گیاه انجام پذیرفت. دمای تخمینزده شده بهوسیله ماهواره لندست و سنجنده مودیس حاکی از بیش برآورد دما با خطای RMSE بهترتیب 4/4 و1/7 درجه سلسیوس بود. خطای دمای سطح تخمین زده شده با استفاده از الگوریتمهای پنجره مجزا بین 5/3 تا9/3 درجه سلسیوس برآورد گردید که بهترین پاسخ را الگوریتم بکر و لی داشت. برای تعیین وجود یا عدم وجود اختلاف معنیدار بین دادههای زمینی و دادههای تخمین زده شده و بهدست آمده از الگوریتمهای محاسبه دما، از آزمون فیشراستفاده گردید که اختلاف معنیداری در هیچیک از جفت دادهها مشاهده نگردید. نتیجهگیری: استفاده از تصاویر ماهوارهای برای مطالعاتی که دما به صورت نسبی در یک منطقه وسیع مقایسه میگردد، بسیار کارآمد و مقرون بهصرفه است ولی برای مطالعات دقیق نقطهای و خرداقلیم در حال حاضر توصیه نمیگردد. انتخاب نوع تصاویر ماهواره (لندست یا مودیس) به دقت مورد نیاز برای برآورد پهنهای یا نقطهای دما بستگی دارد.
Land surface temperature
Satellite
Split–window
Fars
Wheat
2016
10
22
25
43
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3276_8964b82d74c867171c8f6f66c66d3d00.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
بهینهسازی قطر لولههای شبکه آبرسانی شهری با استفاده از الگوریتم ژنتیک سریع آشفته و کرم شبتاب در مدل Relopt (مطالعه موردی: شهرک شهرداری کرمان)
ام البنی
محمدرضاپور
احسان
معین الدینی
محمد جواد
زینلی
مشکل هزینه بالای سیستمهای آبرسانی شهری، همراه با پیچیدگیهای طراحی و مشکلات کارکرد نامناسب حال حاضر آنها، بهینه سازی طرح این سیستمها را قبل از اعمال تغییرات در آنها به نیاز اولیه و اساسی مدیران در این زمینه تبدیل کرده است. به دلیل پیچیدگی غیر خطی و منحصر به فرد طراحی این شبکهها، مهندسان در سالهای اخیر این مشکل را به کمک هوش مصنوعی و الگوریتمهای جستجوگر حل میکنند. در تحقیق حال حاضر به مطالعه موردی در یکی از شهرکهای شهر کرمان و پیدا کردن راه حل آن به کمک الگوریتمهای ژنتیک سریع آشفته و کرم شبتاب و سپس شبیه سازی شبکه با استفاده از نرم افزار WaterGEMS پرداخته شد. ابتدا شبکه آبرسانی منطقه مورد مطالعه در محیط WaterGEMS مدل شده و سپس مشخصات شبکه آبرسانی به الگوریتمهای بهینه سازی وارد گشته و با استفاده از محدودیتهای استاندارد فشار و سرعت، گزینههای بهینه این دو الگوریتم خارج شد. با اجرای مجدد نتایج حاصل از مدلهای بهینه سازی در مدل WaterGEMS و کنترل محدودیتها، به برآورد هزینه و مقایسه آنها با یکدیگر پرداخته شد. بررسی نتایج مدلهای بهینه سازی نشان میدهد که الگوریتم ژنتیک سریع آشفته به میزان %37.7 و الگوریتم کرم شبتاب نیز به مقدار %34.4 توانستهاند تابع هزینه را نسبت به حالت قبل از بهینه سازی شبکه کاهش دهند. در نهایت میتوان بیان نمود که همهی الگوریتمهای بهینه سازی مورد استفاده در این مطالعه توانستهاند به کاهش چشمگیر هزینههای پروژه دست یابند
water network
Optimization
Firefly algorithm
Fast messy genetic algorithm
Kerman
2016
10
22
45
64
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3277_e9f6122d85d36a0444cc007b5dadffe5.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
اثرات رژیم رطوبتی، سدیم وکلسیم بر توزیع عمقی پتاسیم در خاک گچی
مجید
فکری
منصور
میرزایی ورویی
چکیده سابقه و هدف: پتاسیم یکی از عناصر غذایی پرمصرف بوده که نقش اساسی در رشد و متابولیسم گیاه ایفا میکند. آبشویی، یکی از عوامل موثر بر میزان پتاسیم محلول و تبادلی میباشد. مطالعه حرکت پتاسیم در خاکهای کشاورزی به منظور بدست-آوردن توصیه کودی مناسب و کاهش آبشویی آنها به خاک زیرسطحی و خروج از منطقه ریشه امری ضروریست. لذا پژوهش حاضر به بررسی میزان توزیع عمقی پتاسیم محلول و تبادلی تحت تأثیر نمکهای کلسیمی و سدیمی در رژیمهای رطوبتی-های مختلف میپردازد. مواد وروشها: اثرات کاربرد نمکهای کلسیمی و سدیمی بر توزیع عمقی پتاسیم محلول و تبادلی و نسبت آنها در یک ستون خاک آهکی تحت تأثیر رژیمهای رطوبتی مختلف بررسی شد. آزمایش به صورت طرح فاکتوریل در شرایط گلخانه در ستون-های خاک با سه تکرارانجام شد. تیمار نوع نمک شامل چهار سطح (کلرید کلسیم، سولفات کلسیم و کلرید سدیم هریک 10 میلیاکیوالان در کیلوگرم خاک و یکی بدون نمک یا شاهد)، و تیمار رژیم رطوبتی شامل سه سطح (50، 75 و 100 درصد ظرفیت نگهداری آب در خاک ) بود. غلظت پتاسیم محلول و تبادلی در سه عمق خاک (5، 10 و 20 سانتیمتر) در ستونهای خاک اندازهگیری شد. یافته ها: نتایج نشان داد که غلظت پتاسیم محلول تبادلی در نیمرخ خاک بستگی به تیمار رژیم رطوبتی داشت. بیشترین و کمترین پتاسیم محلول یا تبادلی در نیمرخ خاک به ترتیب در رژیمهای رطوبتی 50% و 100% دیده شد و مقدار آنها با افزایش عمق خاک زیاد شد. با افزایش رطوبت خاک نسبت پتاسیم تبادلی به محلول بیشتر شد و به سمت عمق روند کاهشی نشان داد (به عبارت دیگربه علت آبشویی پتاسیم از ستون خاک مقدار پتاسیم محلول بیشتر از تبادلی کاهش یافت). اثرتیمارهای نمک بر پتاسیم محلول در رژیمهای رطوبتی، به طورمعنی داری متفاوت بود. در رژیم های رطوبتی غلظت پتاسیم محلول , حرکت آن در تیمار کلرید سدیم در مقایسه با تیمار گچ بیشتر و از کلرید کلسیم کمتر است. نمکهای کلرید کلسیم > کلرید سدیم > سولفات کلسیم به ترتیب غلظت پتاسیم محلول و تبادلی و همچنین نسبت آن را در نیمرخ خاک افزایش داده، و همراه با بالا رفتن میزان آب خاک، حرکت پتاسیم را در نیمرخ خاک آهکی افزایش دادند. احتمالاً قدرت یونی و ظرفیت کاتیون نمک بکار رفته بر افزایش غلظت پتاسیم محلول و تبادلی در خاک موثربوده است. همچنین یونهای کلسیم باعث هماوری ذرات خاک ودر نتجه افزایش نفوذ پذیری خاک میشوند که دلیل دیگری در مهاجرت بیشتر یون های پتاسیم در حضور کلسیم است. نتیجه گیری: آبشویی زیاد به ویژه در خاکهای شور نه تنها باعث آبشویی پتاسیم و از دسترس خارج شدن این عنصر برای گیاهان میشود بلکه موجب آلودگی منابع آبهای زیرزمینی شده و این امر میتواند خطری جدی برای محیط زیست تلقی شود. در پایان میتوان اظهارکرد که برنامهریزی درست و مدیریت صحیح در استفاده از منابع کودهای پتاسیمی، دقت در مصرف و توجه به کیفیت آب آبیاری از عوامل مؤثر بر کاهش آبشویی پتاسیم قابل جذب برای گیاهان میباشد.
