ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تغییرات هدررفت خاک با استفاده از کود مرغی در بازه های زمانی مختلف
سابقه و هدف: ﺧﺎک ﻋﺎﻣﻞ اﺻﻠﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﻮاد ﻏﺬاﯾﯽ بوده، اما همواره ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﺗﺨﺮﯾﺐ ﻗﺮار داشته، ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ کاهش هدررفت خاک دارای اهمیت زیادی است. با وجود انجام پژوهشهای متعدد در زمینه جلوگیری از هدررفت خاک درک ﮐﺎﻣﻞ اﯾﻦ ﭘﺪﯾده و کاهش آن راﻫﯽ ﻃﻮﻻﻧﯽ در ﭘﯿﺶ دارد. بررسیها نشان داده است که امروزه مواد افزودنی متنوعی با هدف حفاظت آب و خاک در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار میگیرد. افزودنیهای آلی موادی هستند که میتوانند باعث افزایش نفوذپذیری و کاهش رواناب و هدررفت خاک شوند. تولید رواناب و رسوب تحت تأثیر تغییرات مکانی ویژگیهای خاک تغییر مییابند و همچنین قابلیت خاک در تولید رواناب و رسوب در طی زمان ثابت نیست. بنابراین، نوآوری پژوهش حاضر، بررسی اثر کود مرغی در فرآیند حفاظت آب و خاک بر مولفههای زمان شروع رواناب، ضریب رواناب، هدررفت خاک و غلظت رسوب در دورههای زمانی 24 ساعت، سه، شش، نه و 12 ماه میباشد.مواد و روشها: در پژوهش حاضر بهمنظور اندازهگیری مقدار رواناب و هدررفت خاک از 28 کرت در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از تیمار کود مرغی هوا خشکشده استفاده شد. کود مرغی با دو مقدار پنج و 10 تن بر هکتار بهکار برده شد که مستقیماً در سطح خاک بهصورت یکنواخت و با دست پخش گردید. پس از آن آزمایشها در تیمار شاهد (قبل از کاربرد کود مرغی) و تیمارهای حفاظت شده (بعد از کاربرد کود مرغی) با سه تکرار انجام گردید. آزمایشها در کرتهای شاهد و کرتهای حفاظت شده با استفاده از شبیهساز باران برای شدت بارندگی 50 میلیمتر در ساعت و در شیب 20 درصد جهت جمعآوری رواناب و رسوب شبیهسازی شد.یافتهها: نتایج نشان داد که کود مرغی با دو مقدار پنج و 10 تن بر هکتار در بازههای زمانی مورد مطالعه باعث افزایش زمان شروع رواناب و کاهش ضریب رواناب، هدررفت خاک و غلظت رسوب شد. تیمار کود مرغی 10 تن برهکتار در بازه زمانی 12 ماه بیشترین تاثیر را بر افزایش زمان شروع رواناب با مقدار 6/19+ درصد، همچنین بیشترین میزان کاهش در ضریب رواناب و هدررفت خاک به-ترتیب با مقادیر 11/14- و 00/19- درصد را داشت. در حالیکه تیمار کود مرغی با مقدار پنج تن بر هکتار در بازه زمانی 24 ساعت بیشترین میزان کاهش در غلظت رسوب با مقدار 93/9- درصد را ارائه نمود. نتایج همچنین نشان داد که اثر جداگانه کود مرغی بر زمان شروع رواناب و هدررفت خاک در سطح 99 درصد و بر ضریب رواناب در سطح 95 درصد معنیدار بود. همچنین اثر جداگانه بازه زمانی بر زمان شروع رواناب در سطح 99 درصد معنیدار و بر ضریب رواناب، هدررفت خاک و غلظت رسوب غیرمعنیدار بود.نتیجهگیری: افزودنیهای آلی میتوانند موجب کاهش رواناب و هدررفت خاک شوند. با این وجود، نقش مواد اصلاحی آلی قابل دسترس و دوستدار محیط زیست کمتر مورد توجه قرار گرفته است. همچنین استفاده از کودهای آلی بهعنوان یکی از مطلوبترین انواع روشها در کاهش هزینههای استفاده از کودهای شیمیایی و نیز اثرات مخرب آنها بر خاک و محیطزیست میباشد.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5209_8fbda26672a64d8580a969d619fbbd75.pdf
2020-10-22
1
21
10.22069/jwsc.2020.16817.3216
اصلاح کننده های خاک
پایداری خاک
فرسایش خاک
کرت های فرسایشی
کود آلی
بهزاد
زارعی
behzad.zarei@gmail.com
1
دانشآموخته کارشناسی ارشد، گره مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
AUTHOR
لیلا
غلامی
gholami.leily@yahoo.com
2
گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
LEAD_AUTHOR
عطالله
کاویان
ataollah.kavian@gmail.com
3
گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی ساری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران
AUTHOR
کاکا
شاهدی
kaka.shahedi@gmail.com
4
عضو هیأت علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع ساری
AUTHOR
1.Abbasi, M., Najafinejad, A., Sheikh, V.B., and Azim Mohseni, M. 2016. Changes in runoff, Soil and nutrient loss in different vegetation cover type in Loess lands (Case study: Kechik watershed, Golestan province). J. Water Soil Cons. 23: 3. 91-109. (In Persian)
1
2.Abou El-Magd, M.M., El-Bassiony, A.M., and Fawzy, Z.F. 2006. Effect of organic manure with or without chemical fertilizers on growth, yield and quality of some varieties of broccoli plants. J. Appl. Sci. Res. 2: 10. 791-798.