potassium
soil moisture
Sodium
Calcium
2016
10
22
65
81
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3278_97ce6d1b823a03fa6c8e9e070114036b.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
بررسی نقش شیب و ویژگیهای خاک در ایجاد فرسایش شیاری در دامنهها (مطالعه موردی: حوزه آبخیز تهمچای، شمالغرب زنجان)
علیرضا
واعظی
حکیمه
قره داغلی
سعیده
مرزوان
سابقه و هدف: فرسایش شیاری یکی از مهمترین اشکال فرسایش خاک در دامنهها است که به دلیل تمرکز رواناب سطحی به وجود میآید. به طور معمول شیارها به عنوان مسیرهای کوچک و موقت جریان متمرکز هستند که به عنوان منبع مهم رسوب و تحویل رسوب در دامنهها نقش ایفاء میکنند. گسترش شیارها اغلب در اراضی مرتعی تحت چرای شدید که ظرفیت نگهداشت آب آنها پایین بوده و یا در اراضی تازهشخم خورده که ساختمان آنها از بین رفته است، رخ میدهد. فرسایش شیاری بخش بزرگی از فرسایش آبراههای را در این عرصهها به ویژه در مناطق نیمهخشک دربرمیگیرد. فرسایش شیاری در دامنهها میتواند تحت تأثیر عوامل مختلف از جمله خصوصیات توپوگرافی، وضعیت پوشش گیاهی، شرایط بارندگی، ویژگیهای خاک و روش-های مدیریتی قرار گیرد. شناخت عوامل مؤثر بر گسترش فرسایش شیاری برای برنامهریزی مناسب جهت کاهش گسترش این نوع فرسایش ضروری است. این پژوهش تلاشی برای یافتن عوامل مؤثر بر گسترش شیار در دامنههای مرتعی بود. مواد و روشها: برای این منظور تعداد ده دامنه با شیب متفاوت و تحت فرسایش شیاری و فاقد پوشش گیاهی در حوزه آبخیز تهم-چای در شمال غربی زنجان انتخاب شد و تمام مشخصات شیارها همراه با برخی ویژگیهای خاک در آنها اندازهگیری شدند. تفاوت مشخصههای شیار، درجه شیب و ویژگیهای خاک بین دامنهها مورد ارزیابی قرار گرفت. تأثیر تندی شیب و ویژگیهای خاک بر فرسایش شیاری با استفاه از روش ماتریس همبستگی تعیین شد. از روش رگرسیون خطی چندگانه برای ارائه رابطهای برای برآورد فرسایش شیاری در دامنههای منطقه استفاده شد. یافتهها: بر اساس نتایج، غیر از طول شیار، سایر ویژگیهای شیار تفاوت معنیدار بین دامنهها داشتند. همچنین تفاوتی معنیدار بین خاک شیارها از نظر شن، سیلت، رس، هدایت هیدرولیکی اشباع و درصد سدیم تبادلی وجود داشت. مساحت مقطع عرضی شیار از 01/ تا 29/0 متر مربع با میانگین 07/0 مترمربع بین دامنهها متغیر بود. این متغیر بهعنوان شاخص مهم شیار برای توصیف گسترش فرسایش شیاری در دامنهها تشخیص داده شد. این شاخص، همبستگی معنیدار با تندی شیب، سیلت، رس و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک داشت. مقدار مساحت مقطع عرضی شیار در دامنههایی که دارای تندی شیب بالاتری بوده یا در دامنههایی که دارای خاکی با ذرات سیلت و رس بیشتری بودند، بالاتر بود. تجزیه رگرسیونی خطی چندگانه نشان داد که سطح مقطع عرضی شیار رابطهای معنیدار با تندی شیب و درصد سیلت خاک دارد (01/0< P و 38/0=R2). در واقع حدود 38 درصد از تغییرات فرسایش شیاری در دامنههای منطقه، با استفاده از معادله به دست آمده قابل توصیف بود. تندی شیب مهمترین خصوصیت توپوگرافی بود که حدود 20 درصد از تغییرات فرسایش شیاری در دامنهها را تحت تأثیر قرار داد. نتیجهگیری: با توجه به اهمیت تندی شیب و درصد سیلت خاک در بروز فرسایش شیاری، حفظ پوشش گیاهی با جلوگیری از چرای بیرویه برای مهار فرسایش شیاری در دامنههایی است که دارای شیب بالایی بوده و خاک آنها به فرآیندهایی فرسایشی حساس میباشد، بسیارضروری است. نگاهی به معادله به دست آمده نشان میدهد که سایر متغیرهایی در منطقه وجود دارند که به سهم خود گسترش شیارها در منطقه را تحت تأثیر قرار میدهند. شکل شیب، ویژگیهای نیمرخی خاک و پوشش سطح زمین از متغیرهای ناشناختهای بودند که در مطالعات آینده برای ارائه مدلی مطمئن جهت پیشبینی فرسایش شیاری میتوانند مورد بررسی قرار گیرند.
Rangelands
Rill development
Rill characteristics
Semi-arid region
soil loss
2016
10
22
83
100
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3279_2661bf4f805588c05e980d9ec20e4264.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
تلفیق مدلهای HEC-HMS و GLDAS در تخمین رواناب مناطق فاقد آمار
عبدالله
طاهری تیزرو
حدیث
پاکدل خسمخی
صفر
معروفی
مجید
وظیفه دوست
سابقه و هدف: توسعه منابع آب، مستلزم شناخت میزان، توزیع زمانی و مکانی آب، و همچنین ارزیابی دقیق عملکرد آن میباشد. یوسوپ و همکاران (2007) برای مدل سازی بارش-رواناب در یک حوضه کوچک در مالزی از مدل HEC-HMS استفاده کردند و نتایج آن را در هر دو مرحله صحت سنجی و اعتبارسنجی رضایتبخش اعلام نمودند (20). برنامهریزی در مناطق فاقد آمار مستلزم تهیهی دادههای با کیفیت مناسب میباشد، لذا یکی از روشهای رفع این معضل، استفاده از دادههای ماهوارهای میباشد. بدین منظور، مدلهای سطح زمین بزرگ مقیاس نظیر GLDAS که بر اساس مشاهدات ماهوارهای بروز شدهاند، به دلیل ارائه پارامترهای هیدرولوژیکی از اهمیت بالایی برخوردار میباشند و به دلیل پوشش جهانی این دادهها، کاربرد دادههای حاصل از این مدل در مطالعات بارش– رواناب مورد توجه واقع شده است. مدل GLDAS با هدف بررسی روند تغییرات اجزای بیلان آب و انرژی در سطح زمین، اقدام به تولید پارامترهای هواشناسی و هیدرولوژیکی با کیفیت کنترل شده در یک دوره آماری 1948 الی 2014 نموده است. هدف از این تحقیق، ارائه مدل تلفیقی در تخمین آبدهی مناطق فاقد آمار میباشد. مواد و روشها: در این تحقیق مدل GLDAS، با مدل هیدرولوژیکی WMS/HEC-HMS تلفیق شده و از آن به منظور انجام مطالعات بارش– رواناب منطقه پلرود استان گیلان استفاده گردید. در این خصوص از دادههای مشاهداتی ایستگاه طوللات دوره آماری 2005-2003 برای واسنجی و سال 2006 برای صحتسنجی از طریق دو روش SMA و SCS به کار برده شد. در این رابطه، برای روش SCS پارامترهای مورد نیاز نظیر شماره منحنی، زمان تاخیر و میزان تلفات توسط نرم افزار مورد واسنجی قرار گرفت. برای روش SMA نیز، پارامترهای ذخیره خاک، نرخ نفوذ خاک، ضریب ذخیره لایه زیرزمینی اول و دوم و سایر پارامترهای مربوطه واسنجی شدند. پس از ارزیابی نتایج مدلGLDAS ، به بررسی دادههای بارش، روانابهای سطحی و زیرسطحی و دما در پیکسل مربوط به ایستگاه هیدرومتری طول-لات، در 10 سال 2013-2004 پرداخته شد. سپس با استفاده از مدل WMS/HEC-HMS رواناب منطقه در مقیاس کل حوضه، با بکارگیری دو روش تلفات SCS و SMA، سالهای 2009-2004 برای واسنجی ضرایب، و سالهای 2013-2010 برای صحتسنجی شبیهسازی شد. نتایج نشان داد که هر دو روش SMA و SCS، در مرحله تلفیق دو مدل HEC-HMS و GLDAS نتایج بهتری را ارائه میدهند. ارزیابی نتایج بر اساس معیارهای ضریب تعیین (R2)، ضریب نش- ساتکلیف (E)، خطای Bias، RMSE و درصد خطا نشان داد که تلفیق دو مدل HEC-HMS و GLDAS ابزار مفیدی جهت تخمین رواناب در نقاط فاقد آمار حوضههای آبریز خواهد بود. یافتهها: نتایج نشان داد تلفیق دو مدل HEC-HMS و GLDAS در روش تلفات SMA، در سال 2013 (دوره صحتسنجی)، با ضریب تعیین 8/0، ضریب نش- ساتکلیف 77/0، معیار خطای 5/1 و 1/6 بهترین عملکرد را دارد. همچنین مدل تلفیقی با در نظر گرفتن روش SCS در سال 2005 (دوره واسنجی) با ضریب تعیین 9/0، ضریب نش- ساتکلیف 86/0، معیار خطای 78/0 و 5/2 بهترین نتایج را ارائه داده است. به طور کلی نتایج این تحقیق بیانگر آن است که عملکرد مدل از طریق هر دو روش تلفات SMA و SCS قابل قبول میباشد. همچنین مدل در تخمین سیلابهای لحظهای و مقادیر اوج آنها بهتر از جریانهای غیر سیلابی عمل میکند. اگرچه در هر دو مورد، مدل نتایج قابل قبولی داشتند. نتیجهگیری: به طور کلی مدل تلفیقی HEC-HMS و GLDAS ارائه شده در این تحقیق، ابزار قابل قبولی جهت پیشبینی رواناب در مناطق فاقد آمار میباشد.
simulation
WMS/HEC-HMS
GLDAS
Poulrood Basin
2016
10
22
101
118
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3280_cce6787e844b09c2400364c7bacb6859.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
پیش بینی مشخصات کانال های پایدار با استفاده از محاسبات نرم
سید مرتضی
سیدیان
معصومه
فراستی
علی
حشمت پور
ابوالحسن
فتح آبادی
سابقه و هدف: از موضوعات مهم در مهندسی رودخانه تعیین مشخصات آبراهه پایدار شامل عرض، عمق و شیب است که بیش از یک قرن مورد توجه بوده است. طراحی پایدار یک آبراهه در کارهای مختلفی مانند مهندسی رودخانه، کنترل سیل و انتقال آب مورد استفاده قرار میگیرد. آبراهههای پایدار معمولاً توسط روابط تجربی که گاهی دقت بسیار کمی دارند طراحی میشود. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی دو روش ANFIS و SVM در تخمین مشخصات آبراهه پایدار است. مواد و روشها: تعداد 325 داده اندازهگیری شده از مشخصات آبراهههای طبیعی و تحقیقات آزمایشگاهی برای آموزش، ارزیابی و آزمایش دو روش ANFIS و SVM مورد استفاده قرار گرفت. سیستم نوروفازی که ترکیب شبکه عصبی با منطق فازی میباشد اولین بار توسط ژانگ 1993 معرفی شد. ماشین بردار پشتیبان در الگوریتمهای رگرسیون و طبقهبندی استفاده میگردد. 60% دادهها برای آموزش، 20% برای ارزیابی و 20% باقیمانده برای آزمایش استفاده شد. برای برآورد مشخصات آبراهه از دو ورودی شامل: 1- دبی و 2- دبی و قطر متوسط رسوب استفاده شد. از روابط تجربی افضلی مهر و همکاران، بری و سیمونز و آلبرتسون برای مقایسه با دو روش ANFIS و SVM استفاده گردید. یافتهها: روشهای ANFIS و SVM با ورودی (2) نسبت به (1) عرض را به ترتیب حدود 50% و 80% و عمق را به ترتیب 61% و 40% با خطای کمتری تخمین زدند. دقت پیشبینی ANFIS و SVM در دامنههای مختلف عرض و عمق متفاوت است. هر دو روش نتوانستند شیب را پیشبینی کنند. رابطه تجربی بری که عمق و عرض را با دقت قابل قبولی پیشبینی میکند در تخمین شیب دارای دقت کمی است. نتیجهگیری: نتایج نشان داد هر دو روش با ورودی (2) تغییرات هندسی آبراهه را با دقت قابل قبولی شبیهسازی میکنند و عرض و عمق را به خوبی تخمین میزنند. به طور کلی قابلیت تخمین عرض بیشتر از عمق است و هر دو روش با ورودی (1) و (2) قادر به تخمین شیب کانال پایدار نمیباشند. در اعماق کمتر از 2 متر تأثیر قطر متوسط رسوب نسبت به دبی بر پیشبینی عمق کم است. تغییرات شیب فقط به دبی و قطر متوسط رسوب بستگی ندارد و پارامترهای دیگری در تغییرات آن تأثیر دارند. تأثیر پارامترهای ناشناخته بر شیب-های بیشتر از 5/0% بیشتر است زیرا هر دو روش هیچ تخمین قابل قبولی ارائه نکردهاند. رابطه بری نسبت به دو رابطه سیمونز و آلبرتسون و افضلی دارای دقت بیشتری در پیشبینی مشخصات آبراهه است. مقایسه ANFIS با روابط تجربی نشان داد مشخصات آبراهه پایدار توسط ANFIS با دقت بیشتری نسبت به روابط تجربی پیشبینی میشود.