2
3.Adeyemo, A.J., Akingbola, O.O., and Ojeniyi, S.O. 2019. Effects of poultry manure on soil infiltration, organic matter contents and maize performance on two contrasting degraded alfisols in southwestern Nigeria. Int. J. Recycl. Organic Waste Agric. 8: 1. 73-80.
3
4.Aghili, Nategh, N., Hemat, A., Rezaiinezhad, Y., and Sadeghi, M. 2009. Long-term effect of organic manure on some properties of soil physical and mechanical. J. Plant Prod. Sci. 2: 1. 49-63. (In Persian)
4
5.Arnaez, J., Lasanta, T., Ruiz-Flaño, P., and Ortigosa, L. 2007. Factors affecting runoff and erosion under simulated rainfall in Mediterranean vineyards. Soil Till Res. 93: 2. 324-334.
5
6.Boateng, A., Zickermann, S.J., and Kornahrens M. 2006. Poultry manure effect on growth and yield of maize. West Afric. J. Appl. Ecol. 9: 1-11.
6
7.Buchanan, J.R. 2000. The use of wood chips to control soil erosion on construction sites. University of Tennessee, Department of Civil and Environmental Engineering. Knoxville, Tenn.
7
8.Charles Goan, H. 2011. Poultry manure and environmental concerns. Animal Science. The University of Tennessee. Agricultural Extension Service. 105p.
8
9.Darboux, F., Davy, Ph., GascuelOdoux, C., and Hung, C. 2001. Evolution of soil surface roughness and flowpath connectivity in overland flow experiments. Catena. 46: 125-139.
9
10.Das, M., Singh, B.P., Ram M., and Prasad R.N. 1991. Response of maize (Zea mays) to phosphorus-enriched manures grown in P-deficient Alfisols on terraced land in Meghalaya. Ind. J. Agric. Sci. 61: 6. 383-388.
10
11.Defersha, M.B., and Melesse, A.M., 2012. Effect of rainfall intensity, slope and antecedent moisture content on sediment concentration and sediment enrichment ratio. Catena. 90: 47-52.
11
12.Defersha, M.B., Quraishi, S., and Mellese, A.M. 2011. The effect of slope steepness and antecedent moisture content on interrill erosion, runoff and sediment size distribution in the highlands of Ethiopia. Hydrol. Earth System Sci. 15: 2367-2375.
12
13.Deksissa T., Wyche-Moore, G.S., and Hare, W.W. 2007. Occurrence, fate and transport of 17beta-estradiol and testosterone in the environment. In: Conference proceeding of 2007 AWRA Summer Specialty Conference, Vail, CO, June 25-27, 10p.
13
14.Ekwue, E.I. 1991. The effects of soil organic matter content, rainfall duration and aggregate size on soil detachment. Soil Technol. 4: 3. 197-207.
14
15.Fallah, S., Ghalavand, A., Ghanbarian, D., and Yadavi, A.R. 2009a. Effects of poultry manure and its incorporation methods with soil on soil properties and corn yield. J. Water Soil. 23: 3. 78-87. (In Persian)
15
16.Falah, S., Ghalavand, A., and Khajehpour, M. 2009b. Mixture effect of manure with soil and it combination with chemical manure on Function and yield components of corn in Khoramabad Lorestan. Water and Soil Science (J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour.). 40: 242-233. (In Persian)
16
17.Farvahr, M., Khorasani, R., Fotovat, A., Shariatmadari, H., and Khavazi, K. 2019. The Influence of Different Biochars and their Feedstock on Some Soil Chemical Properties and Nutrients over the Time in a Calcareous Soil. J. Water Soil. 32: 2. 299-312. (In Persian)
17
18.García-Ruiz, J.M., Regüés, D., Alvera, B., Lana-Renault, N., Serrano-Muela, P., Nadal-Romero, E., Navas, A., Latron, J., Martí-Bono, C., and Arnáez, J. 2008. Flood generation and sediment transport in experimental catchments affected by land use changes in the central Pyrenees. J. Hydrol. 356: 1-2. 245-260.
18
19.Gessel, P.D., Hansen, N.C., Moncrief, J.F., and Schmitt, M.A. 2004. Rate of fall-applied liquid swine manure: effects on runoff transport of sediment and phosphorus. J. Environ. Qual. 33: 1839-1844.
19
20.Gholami, L. 2014. Process simulation of soil erosion control by applying amendments in different rainfall intensities. Ph.D. Thesis, Tarbiat Modares Press, 146p. (In Persian)
20
21.Gholami, L., Karimi, N., and Kavian, A. 2019. Soil and water conservation using biochar and various soil moisture in laboratory conditions. Catena. 182: 1-10.
21
22.Gholami, L., Khaledi Darvishan, A., and Kavian, A. 2016. Wood chips as soil conservation in field conditions. Arab. J. Geosci. 9: 19. 729.
22
23.Gholami, L., Sadeghi, S.H.R., and Homaee, M. 2013. Straw mulching effect on splash erosion, runoff and sediment yield from eroded plots. Soil Sci. Soc. Am. J. 77: 268-278.
23
24.Gholami, L., Sadeghi, S.H.R., and Homaii, M. 2016. Different effects of sheep manure conditioner on runoff and soil loss components in eroded soil. Catena, 139: 99-104.
24
25.Gholami, L., Sadeghi, S.H.R., and Homaii, M. 2017. Splash erosion control using sheep manure. Organizing Committee of 14th International Symposium on the Interactions between Sediments and Water - Taormina, Italy 17-22 June, 2017. 5p.
25
26.Ghosh, P.K., Ramesh, P., Bandyopadhyay, K.K., Tripathi, A.K., Hati, K.M., Misra, A.K., and Acharya, C.L. 2004. Comparative effectiveness of c attle manure, poultry manure, phosphocompost and fertilizer-NPK on three cropping systems in vertisols of semi-arid tropics. I. Crop yields and system performance. Bioresource Technol. 95: 77-83.
26
27.Giddens, J., and Barnett, A.P. 1980. Soil loss and microbiological quality of runoff from land treated with poultry litter. J. Environ. Qual. 9: 3. 518-520.
27
28.Gilley, J.E., and Risse, L.M. 2000. Runoff and soil loss as affected by the application of manure. Trans. Am. Soc. Agric. En. 43: 6. 1583-1588.
28
29.Ginting, D., Moncrief, J.F., Gupta, S.C., and Evans, S.D. 1998. Corn yield, runoff, and sediment losses from manure and tillage systems. J. Environ. Qual. 27: 6. 1396-1402.
29
30.Hejazi Mehrizi, M., Aeenehheydari, M., and Abbaszadeh, F. 2015. Distribution of Inorganic Phosphorus Fractions in a Calcareous Soil Amended with Poultry Manure and Phosphorus Fertilizer at Different Times of Incubation. Iran. J. Soil Res. 3: 29. 297-308. (In Persian)
30
31.Hamza M.A., and Anderson W.K. 2010. Potential and limitations of soil organic matter build-up in dry areas. Afric. J. Agric. Res. 5: 20. 2850-2861.
31
32.Hoovera, N.L., Lawb, J.Y., Longa, L.A.M., Kanwarc, R.S., and Soupird, M.L., 2019. Long-term impact of poultry manure on crop yield, soil and water quality and crop revenue. J. Environ. Manage. 252: 109582.