Stable channel
Geometry
ANFIS
SVM
2016
10
22
119
135
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3281_afa9a2f956b84db29278b2a467b61ce1.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
بسط روابطی به منظور تخمین الگوی توزیع نیترات در سیستم آبیاری قطرهای زیر سطحی
بختیار
کریمی
عادل
سلطانی
سابقه و هدف: کاربرد همزمان کود و آب در سیستم آبیاری قطرهای به عنوان یک روش موثر و اقتصادی برای کشاورزی شناخته شده است. همچنین عدم مدیریت بهینه در آبیاری قطرهای باعث عدم کارایی توزیع آب و کود میشود. بدین وسیله مصرف بیش از حد آب و نیتروژن نه تنها عملکرد محصول را کاهش میدهد بلکه باعث آلوده شدن آبهای زیر زمینی میشود. با توجه به اینکه کیفیت آب سطحی و زیر زمینی در مناطق خشک از اهمیت قابل توجهی برخوردار است پس یک دستورالعمل جامع برای مدیریت کردن سیستم آبیاری قطرهای به منظور کشاورزی پایدار امری ضروری است. مواد و روشها: شبیهسازی توزیع نیترات در خاک با استفاده پارامترهای زودیافت میتواند کمک شایانی به طراحی سیستم-های آبیاری قطرهای زیر سطحی کند. در این مطالعه، به منظور شبیهسازی آن، آزمایشهایی برروی سه نوع بافت مختلف خاک و با هدف ارائة معادلاتی به منظور تخمین توزیع نیترات در خاک در جهات مختلف در سیستمهای آبیاری قطرهای سطحی انجام پذیرفت.در این تحقیق، آزمایشها در یک مدل پلکسیگلاس شفاف با ابعاد m5/0×m22/1×m3 و برروی سه نوع بافت (متوسط، سنگین و سبک) به انجام رسید. قطرهچکانها در سه عمق cm15، cm30 و cm45 مورد ارزیابی قرار گرفتند. دبی قطرهچکانها با زمان آبیاری 6 ساعت و با مقادیر 4/2 (Q1)، 4 (Q2)و 6 (Q3) لیتر در ساعت اعمال گردید. همچنین تیمارهای کود آبیاری شامل سه تیمار با غلظت نیترات 125، 250 و 375 میلی گرم در لیتر بود. به منظور اعمال تیمارهای کود آبیاری در این تحقیق از کود اوره (CH4N2O) (46 درصد ازت) استفاده گردید. یافتهها: سپس، به کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از آنالیز ابعادی روابطی به منظور شبیهسازی توزیع نیترات در سیستمهای آبیاری قطرهای زیر سطحی و برای سه نوع بافت مورد بررسی ارائه گردید که تابعی از نیترات اولیه خاک، غلظت نیترات در کود آبیاری، رطوبت اولیه خاک، فاصله شعاعی نقاط مورد نظر، حجم آب کاربردی در زمان آبیاری، هدایت هیدرولیکی خاک و دبی قطرهچکان می-باشد. نتایج ارزیابی بین مقادیر اندازهگیری و شبیهسازی شده برای مدلهای توزیع نیترات در خاک بیانگر آن است که این مدلها علی رغم پیچدگی خاص توزیع یون نیترات (به دلیل فعل و انفعالات و واکنشهایی که نیترات در خاک انجام میدهد که شامل پدیده نیتریفیکاسیون و دینیتریفیکاسیون میباشد) در خاک، دارای عملکرد مناسبی میباشد. نتایج ارزیابی بین مقادیر اندازه-گیری و شبیهسازی در خاک مورد استفاده در این تحقیق نشان میدهد که این مدلها برای اعماق مختلف نصب قطرهچکان دارای پیشبینی نسبتاً مناسبی بوده و همچنین پارامترهای آماری مربوط به این ارزیابی نیز نشان داد که این پارامترها در دامنه قابل قبولی میباشد. نتیجهگیری: نتایج مقایسه بین مقادیر اندازهگیریشده و شبیهسازیشده نشان داد که این مدلها با دقت بالایی نیترات را پیشبینی می-کنند. کاربرد این معادلات در طراحی سیستمهای آبیاری قطرهای زیر سطحی میتواند منجر به بهود عملکرد این سیستمها گردد.
Dimension analysis
Nitrate
Surface drip irrigation
simulation
2016
10
22
137
154
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3282_37538e93999eca469652c042fefe199f.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
بررسی تأثیر شیب همزمان وجههای بالادست و پاییندست بر عملکرد هیدرولیکی سرریز کنگرهای مستطیلی
مهسا
اسکوئی
علی رضا
عمادی
علی
شاهنظری
سابقه و هدف: سرریزها سازههای هیدرولیکی مهمی میباشند که برای تنظیم سطح آب، اندازهگیری جریان و تخلیه سیلاب در کانال-ها، رودخانهها و مخازن سدها احداث میشوند. سرریزها بر اساس شکل تاج در عرض رودخانه، به دو گروه مستقیم و غیر مستقیم تقسیم میشوند. یکی از راهکارهای موثر و اقتصادی برای افزایش ظرفیت تخلیه در عرض مشخص سرریزها، استفاده از سرریز کنگرهای میباشد. هدف اصلی از طرح کنگرهای سرریزها، افزایش طول سرریز بهوسیله غیر خطی کردن شکل آن در پلان میباشد.. عوامل موثر بر ضریب دبی سرریز کنگرهای از موارد مهمی میباشد که باید به آن توجه شود. این مشخصه از جریان تحت تاثیر پارامترهای متعددی است که تغییر در هر یک از آنها نسبت به حالت استاندارد، شرایط جریان و راندمان تخلیه این سازهها را تحت تاثیر قرار میدهد. یکی از این پارامترها شیب وجههای بالادست و پایین دست سرریز کنگرهای میباشد. هدف از این پژوهش بررسی آزمایشگاهی اثر شیب همزمان وجههای بالادست و پاییندست بر عملکرد هیدرولیکی سرریز کنگرهای مستطیلی میباشد. مواد وروشها: در این پژوهش 5 مدل سرریز کنگرهای مستطیلی در 4 شیب مختلف وجههای بالادست و پاییندست به صورت هم زمان با استفاده از مدل آزمایشگاهی بررسی شد. پارامترهای موثر با استفاده از تجزیه و تحلیل ابعادی به روش باکینگهام در قالب شناسههای بدون بعد بهدست آمد. آزمایشها در فلومی با مقطع مستطیلی به طول 12 متر، عرض 5/0 متر و ارتفاع 8/0 متر با محدوده دبی 10 تا 70 لیتر بر ثانیه اجرا شد. سرریزهای مورد آزمایش از جنس پلکسی گلاس با ضخامت 10 میلیمتر و تعداد 2 سیکل ساخته شد. سرریزها با هندسههای متفاوت که عبارتند از ارتفاعهای 15، 20 و 25 سانتیمتر و همچنین طول تاجهای 075/1، 275/1 و 675/1 مورد بررسی قرار گرفت. زاویه شیب سرریزهای مورد آزمایش بهترتیب از حالت سرریز کنگرهای مستطیلی بدون شیب به زاویههای 15، 30 و 45 درجه نسبت به رأس تاج سرریز تغییر یافت. یافتهها: نتایج نشان داد در محدوده دبیهای کم، با ایجاد شیب همزمان وجههای بالادست و پاییندست در مدل سرریز کنگرهای مستطیلی، ضریب دبی سرریز نسبت به حالت بدون شیب مدل حدود 12 درصد کاهش مییابد. با افزایش پارامتر بدون بعد Ht/P از میزان کاهش ضریب دبی سرریز کاسته میشود. در محدوده دبیهای زیاد ضریب دبی سرریز کنگرهای مستطیلی با شیب همزمان وجه-های بالادست و پاییندست بیشتر از ضریب دبی سرریز کنگرهای مستطیلی بدون شیب میگردد. علاوه بر این نتایج این پژوهش نشان داد که افزایش ارتفاع سرریز در مدل سرریز کنگرهای مستطیلی با شیب همزمان وجههای بالادست و پاییندست، ضریب دبی سرریز را در حدود 18 درصد افزایش میدهد. همچنین نتایج حاکی از آن بود که افزایش طول موثر سرریز در مدل سرریز کنگرهای مستطیلی با شیب همزمان وجوه باعث کاهش تقریبأ 13 درصدی ضریب دبی سرریز در نسبتهای Ht/P بیشتر از حدود 3/0 میشود. نتیجهگیری: با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش میتوان نتیجه گرفت که شیبدار نمودن همزمان وجههای بالادست و پاییندست سرریز کنگرهای مستطیلی نقش موثری در کارآئی این سرریز دارد. بهطوریکه در دبیهای بالا بهمنظور بهبود عملکرد هیدرولیکی سرریز کنگرهای مستطیلی میتوان از ایجاد شیب همزمان دو وجه استفاده نمود.