32
33.Jahanzad, E., Saporito, L.S., Karsten, H.D., and Kleinman, P. 2019. Varying Influence of dairy manure injection on phosphorus loss in runoff over four years. J. Environ. Qual. 48: 2. 450-458.
33
34.Kavian, A., Gholami, L., Mohammadi, M., Spalvic, V., and Falah, M. 2018. Impact of wheat residue on soil erosion processes. Not. Bot. Hort. Agrobo. 46: 2. 553-562.
34
35.Khadem, A., Golchin, A., and Zaree, E. 2014. Effects of manure and sulfur on nutrients uptake by corn (Zea mays L.). Appl. Filed Crop Res. 27: 103. 2-11. (In Persian)
35
36.Khaledi Darvishan, A., Sadeghi, S.H., Homaee, M., and Arabkhedri, M. 2014. Measuring sheet erosion using synthetic color‐contrast aggregates. Hydrol. Proces. 28: 15. 4463-4471.
36
37.Kibet, L.C., Allen, A.L., Kleinman, P.J., Feyereisen, G.W., Church, C., Saporito, L.S., Way, T.R. 2011. Phosphorus runoff losses from subsurface-applied poultry litter on coastal plain soils. J. Environ. Qual. 40: 2. 412-20.
37
38.León, J.M., Echeverría, T., Badía, D., Martí, C., and Álvarez, C. 2012. Effectiveness of wood chips cover at reducing erosion in two contrasted burnt soils. Annals of Geomorphology. 57: 1. 27-37.
38
39.Li, B.Y., Zhou, D.M., Cang, L., Zhang, H.L., Fan, X.H., and Qin, S.W. 2007. Soil micronutrient availability to crops as affected by long-term inorganic and organic fertilizer applications. Soil Till. Res. 96: 166-173.
39
40.Mahmoodabadi, M., Rashidi, O.L., and Fekri, M. 2013. Application of alfalfa residue, poultry manure and potassium fertilizer on some soil properties and onion yield. J. Water Soil. 27: 2. 452-461. (In Persian)
40
41.Mbah, C.N., and Nnej, I.R. 2011. Effect of different crop residue management technique on selected soil properties and grain production of maize. AJAR. 6: 7. 4149-4152.
41
42.Martens, D.A., and Frankenberger, J.W.T. 1992. Modification of infiltration rates in an organic-amended irrigated soil. Agron. J. 84: 4. 707-717.
42
43.Mohanty S., Paikaray N.K., and Rajan A.R. 2006. Availability and uptake of phosphorus from organic manures in Groundnut (Arachis hypogea L.)-corn (Zea mays L.) sequence using radio tracer technique. Geoderma. 133: 225-230.
43
44.Moore Tr, P.A., Daniel, T.C., and Edwards, D.R., 2000. Reducing Phosphorus Runoff and Inhibiting Ammonia Loss from Poultry Manure with Aluminum Sulfate. J. Environ. Qual. Abstract. doi:10.2134/ jeq2000. 00472425002900010006x
44
45.Naghavi, M., and Hajabbasi, M. 2004. Effect of cow manure on some physical characteristics and hydraulic coefficients and Bromide transportation in a sandy loam soil in Kerman. J. Water Soil Sci. (J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour.). 9: 3. 93-103. (In Persian)
45
46.Nazmi, L., and Hashemimajd, K. 2013. Materials effect of organic synthesis on some characteristics of chemical various soils. Iran. J. Soil Res. 27: 3. 335-348. (In Persian)
46
47.Nyamangara, J., Gotosa, J., and Mpofu, S.E. 2001. Cattle manure effects on structural stability and water retention capacity of a granitic sandy soil in Zimbabwe. Soil Till. Res. 62: 157-162.
47
48.Pozesh Shirazi, M., Samavat, S., Zolfi Bavriani, M., Fakhri, F., and Moradi, Gh. 2011. Effect of organic material from various sources on soil characteristics of physical and chemical and plant performance in Boshehr province. Iran. J. Soil Res. 25: 4. 285-293. (In Persian)
48
49.Ramos, M.C., and Martı´nez-Casasnovas, J.A. 2006a. Erosion rates and nutrient losses affected by composted cattle manure application in Vineyard soils of NE Spain. Catena. 68: 177-185.
49
50.Ramos, M.C., Quinton, J.N., and Tyrrel, S.F. 2006b. Effects of cattle manure on erosion rates and runoff water pollution by faecal coliforms. J. Environ. Manage. 78: 97-101.