Non-linear weir
Apron
Flow coefficient
physical model
2016
10
22
155
169
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3283_63f51cdee00cd65914fac919f7a20a5c.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
تاثیر میزان رطوبت خاک بر دینامیک کربن و نیتروژن آلی بقایای گیاهی یونجه و جو
زهرا
نجفی
احمد
گلچین
سعید
شفیعی
چکیده سابقه و هدف: میزان کربن و نیتروژن آلی خاک توسط دو فاکتور اساسی شامل میزان کربن و نیتروژن ورودی به خاک و سرعت تجزیهی آنها کنترل میشود. ترکیبی از فاکتورهای محیطی و بیولوژیکی در سرعت معدنی شدن کربن و نیتروژن آلی در خاک نقش دارند و میکروبها عامل اصلی در تجزیه کلش و بقایای گیاهی هستند. فاکتورهای غیر زنده شامل دما، نوع خاک، چگالی ظاهری، رطوبت خاک و کیفیت آب آبیاری از طریق تاثیرگذاری بر فعالیتهای میکروبی بر معدنی شدن کربن و نیتروژن آلی موثرند. سرعت معدنی شدن کربن و نیتروژن آلی در مناطقی با دما و رطوبت بالا نسبت به مناطق سرد و خشک بیشتر است. با توجه به رابطهی معکوس بین رطوبت خاک و میزان تهویه هدف این آزمایش بررسی تاثیر سطوح مختلف رطوبت خاک بر دینامیک کربن و نیتروژن آلی بقایای گیاهی یونجه و جو بود. مواد و روشها: بهمنظور بررسی تاثیر میزان رطوبت خاک بر دینامیک کربن و نیتروژن آلی یک آزمایش به صورت کرتهای دو بار خرد شده، بر پایهی طرح کاملا تصادفی، با سه تکرار و با استفاده از کیف کلش به اجرا در آمد. فاکتورهای مورد بررسی در این آزمایش شامل نوع بقایای گیاهی در دو سطح (جو و یونجه)، سطوح رطوبتی خاک در پنج سطح (10، 25، 50، 75 و 100 درصد رطوبت اشباع) و مدت زمان خوابانیدن بقایا در چهار سطح (1، 2، 3 و 4 ماه) بودند که به ترتیب در کرتهای اصلی، فرعی و فرعی- فرعی قرار داده شدند. پس از سپری شدن فواصل زمانی خوابانیدن، کیفهای کلش از خاک خارج و پس از اندازهگیری وزن بقایای گیاهی باقیمانده در آنها میزان کربن آلی بقایا بهروش خاکستر کردن در دمای 450 درجهی سانتیگراد به مدت پنج ساعت و میزان نیتروژن کل با استفاده از روش کلدال اندازهگیری شد. مقدار هدررفت کربن و نیتروژن آلی از کسر میزان کربن و نیتروژن باقیمانده در هر بازه زمانی از میزان کربن و نیتروژن آلی باقیمانده در بازهی زمانی ما قبل آن محاسبه گردید. یافتهها: در رطوبتهای 10، 25، 50، 75 و 100 درصد رطوبت اشباع به ترتیب 05/12، 21/54، 59/70، 52/66 و 42/62 درصد کربن بقایای یونجه و 36/10، 37/48، 63/60، 38/59 و 29/55 درصد کربن بقایای جو در یک دورهی چهار ماهه تلف گردید. همچنین مقدار هدررفت نیتروژن آلی در سطوح رطوبتی ذکر شده برای بقایای یونجه به ترتیب 54/20، 65/57، 44/70، 62/59 و 51/57 درصد و برای بقایای جو به ترتیب 68/11، 05/56، 61/63، 27/52 و 58/47 درصد در یک دورهی چهار ماهه بود. نتیجهگیری: مقدار هدررفت کربن و نیتروژن آلی بقایا در اولین ماه خوابانیدن بهمراتب بیشتر از سه ماههی بعدی خوابانیدن بود. نتایج همچنین نشان دادند که کمبود رطوبت خاک در مقایسه با بیش بود آن (کمبود تهویه) عامل محدود کنندهتری برای تجزیهی بقایای گیاهی بود و در حالت اشباع نیز مقدار قابل توجهی از کربن و نیتروژن آلی بقایا تجزیه گردید.
Key words: Soil moisture
Organic carbon and nitrogen dynamic
Decomposition of plant residue
Alfalfa residue
Barley residue
2016
10
22
171
186
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3284_95c218987c28545f5d3a45c0b129b471.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
بررسی کارایی روش گیاهپالایی در حذف فسفات از زهآب اراضی شالیزاری استان گیلان (مطالعه موردی: گیاهان وتیور، تیفا و نی)
مریم
نوابیان
کتایون
کوچکی پستکی
مهدی
اسمعیلی ورکی
فسفر مهمترین ماده مغذی موثر در پدیده خوراکوری منابع آب سطحی است. فرسایش ذرات خاک، از عوامل هدررفت فسفر از اراضی کشاورزی و تخلیه آن به زهکشهای کشاورزی محسوب میشود. گیاه پالایی از سال 1980 به عنوان یک راهکار اجرایی و ارزان برای حذف آلایندهها به کار گرفته میشود. در گیاهپالایی انتخاب گیاهی که علاوهبر توانایی بالای جذب آلایندهها، امکان رشد در شرایط آلوده و تعرق بالا داشته باشد، اهمیت بسیاری دارد. تا کنون طیف وسیعی از گیاهان و درختها به منظور سنجش قابلیت کاربرد در فرآیند گیاهپالایی در سراسر دنیا مورد بررسی قرار گرفتهاند. در پژوهش حاضر توانایی جذب فسفات توسط سه گیاه نی، تیفا و وتیور به منظور ارزیابی توانایی گیاهپالایی آنها در کاهش فسفات زهآب اراضی شالیزاری استان گیلان، آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا 18 مخزن خاک آماده و پس از کشت گیاهان، آب حاوی کود سوپر فسفات تریپل با غلظت 8 میلیگرم بر لیتر فسفات و نیترات پتاسیم در دو سطح 10 و 20 میلیگرم بر لیتر نیترات در طول مدت آزمایش جهت شبیهسازی کیفی زهآب منطقه استفاده شد. مخازن با خاک با بافت سیلتی لوم پر و دو هفته بعد از کشت گیاهان و پس از اطمینان از استقرار گیاهان، محلول کود با ارتفاع 10 سانتیمتر روی سطح خاک در تمام طول مدت آزمایش به مخازن اعمال شدند. در طول آزمایش، توانایی کاهش فسفات توسط گیاهان در عمقهای 35 و 70 سانتیمتر با اندازهگیری مقادیر ارتوفسفات عصاره خاک بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار جذب ارتوفسفات مربوط به گیاه نی در غلظت 10 و در عمق 35 سانتیمتر به میزان 8/99 درصد و کمترین مقدار آن در عمق 35 سانتیمتر و غلظت 20 میلیگرم بر لیتر، به میزان 2/99 درصد توسط گیاه وتیور روی داد. میزان کاهش ارتوفسفات خاک توسط گیاه تیفا نیز در غلظت 10 و در عمق 70 سانتیمتری خاک 9/99 درصد بود. نتایج نشان از تاثیر میزان حذف ارتوفسفات از غلظت نیترات زهآب داشت بنابراین در طراحی سیستم گیاهپالایی میبایست غلظت نیترات زهآب مد نظر قرار گیرد. گیاه نی بهدلیل دارا بودن میانگین ارتوفسفات 019/0 میلیگرم بر لیتر و نیز خطای استاندارد 001/0، عملکرد بهتری نسبت به دو تیمار گیاهی دیگر در جذب ارتوفسفات از خود نشان داد. بعد از گیاه نی، گیاهان تیفا و وتیور بهترتیب با مقادیر میانگین ارتوفسفات 035/0 و 138/0 میلیگرم بر لیتر توانستند در جذب ارتوفسفات عمل نمایند. علاوه بر این نتایج نشان داد که افزایش عمق در گیاهان وتیور و نی منجر به کاهش حذف ارتوفسفات میشود.با توجه به نتایج این پژوهش، گیاه نی به عنوان مناسبترین گیاه برای حذف فسفات بخش کشاورزی به خصوص در سیستم گیاهپالایی زهکش سطحی در استان گیلان پیشنهاد میشود.
Green Remediation
Phosphorus and Urea Fertilizer
Pollution of Water Resources
Surface Drainage
2016
10
22
187
202
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3285_35912faab39b6924afd1d324a9604d80.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
اشتقاق توابع انتقالی مناسب برای برآورد برخی ویژگیهای دیریافت خاک
جواد
سیدمحمدی
لیلا
اسماعیل نژاد
محمود
شعبانپور
سابقه و هدف: اندازهگیری مستقیم برخی خواص خاک ممکن است مشکل، هزینهبر و وقتگیر باشد. بنابراین این خواص میتوانند به اسانی از دادههای زودیافت تخمین زده شوند. ظرفیت تبادل کاتیونی یک شاخص مهم حاصلخیزی و ظرفیت ذخیره آلایندهها در خاک میباشد. ویژگیهای هیدرودینامیکی خاک تعیین کننده جریان آب در خاک-گیاه- اتمسفر بوده که کنترل کننده فرآیندهایی مانند تغذیه آبی و جریان عناصر مغذی بین خاک و پوشش گیاهی میباشد. شناخت خواص هیدرودینامیک خاک برای مدلسازی فرآیندهای فیزیکی مربوط به ذخیره رطوبت خاک دارای اهمیت است. علیرغم پیشرفتهای زیاد در روشهای اندازهگیری، تعیین دقیق خواص هیدرولیکی خاک بخصوص برای خاکهای دستنخورده و در محدوده خشک منحنی رطوبتی همچنان مشکل است. همچنین اندازهگیری خواص هیدرولیکی و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک زمانبر، مشکل و پرهزینه است. به همین دلیل، این مطالعه سعی در توسعه توابع انتقالی مناسب برای تخمین رطوبت ظرفیت زراعی، نقطه پژمردگی دایم و ظرفیت تبادل کاتیونی خاکهای نواحی جنوب استان گیلان دارد. مواد و روشها: محدوده مورد مطالعه درمنطقه گیلوان در جنوب استان گیلان واقع شده است. اقلیم منطقه اریدیک بوده، بارندگی سالیانه 245 میلیمتر و میانگین درجه حرارت 18 درجه سانتیگراد است. 240 نمونه خاک از لایه 0 تا 30 سانتیمتری جمع آوری شد. سپس خواصی چون رس، شن و سیلت، آهک، مواد آلی، جرم مخصوص ظاهری و گچ اندازهگیری شدند. اولین مرحله در مطالعات آماری بررسی نرمال بودن دادهها است. برای تعیین نرمال بودن دادهها ازآزمون کولموگروف-اسمیرنوف استفاده شد. دادهها به دو دسته آزمون (25%) و آموزش (75%) تقسیم شدند. این تقسیمبندی به گونهای انجام گرفت که ویژگیهای آماری هر دو گروه مثل حداقل، حداکثر، انحراف معیار و ... یکسان باشند. سپس مدلهای رگرسیون و شبکه عصبی بر دادههای آموزش اعمال شد. برای جلوگیری از خطا در فرآیندهای شبکه عصبی، دادهها به مقیاس استاندارد از 1/0 تا 9/0 تبدیل شد. توابع پرسپترون چند لایه، پس انتشار، و لونبرگ-مارکواردت برای توسعه شبکههای عصبی مصنوعی توسعه یافت. برای ارزیابی مدلها از معیارهای RMSE، R2، و MEF استفاده شد. یافتهها: در تجزیه رگرسیون، برای ظرفیت تبادل کاتیونی، درصد رس و مادهآلی، برای مقدار ظرفیت زراعی، رس، سیلت و جرم مخصوص ظاهری و برای نقطه پژمردگی دایم، درصد رس دارای تأثیر معنادار در مدلهای توسعه یافته بودند. ضرایب تبیین در مدلهای رگرسیون ایجاد شده برای ظرفیت تبادل کاتیونی، ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی دایم به ترتیب برای خطی 72/0، 84/0 و 73/0 و غیرخطی 78/0، 87/0 و 74/0 بودند. بهترین توابع انتقالی توسعه یافته برای خواص دیر یافت در شبکه عصبی مصنوعی از مدل پرسپترون چندلایه با 2 لایه پنهان، 8 نرون برای ظرفیت زراعی و پژمردگی و 6 نرون برای ظرفیت تبادل کاتیونی با در نظر گرفتن همه ورودیها بدست آمد. ضریب تبیین برای ظرفیت تبادل کاتیونی 98/0، رطوبت ظرفیت زراعی 99/0 و رطوبت نقطه پژمردگی دائم 98/0 بود. مدلهای شبکه عصبی برای تعیین خواص دیریافت با ورودی از دادههای زودیافت که دارای بیشترین ضریب حساسیت بودند، طراحی شدند. نتایج این مدلها شبیه به مدلهای رگرسیون غیرخطی بود. نتایج در استفاده از دادههای آزمون، نشان داد که مدلهای بدست آمده از شبکههای عصبی با ورودی شامل همه دادههای زودیافت دقیقتر از مدلهای رگرسیون بود. نتیجهگیری: در روش رگرسیون، مدلهای غیرخطی برای پیشبینی خواص دیریافت دقیقتر از مدلهای خطی بودند. در شبکههای عصبی مصنوعی مدلهایی با تمام ورودیهای زودیافت دقیقتر از مدلهایی بودند که شامل ورودیهای زودیافت که دارای بیشترین ضریب حساسیت بودند. در صورتیکه تعداد دادههای زودیافت ورودی کافی نباشند مدلهای رگرسیونی میتوانند دقت قابل قبولی داشته باشند. اما اگر این دادهها کافی باشند شبکههای عصبی مصنوعی دقت بیشتری خواهند داشت. دقت شبکههای عصبی با کاهش پارامترهای ورودی کاهش مییابد.
Artificial neural network
Difficulty available properties
Guilan
Regression
Soil pedotransfer functions
2016
10
22
203
217
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3286_b4d279c4e5ee4e716eeae391e7d0d400.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
ﺗﺄثیر عمق و فاصله زهکش های زیرزمینی بر شدت زهکشی اراضی شالیزاری (مطالعه موردی: اراضی ﻣﺆسسه تحقیقات برنج کشور)
مریم
علیزاده
پیمان
افراسیاب
محمدرضا
یزدانی
عبدالمجید
لیاقت
معصومه
دلبری
سابقه و هدف: با توجه به منابع محدود خاک و اراضی حاصلخیز، لزوم حداکثر استفاده از پتانسیلهای اقلیمی منطقه، ایجاد شرایط مناسب برای تنوع کاربری اراضی در دوره زراعی سالانه و مهمتر از همه تکمیل طرحهای تجهیز و نوسازی اراضی و به ثمر رساندن هزینههای انجام شده، میتوان با ایجاد زهکشی زیرزمینی، علاوه بر ایجاد شرایط مناسبتر برای کاشت، داشت و برداشت برنج، امکان کشت محصولاتی غیر از برنج را در فصل مرطوب فراهم نمود. لذا در این تحقیق ﺗﺄثیر عمق و فاصله زهکشهای زیرزمینی بر شدت زهکشی در سه مرحله مهم زهکشی (زهکشی میانفصل، زهکشی در زمان برداشت برنج و زهکشی در زمان کشت دوم) مورد ارزیابی قرار گرفته است. مواد و روشها: دادههای مورد نیاز تحقیق از اراضی شالیزاری ﻣﺆسسه تحقیقات برنج کشور واقع در شهرستان رشت در زمینی به مساحت یک هکتار در سال زراعی 1393 بهدست آمد. تیمارهای مورد آزمایش عبارت بودند از: عمق 8/0 متر با فاصله 5/7 متر (L7.5D0.8)، عمق 8/0 متر با فاصله 10 متر (L10D0.8)، عمق 8/0 متر با فاصله 15 متر (L15D0.8)، عمق 1 متر با فاصله 5/7 متر (L7.5D1)، عمق 1 متر با فاصله 10 متر (L10D1) و عمق 1 متر با فاصله 15 متر (L15D1). طول کلیه خطوط 40 متر و جنس لولهها پیویسی موجدار با قطر 125 میلیمتر میباشد. از پوسته برنج به عنوان پوشش اطراف لولههای زهکش استفاده شد. یافتهها: نتایج نشان داد که تفاوت بین تیمار L7.5D0.8 با تیمارهای L10D0.8،L15D0.8 و L7.5D1 در سطح آماری 1% معنیدار گردید. همچنین در مرحله زهکشی میانفصل، زهکشهای زیرزمینی با فاصله 5/7 متر و عمق 1 متر تقرﻳباً باعث 4 برابر شدن شدت زهکشی نسبت به زهکشهایی با فاصله 5/7 متر و عمق 8/0 متر میشود. تفاوت بین تیمارهای L7.5D0.8 و L10D0.8 قبل شخم (وجود درز و ترک بیشتر) از لحاظ آماری معنیدار نگردید، همچنین تفاوت بین تیمارهای L7.5D0.8 و L15D0.8 در سطح آماری 5% معنیدار گردید. همچنین تفاوت بین تیمارهای L7.5D0.8 و L7.5D1 در سطح آماری 1% و تفاوت بین تیمارهای L10D0.8 و L15D0.8 در سطح آماری 1% معنیدار گردیده است. به عبارتی در زهکشهای زیرزمینی با فاصله 5/7 متر و عمق 1 متر میزان دبی خروجی نسبت به عمق 8/0 متر افزایش یافت. تفاوت بین اکثر تیمارها در زمان زهکشی به منظور کشت دوم قبل از شخم در نقطه اوج هیدروگراف خروجی میباشد. نتیجهگیری: ترکهای به جا مانده از انجام زهکشی میانفصل و زهکشی در زمان برداشت برنج، نقش کلیدی و حساسی در زهکشی زیرزمینی و پارامترهایی نظیر شدت زهکشی در زمان کشت دوم دارد.
Subsurface Drainage
Paddy field
Drainage Intensity
Mid-Season Drainage
Crack
2016
10
22
219
233
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3287_3943fad2719969266e5651ea819c5be0.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
تاثیر بیوچار و کمپوست باگاس نیشکر بر برخی ویژگیهای مکانیکی خاک
هدیه
بهنام
احمد
فرخیان فیروزی
عبدالامیر
معزی
کمبود مواد آلی در اکثر خاکهای ایران موجب پدید آوردن مشکلاتی از قبیل ناپایداری ساختمان خاک، تراکم و در نتیجه تخریب اراضی شده است. یکی از روشهای بهبود کیفیت خاک کاربرد کمپوست و بیوچار ارزان قیمت است. بیوچار مادهای غنی از کربن است که از حرارت دادن بیومس در شرایط اکسیژن محدود تهیه میشود. هر چند بیوچار به عنوان اصلاح کننده ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک شناخته شده است اما تاکنون اطلاعات اندکی در مورد تاثیر این ماده بر بهبود خصوصیات مکانیکی خاکهای سنگین بافت وجود دارد. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر کاربرد بیوچار باگاس نیشکر و کمپوست باگاس نیشکر به عنوان اصلاح کننده بر برخی ویژگیهای مکانیکی خاک مانند مقاومت برشی، ضریب انبساط و انقباضپذیری و حدود پایایی خاک شامل رطوبت حد روانی ، حد خمیری و شاخص خمیرایی میباشد. بدین منظور آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی وبا سه تکرار اجرا شد. سطوح صفر، 2%، 4% و 6% وزنی بیوچار باگاس نیشکر و سطوح صفر، 10، 20 و 30 تن در هکتار کمپوست باگاس نیشکر در ستونهایی از جنس PVC به طول 45 و قطر 10 سانتیمتر به خاک اضافه شد. بیوچار به روش پیرولیز در دمای 550 درجه سانتیگراد و در مقیاس آزمایشگاهی تهیه شد. پس از تهیه ستونهای خاک، تیمارها در گلخانه در رطوبت 70 درصد ظرفیت مزرعه به مدت 6 ماه گرماگذاری شدند. نتایج نشان داد کلیه تیمارهای بیوچار و کمپوست به طور معنیداری موجب کاهش مقاومت برشی خاک شدند-(01/0 p
Soil amendment
Shear strength
consistency limit
coefficient of linear extensibility
2017
01
01
235
250
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3288_90cc43eb07c1fa6e1b5668bad764f1dc.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
بررسی آزمایشگاهی اثر ارتفاع، شکل و محل قرارگیری موانع گابیونی در کنترل جریان غلیظ رسوبی
میر علی حبیب
محمدی
سید امین
اصغری پری
سید محسن
سجادی
به فرآیندی که یک جریان رسوبی در زیر یک جریان شفاف حرکت میکند و رسوبات را به سمت دریاچه و اقیانوسها منتقل میکند جریان غلیظ میگویند. پدیده جریان غلیظ بدلیل تغییرات چگالی بین دو سیال بوجود میآید و از فاکتورهای مهم در زمینه انتقال رسوب در مخازن سدها میباشد. آگاهی از سرعت پیشانی این جریانها یکی از پارامترهایی است که در مخازن سدها دارای اهمیت بسیار است. انتقال رسوبات توسط جریان غلیظ به کنار بدنه سد، علاوه بر کاهش حجم مخزن باعث تاثیر بر المان های کلیدی سد از جمله ورودی رسوبات به آبگیر نیروگاه می شود، لذا کنترل ، استهلاک یا انحراف جریان غلیظ در افزایش عمر مفید سد نقش بسزایی دارد. روش های مختلفی جهت کنترل و استهلاک جریان غلیظ در مخازن سدها وجود دارد، که از آن جمله می توان استفاده از موانع نفوذناپذیر، نفوذ پذیر و جت آّب ، جت هوا و استفاده توام مانع و زبری را نام برد. در تحقیق حاضر به بررسی و توصیف اثر ارتفاع، شکل و فاصله از ورودی جریان، یک مانع گابیونی به عنوان مانع با نفوذپذیر کم جهت کنترل جریان غلیظ رسوبی پرداخته شده است. آزمایشات در فلومی شیبپذیر به طول 10 متر، عرض 30 و ارتفاع 45 سانتیمتر و در دو شیب 0 و 5/2 درصد صورت پذیرفت. سرعت پیشانی جریان غلیظ بهوسیله کرنومتر در حین آزمایش اندازه گیری و از دوربین فیلمبرداری برای کنترل محاسبات استفاده گردید. از 2 نمونه گیر سیفونی در قبل و بعد از مانع برای اندازهگیری غلظت جریان رسوبی استفاده شد. میزان تخلخل در مانع تقریباً 35 درصد بوده و برای کلیهی آزمایشات دبی جریان مقدار ثابت 7/0 لیتر در ثانیه و میزان غلظت ورودی 20 گرم در لیتر بوده است. دبی رسوبی پیشانی جریان غلیظ قبل و بعد از مانع محاسبه گردید. نتایج نشان داد که بسته به شرایط اولیه جریان، جریان غلیظ پس از برخورد با مانع گابیونی از روی مانع و بخش بسیار اندک جریان در ارتفاعات بالا از داخل مانع عبور میکند. همچنین نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع مانع گابیونی و نزدیکی آن به ورودی جریان، باعث افزایش تاثیر آن در کاهش سرعت و دبی رسوبی جریان غلیظ عبوری از روی مانع میشود و به کنترل جریان غلیظ کمک میکند. طبق آزمایشات بهترین شکل برای موانع گابیونی از میان شکل های دیواره، پلکانی یک طرفه با پله در بالادست، پلکانی یک طرفه با پله در پایین دست و پلکانی دو طرفه، برای کاهش سرعت و غلظت جریان عبوری از مانع، پله دوطرفه است.
Turbidity current
Sediment control
Gabion obstacle
Obstacle Height
Obstacle shape
2016
10
22
251
265
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3289_372442f392531b32f8124611f9ee02ed.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
تحلیل همبستگی کانونی به منظور تعیین ارتباط بین پراسنجههای کیفی آب و فلزهای سنگین در نمونههای آب شرب (شهرستان رامیان: استان گلستان)
عباسعلی
زمانی
عبدالحسین
پری زنگنه
فهیمه
خاندوزی
چکیده: سابقه و هدف: آلودگی آب توسط آلایندههای شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی در تمام دنیا بهعنوان یکی از مشکلهای مدیریت منابع آب درنظر گرفته میشود. یک موضوع مهم در پایش کیفیت منبعهای آب تشخیص، تفکیک و منبعیابی پراسنجههای آلاینده فیزیکی و شیمیایی و وابستگی بین آنها است. استفاده از روشهای آماری برای تحلیل دادههای بدست آمده از پایش کیفی آب میتواند برای رسیدن به این هدف مفید باشد. فلزهای سنگین به سبب تجزیهناپذیری و ویژیگی تجمع پذیری مهمترین آلاینده در منابع آبی هستند. فلزهای سنگین از منابع انسانزاد و طبیعی وارد منابع آبی میشوند. مواد و روشها: در این تحقیق از روشهای آماری چندمتغیره برای ارزیابی کیفیت آب شرب استفاده شده است. از "تحلیل مؤلفههای اصلی" در نمایان ساختن ویژگیهای اصلی آب و از "تحلیل آماری همبستگی کانونی" برای پیداکردن وابستگی بین پراسنجههای کیفی و فلزهای سنگین استفاده شد. نمونهبرداری از منابع آب زیرزمینی شهرستان رامیان در استان گلستان (23 منبع آب شرب روستایی) در سال 1390 انجام گرفت. پراسنجههای مورد استفاده در این مطالعه شامل: دما، هدایت الکتریکی، پیاچ، آمونیاک، فلوراید، سولفات، نیترات، نیتریت، فسفات، بیکربنات و فلزهای سنگین روی، کادمیم، سرب، مس، نیکل و کبالت میباشند. مقدار فلزهای سنگین در نمونههای آب به روش ولتامتری در آزمایشگاه تحقیقاتی علوم محیط زیست دانشگاه زنجان اندازهگیری شد. دما، هدایت الکتریکی در محل نمونهبرداری بهوسیله دستگاه قابل حمل اندازهگیری شد. یافتهها: نتایج حاصل از تحلیل مؤلفههای اصلی، شش مؤلفه را مشخص کرد که 67/79% واریانس کل را به خود اختصاص میدهند و بیانگر ویژگیهای کیفی تاثیرگذار آب هستند. در تحلیل همبستگی کانونی نیز سه دستهی کانونی با داشتن ضریبهای همبستگی 973/0، 795/0 و 624/0 نشان دهنده وجود وابستگی بالایی بین متغیرهای مورد بررسی بودند. بنابراین از دسته "متغیرهای پیشبینی کننده" ویژگیهای هدایت الکتریکی، بیکربنات، نیتریت، پیاچ، نیترات و فسفات و از دسته "متغیرهای پاسخ" فلزهای روی، کبالت، کادمیم و نیکل بیشترین اهمیت را در بین سایر متغیرهای مورد بررسی برای ارزیابی کیفیت آب شرب در منطقه مورد مطالعه دارا می باشند. نتیجهگیری: نتایج حاصل از تحلیل همبستگی کانونی نشان داد که بین دو گروه متغیرهای کیفی و فلزی مورد بررسی وابستگی معنیداری وجود دارد که ممکن است بتوان با توجه به پراسنجههای انتخاب شده به فعالیتهای انسانی بهویژه فعالیتهای کشاورزی در منطقه نسبت داد. اطلاعات بهدست آمده میتواند برای بهینهسازی برنامه پایش و مدیریت کیفیت آب مورد استفاده قرار گیرد. با اندازهگیری پراسنجههای وابسته نیازی به اندازهگیری تمام ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آب وجود ندارد. کلمات کلیدی: کیفیت آب، تحلیل مؤلفههای اصلی، آنالیز چند متغیره، همبستگی کانونی
Water quality
principle component analysis
Multivariate analysis
Canonical correlation analysis
2016
10
22
267
280
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3290_88bfe6cc78b5b35806292805bc2765da.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
کاربرد روش پردازش تصویر دیجیتال در برآورد ضریب انتشار طولی در آبراهه های مرکب
حسین
حمیدی فر
محمد حسین
امید
محمدجواد
امیری
مهدی
بهرامی
سابقه و هدف: پیشبینی چگونگی پخش آلایندهها به منظور محافظت و مدیریت رودخانهها ضرورت دارد و از لحاظ سلامتی انسان و بهداشت عمومی حائز اهمیت است. ضریب انتشار طولی در رودخانهها معمولا با روشهای پرهزینه مطالعات میدانی یا فرمولهای تجربی و راهحلهای تحلیلی محاسبه میشود. بررسیها نشان داده است که نتایج این روشها فقط برای بازهای از رودخانه که در آن توسعه داده شدهاند و یا شرایط جریان و هندسه مقطع که فرمول برای آن استخراج شده است معتبر می-باشد. در این پژوهش کاربرد روش پردازش تصاویر دیجیتال به عنوان یک روش نوین در برآورد ضریب انتشار طولی آلایندهها به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. مواد و روشها: بررسیها در یک کانال آزمایشگاهی به طول 18، عرض 9/0 و ارتفاع 6/0 متر با دیوارههای از جنس پلکسیگلاس و سیستم بازچرخانی جریان انجام شدند. مقطع کانال از نوع مرکب بوده و عرض کانال اصلی برابر 45/0 متر و عمق لبریزی برای 14/0 متر در نظر گرفته شد. اندازهگیری سرعت بوسیله دستگاه سرعت سنج سهبعدی صوتی انجام شد. سه ردیاب مختلف شامل محلول پودر رنگ، محلول رنگ خوراکی و محلول پرمنگنات پتاسیم بررسی شدند و بر اساس معیارهای موجود، محلول پرمنگنات پتاسیم به عنوان مناسبترین ردیاب انتخاب شد. تزریق ردیاب به صورت عرضی-خطی انجام شد. با تصویربرداری از ابر آلودگی در سه مقطع مختلف در پاییندست محل تزریق و با استفاده از قانون جذب بیر-لامبرت، غلظت ردیاب متوسطگیری شده در عمق متناسب با شدت نور تصویر ثبت گردید و بر اساس آن ضریب انتشار طولی به کمک روش تبادل ممان استاندارد محاسبه شد. نتایج و بحث: نتایج نشان داد که روش پردازش تصویر دیجیتال میتواند بدون نیاز به نمونهگیری مستقیم، به عنوان یک روش با دقت بالا و مقرون به صرفه در مطالعات مربوط به انتشار آلودگی به ویژه در شرایط آزمایشگاهی مورد استفاده محققین قرارگیرد. از آنجا که آزمایشهای تحقیق حاضر در یک کانال مرکب انجام شدند، تغییرات ضریب انتشار طولی نیز به ازای سه عمق نسبی 15/0، 25/0 و 35/0 بررسی شد. نتیجهگیری: پس از انجام آنالیز ابعادی و تعیین پارامترهای بدون بعد موثر بر پدیده انتشار طولی در یک کانال مرکب، نتایج نشان داد که با افزایش عمق نسبی از 15/0 تا 35/0، مقدار بدونبعد ضریب انتشار طولی در کانال اصلی حدود 65% و در سیلابدشت حدود 56%افزایش می یابد. در نهایت، رابطهای به منظور برآورد مقدار ضریب انتشار طولی در کانالهای با مقطع مرکب ارائه گردید. تحقیقات بیشتری بایستی صورت پذیرد تا بتوان از قابلیتهای این روش علاوه بر ررسیهای آزمایشگاهی در مطالعات میدانی نیز بهره جست.
Image processing technique
longitudinal dispersion coefficient
compound channel
Water quality
Tracer
2016
10
22
281
293
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3291_816dfa66c2e9f550d5f97605f1a19324.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
تاثیر زئولیت بر توزیع شکل های مختلف پتاسیم در خاک های ورتی سولز استان فارس
فاطمه
جابریان
شهلا
محمودی
سید علی
ابطحی
مهرداد
اسفندیاری
سابقه و هدف: کانی زئولیت با توجه به سطح ویژه زیاد و ظرفیت تبادل کاتیونی بالا به عنوان یک اصلاح کننده شرایط فیزیکی و شیمیایی خاکهای مختلف میتواند تاٌثیرات ثانویهای بر وضعیت قابلیت استفاده عناصر غذایی از جمله پتاسیم و تغییر شکلهای مختلف این عنصر و در نتیجه چرخه آن گذارد. از طرفی افزودن این ترکیب به خاکهای ورتیسولز که عمدتا دارای مقادیر بالای رسهای تثبیت کننده پتاسیم مانند اسمکتیت هستند میتواند بر توزیع پتاسیم اثر بگذارد. جهت بررسی این امر تاٌثیر افزودن مقادیر مختلف زئولیت و تیمار تروخشک شدن بر روی 6 خاک ورتیسولز که از مناطق مختلف استان فارس جمع آوری شده بودند، مورد مطالعه قرار گرفت. مواد و روشها: جهت انجام پژوهش بر اساس نقشههای خاکشناسی موجود، عکسهای هوایی و نقشههای توپوگرافی خاکهای ورتی سولز در استان فارس مشخص گردید و تعدادی خاکرخ در مناطق مختلف آب و هوایی حفر گردیدند. پس از تشریح، تعداد 6 خاکرخ ورتیسولز به عنوان شاهد انتخاب شده که تقریبا تمام خاکهای ورتیسولز مورد مطالعه در مناطق با رژیم رطوبتی زریک در نیمه شمالی و قسمتهای مرکزی استان قرار دارند و همه آنها در گروههای بزرگ Haploxererts و Calcixererts قرار میگیرند. خاکها در زمین نماهای دشت دامنه ای، فلات و اراضی پست قرار گرفته شدهاند. آزمایشها به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی 6×4×2×3 روی افقهای سطحی با تیمارهای 0، 1، 5/2 و 5 درصد زئولیت و تیمارهای بدون تری و خشکی و با تری و خشکی با سه تکرار انجام شد. پس از پایان 8 روز شکلهای مختلف پتاسیم شامل (محلول، تبادلی و غیرتبادلی) در نمونهها اندازهگیری گردید. به منظور تجزیه آماری نمونهها از نرم افزارهای SPSS، Excel، SAS و جهت مقایسه میانگینها از آزمون دانکن استفاده شد. یافتهها: خاکهای مورد مطالعه دارای رژیمهای رطوبتی یوستیک و زریک و رژیمهای حرارتی مزیک، ترمیک و هایپرترمیک میباشند. اگر چه از لحاظ کانیشناسی نوع کانیها در خاکهای مختلف کم و بیش مشابه می باشد اما از آنجا که درصد فراوانی کانیهای رسی در خاکها بسیار متفاوت میباشد مقدار شکلهای مختلف پتاسیم در خاکها بسیار متفاوت میباشد. کاربرد زئولیت سبب افزایش مقدار پتاسیم محلول و تبادلی شد، اما تاثیری بر مقدار پتاسیم غیرتبادلی نداشت که این به دلیل مقدار بالای پتاسیم در زئولیت و تمایل بالای زئولیت برای جذب پتاسیم میباشد. کاربرد زئولیت بدون اعمال تیمار تر و خشکی و همراه با دورههای تر و خشک شدن سبب افزایش مقدار پتاسیم محلول در خاکهای مختلف شده است. بیشترین مقدار افزایش در خاکهایی که کانی اسمکتیت کمتری داشتند مشاهده شد. تیمار تری و خشکی سبب کاهش معنی دار پتاسیم محلول در همه نمونهها شد. پتاسیم تبادلی با کاربرد زئولیت به مقدار قابل توجهی افزایش یافته است. بیشترین مقدار افزایش در پتاسیم تبادلی در خاکهایی که کانی اسمکتیت کمتری دارند، مشاهده شد. کاربرد زئولیت سبب کاهش پتاسیم غیرتبادلی در خاکها شده است اما در خاک 4 تأثیر متفاوتی داشته و سبب افزایش پتاسیم غیرتبادلی شده است. این امر نشان دهنده تثبیت پتاسیم در این خاکها به دلیل مقدار بالای کانیهای تثبیت کننده پتاسیم میباشد.تیمارهای تری و خشکی سبب کاهش مقدار پتاسیم محلول و غیرتبادلی و افزایش پتاسیم تبادلی گردید. نتیجهگیری: افزایش پتاسیم محلول در نتیجه کاربرد زئولیت میتواند احتمال آبشویی پتاسیم را افزایش دهد؛ اما کاربرد زئولیت میتواند با نگهداشتن پتاسیم در فاز تبادلی از آبشویی و تثبیت پتاسیم جلوگیری کند. با توجه به کاهش محسوس مقدار پتاسیم قابلاستفاده در خاکهای فارس که در نتیجه کشاورزی فشرده و عدم استفاده از کودهای حاوی پتاسیم رخ داده است. استفاده از زئولیت ممکن است بتواند سبب بهبود وضعیت پتاسیم در این خاکها گردد.
Smectite
clay minerals
exchangeable potassium
wetting and drying treatment
2016
10
22
295
308
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3292_9a298a4703c697847a56ba238433acc4.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
ارزیابی دو روش ریز مقیاس نمایی آماری LARS-WG و SDSM در برآورد تغییرات پارامترهای اقلیمی (مطالعه موردی:دشت بیرجند)
احمد
جعفرزاده
عباس
خاشعی
علی
شهیدی
سابقه و هدف: در حال حاضر معتبرترین ابزار جهت تولید سناریوهای اقلیمی، مدلهای سه بعدی جفت شده جوی-اقیانوسی گردش عمومی هوا میباشند که به طور مخفف از آن به عنوان AOGCM یاد میشود. یکی از مشکلات عمده در استفاده از خروجی مدلهای AOGCM، بزرگ بودن مقیاس مکانی سلول محاسباتی آنها، نسبت به منطقه مورد مطالعه است و باید نتایج خروجی این مدلها کوچک مقیاس شوند. روشهای آماری متعددی جهت ریزمقیاس نمودن خروجیهای مدلهایAOGCM برای دستیابی به دقت بیشتر توسعه یافتهاند. تفاوت دقت روشهای ریزمقیاس نمایی متناسب با مکان و نوع مدل اقلیمی میتواند باعث اختلاف در نتایج شبیهسازی گردد. لذا بررسی دقت این روشها از اهمیت بالایی برخوردار است. پژوهشگران زیادی در سرتاسر دنیا به بررسی دقت روشهای گوناگون در ریزمقیاسنمایی پرداختهاند. نتایج پژوهشگران در سرتاسر دنیا بیانگر این مطلب میباشد که بر اساس نوع خروجی مدلهایAOGCM و همچنین کمیت و کیفیت دادههای مشاهداتی منطقه مورد مطالعه شبیهسازی مؤلفههای اقلیمی متفاوت خواهد بود. هدف از این پژوهش بررسی دقت روشهای ریزمقیاس نمایی آماری LARS-WG و SDSM برای بارندگی و متوسط درجه حرارت روزانه و برای ایستگاه سینوپتیک بیرجند میباشد. مواد و روشها: آمار مشاهداتی دوره 2000-1960 از سازمان هواشناسی استان استخراج شد. دوره 1990-1960 برای واسنجی و دوره 2000-1991 برای دوره صحتسنجی انتخاب شدند. سری شاخصهای حدی اقلیمی در دوره صحتسنجی برای آمار مشاهداتی ایستگاه سینوپتیک و شبیهسازی شده توسط دو روش ریزمقیاسنمایی محاسبه شد. به منظور ارزیابی دقت دو روش در محاسبه شاخصها، از آزمونهای آماری استفاده شد. بدین ترتیب که حساسیت روشها به ناهنجاریهای بزرگ مقیاس (همبستگی دادهها) و توانایی روشهای ریزمقیاسنمایی برای برگرداندن توزیع دادههای مشاهداتی به ترتیب با آزمونهای همبستگی پیرسون و رتبه نشاندار ویلکاکسون مورد ارزیابی قرار گرفت. یافتهها: پس از بررسی نتایج مشخص شد که برتری قابل توجهی در آزمون همبستگی پیرسون بین دو روش وجود ندارد. هرچند که در دو روش نتایج برازش بیش از 50% شاخصهای مشاهداتی و شبیهسازی شده قابل قبول است. نتایج عملکرد دو مدل در آزمون ویلکاکسون نشان داد که تفکر مبدلهای اقلیمی به طور قابل ملاحظهای بالاتر از روشهای رگرسیون خطی می-باشد. نتایج این آزمون نشان داد که در روش LARS-WG بیش از 90% شاخصها برازش خوبی را دارا میباشند. همچنین برازش شاخصهای دما در روش SDSM-DC در مقایسه با روش LARS-WG بسیار نامطلوب بود. نتیجهگیری: نتایج مطالعه نشان داد که به طور کلی روش LARS-WG در مقایسه با روش SDSM-DC دقت بهتری دارد. این برتری به خصوص در در پیشبینی تابع توزیع همسان با دادههای مشاهداتی محسوستر بود.
Wilcoxon Signed Rank Test
Climate Extremes indices
Pearson Correlation
HADCM3
2016
10
22
309
322
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3293_97341d29f127d0da4417dcf78cefc3d9.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
پیشبینی تبخیر-تعرق مرجع ایستگاه سینوپتیک اهواز با استفاده از مدل ترکیبی موجک – شبکه عصبی GMDH
مسعود
کرباسی
سابقه و هدف: تخمین دقیق مقدار تبخیر-تعرق مرجع برای انجام بسیاری از تحقیقات ضروری و از مهمترین مسائل در طرحهای آبیاری و زهکشی و منابع آب به شمار میرود. یکی از این مسائل که میتواند در راستای اهداف ذکرشده اعمال شود، پیشبینی تبخیر-تعرق مرجع برای آینده است تا بتوان با برنامهریزیهای مناسب، امکان استفاده بهتر از منابع موجود را فراهم نمود (7). در سالهای اخیر استفاده از روشهای هوش مصنوعی و مدل هیبریدی بر پایه موجک در پیشبینی پارامترهای هیدرولوژیکی بسیار متداول گشته است (12). هدف تحقیق حاضر استفاده از دو مدل GMDH و موجک-GMDH در پیشبینی تبخیر-تعرق مرجع روزانه در ایستگاه سینوپتیک اهواز است. مواد و روشها:. بدین منظور یک دوره آماری 10 ساله (2000 الی 2009) که 7 سال (2000-2006) آن برای آموزش و 3 سال (2007-2009) جهت آزمون و صحت سنجی مدلهای پیشنهادی در نظر گرفته شد. برای ایجاد سری زمانی تبخیر-تعرق مرجع روزانه در دوره مورد نظر از معادله استاندارد پنمن-مانتیث فائو 56 استفاده گردید. 9 ترکیب مختلف از دادههای ورودی (تأخیرهای مختلف) و انواع موجکهای مادر (13 موجک مادر) مورد ارزیابی قرار گرفت. در مجموع 126 مدل که 117 عدد از آنها مربوط به مدل هیبریدی موجک-GMDH و 9 مدل شبکه عصبی GMDH بود، اجرا گردید. برای انتخاب بهترین مدل از معیارهای آماری نظیر ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و درصد متوسط خطا (MARE) استفاده شد. یافتهها: نتایج نشان داد که مدل هیبریدی موجک-GMDH (با RMSE 31/0 میلیمتر بر روز) در مقایسه با مدل شبکه عصبی GMDH (با RMSE 22/1 میلیمتر بر روز) دارای توانایی و دقت بالاتری در پیشبینی تبخیر-تعرق مرجع روزانه است. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از تأخیرهای زمانی بیشتر از چهار روز تأثیر چندانی بر دقت مدلها ندارد و در برخی موارد میتواند موجب کاهش دقت نیز گردد. نتایج تحقیق حاضر با تحقیقات مشابه که از تبدیل موجک برای پیش پردازش داده ها استفاده نموده اند، مطابقت دارد (1، 4، 5 و 12). بررسی انواع موجکهای مادر نیز نشان داد که استفاده از موجک میر به علت پیچیدگی بیشتر باعث افزایش دقت مدلها میگردد. یافته فوق با نتایج رجایی و ابراهیمی(2014)، شعیب و همکاران(2015) و طوفانی و همکاران (2012) مطابقت دارد(13، 15 و 17). نتیجهگیری: نتایج این تحقیق نشان داد که مدل موجک- GMDH (درصد متوسط خطای مطلق 53/5) در پیشبینی تبخبر-تعرق مرجع برای یک روز بعد برتری چشمگیری بر مدل GMDH ( درصد متوسط خطای 11/22) دارد. از نتایج تحقیق حاضر میتوان در برنامهریزی آبیاری منطقه موردمطالعه استفاده نمود. در پایان پیشنهاد میگردد، مدلهای پیشنهادی در اقلیمهای مختلف ایران نیز مورد بررسی و ارزیابی قرار بگیرند.
Evapotranspiration
Forecasting of time series
Wavelet transform
GMDH neural network
Ahvaz synoptic station
2016
10
22
323
330
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3294_da40eba799fd1169ed09640b1696b528.pdf
Journal of Water and Soil Conservation
2322-2069
2322-2069
1395
23
4
ارزیابی عمق استغراق بحرانی در آبگیرهای افقیِ منشعب از کانال
یاسر
شیخی
بابک
لشکر آرا
مهسا
والی پور
سابقه و هدف استفاده از آبگیرهای افقی یکی از روشهای رایج در برداشت آب از مخازن و رودخانهها میباشد. وقوع جریان گردابی در دهانههای آبگیر یکی از مشکلات عمده این نوع سازهها است. گرداب تشکیل شده در دهانه آبگیر در مرحله اول منجر به کاهش راندمان آبگیری شده و در مرحله دوم بسته به نوع سازه، هوای ورودی به دهانه آبگیر میتواند منجر به بروز خسارت به آن شود. بنابراین تخمین عمق استغراق بحرانی بالای آبگیر بهمنظور جلوگیری از تشکیل گرداب و ورود هوا به آن از ضروریتهای اصلی تحقیق بشمار میرود. مطالعه تحقیقات پیشین نشان داد که در اکثر روابط پیشنهادی توسط محققین اثر فاصله از کف کانال C در معادلات لحاظ نشده و معادلات تنها در دو حالت و به صورت دو معادله مجزا ارائه شدهاند. مواد و روش ها در این تحقیق نتایج یک مطالعه آزمایشگاهی جهت بررسی اثر پارامترهای مختلف جریان و فاصله آبگیر از کف کانال بر عمق استغراق بحرانی برای آبگیرهای افقی در شرایط جریان آزاد ارائه شده است. در این راستا نخست معادله حاکم بر فضای تحقیق با استفاده از تئوری باکینگهام و رگرسیون غیر خطی تعیین گردید و در مرحله بعد جهت تدقیق نتایج از مدلهای شبکه عصبی و برنامهسازی ژنتیک استفاده شد. بدین منظور در ابتدا با استفاده از تئوری آنالیز ابعادی معادله حاکم بر فضای تحقیق به صورت مشخص شد. سپس با استفاده از رگرسیون غیرخطی و نرمافزار تحلیلگر آماری SPSS معادله حاکم بر فضای تحقیق تعیین شد. تحلیل نتایج آماری نشان داد که معادله پیشنهادی جهت تخمین عمق نسبی استغراق بحرانیSc/Di در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی دارای ضریب همبستگی 9363/0 و دارای مجذور میانگین مربعات خطای 3165/0 میباشد. به منظور اعتبارسنجی این معادله از نتایج حاصل از تحقیقات احمد و میتال (2008) و ایوب لو و همکاران (2011) استفاده گردید. یافته ها مقایسه نتایج نشان داد، معادله حاصل از مطالعه احمد و میتال مقدار عمق استغراق بحرانی را 8 درصد بیشتر از نتایج آزمایشگاهی، معادله پیشنهادی ایوب لو و همکاران 5/6 درصد کمتر از نتایج آزمایشگاهی و در نهایت معادله پیشنهادی تحقیق حاضر، این مقدار را 5/0 درصد بیشتر از نتایج آزمایشگاهی تخمین میزند. از طرفی مدل شبکه عصبی مصنوعی مقدار Sc/Di را 1/1 درصد کمتر از نتایج آزمایشگاهی و مدل برنامهسازی ژنتیک این مقدار را ۶۳/1 درصد بیشتر از نتایج آزمایشگاهی تخمین میزند. نتیجه گیری مقایسه نتایج حاصل از مدلهای شبکه عصبی و برنامهسازی ژنتیک نشان داد که هر دو مدل دارای توابع خطای مناسبتری نسبت به معادله پیشنهادی هستند؛ این در حالیاست که مقایسه توابع خطای محاسبه شده این دو روش هوشمند حاکی از برتری نسبی عملکرد شبکه عصبی مصنوعی میباشد. از طرفی به دلیل فرم ساده و کارآمد معادله پیشنهادی، استفاده از این معادله جهت تخمین عمق نسبی استغراق بحرانی در دهانههای آبگیر افقی در شرایط جریان آزاد توصیه میگردد.
Keywords: Critical Submergence
Nonlinear regression
neural network
genetic programming
2016
10
22
331
338
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3295_1a74ba74b516849aa996056be67d8c39.pdf