50
51.Rasoulzadeh, A., and Yaghoubi, A. 2010. Effect of cattle manure on soil physical properties on a sandy clay loam soil in North-West Iran. J. Food Agric. Environ. 8: 2 part 2. 976-979.
51
52.Rees, H.W., Chow, T.L., Zebarth, B.J., Xing, Z., Toner, P., Lavoie, J., and Daigle, J.L. 2011. Effects of supplemental poultry manure applications on soil erosion and runoff water quality from a loam soil under potato production in northwestern New Brunswick. Can. J. Soil Sci. 91: 4. 595-613.
52
53.Rafahi, H.Gh. 2004. Water erosion and conservation. Tehran Univ. Press, 671p. (In Persian)
53
54.Rezaeipasha, M., Shahedi, K., Vahabzadeh, Gh., Kavian, A., Ghajar Sepanlou, M., and Jouquet, P. 2018. Influence of vermicompost and urea chemical fertilizer on monthly changes in runoff at plot scale. Iran. J. Ecohydrol. 4: 4. 1061-1070. (In Persian)
54
55.Ritchey, K.D., Norton, L.D., Hass, A., Gonzalez, J.M., and Snuffer, D.J. 2012. Effect of selected soil conditioners on soil properties, erosion, runoff and rye growth in nonfertile acid soil. J. Soil Water Cons. 67: 4. 264-274.
55
56.Rui-Sinoga, J.D., and Diaz, A.R. 2010. Soil degradation factors along a Mediterranean pluviometric gradient in Southern Spain. Geomorphology. 118: 3-4. 359-368.
56
57.Sadeghi, S.H.R., Gholami, L., Homaee, M., and Darvishan, A.K. 2015. Reducing sediment concentration and soil loss using organic and inorganic amendments at plot scale. Solid Earth.
57
6: 2. 445.
58
58.Sadeghi, S.H.R., Gholami, L., Sharifi, E., Khaledi Darvishan, A., and Homaee, M. 2015. Scale effect on runoff and soil loss control using rice straw mulch under laboratory conditions. Solid Earth. 6: 1-8.
59
59.Sadeghi, S.H.R., Hasemi Aryan, Z., and Karimi, Z. 2015. Runoff Generation and Soil loss Control using Combined Application of Vermicompost and Vinasse. Water Reuse. 2: 1. 81-91. (In Persian)
60
60.Sadeghi, S.H.R., Hazbavi, Z., Gholami, L., and Khaledi Darvishan, A. 2016. Soil and water conservation using amendments. Trbiat Modares Press, 467p. (In Persian)
61
61.Soremi, A.O., Adetunji, M.T., Adejuyigbe, C.O., Bodunde, J.G., and Azeez, J.O. 2017. Effects of poultry manure on some soil chemical properties and nutrient bioavailability to soybean. J. Agric. Ecol. Res. Inter. 11: 3. 1-10.
62
62.Tisdall, J.M., and Oades, J.M. 1993. Organic matter and water-stable aggregates in soils. J. Soil Sci. 33: 141-163.
63
63.Vadas, P.A., Meisinger, J.J., Sikora, L.J., and Sefton, A.E. 2004. Effect of poultry diet on phosphorus in runoff from soils amended with poultry manure and compost. J. Environ. Qual. 33: 5. 1845-1854.
64
64.Walker, D.J., and Bernal, M.P. 2008. The effects of olive mill waste compost and poultry manure on the availability and plant uptake of nutrients in a highly saline soil. Biores. Tech. 99: 396-403.
65
65.Yazdanpanah, A., and R. Motalebifard. 2016. The effects of poultry manure and potassium fertilizer on yield and nitrogen, phosphorus, potassium, zinc and copper uptake of potato. 2016. Appl. Soil Res. 4: 2. 60-71. (In Persian)
66
66.Zandian, F., Farnia, A., and Eftekharinasab, N. 2012. Effect of vermicompost and chicken manure on potato yield and yield components in Kermanshah. First National Conference of Sustainability Strategies, 8p. (In Persian)
67
67.Zandsalimi, S., Sadeghi, M.R., Mahbobi, A.K., and Rashidian, M. 2007. Livestock manure and environmental pollution. 10th National Conference of Environmental Health, Tehran, Iran. 5p. (In Persian)
68
68.Zhang, T.Q., Mackenzie A.F., and Liang B.C. 1995. Long-term changes in mehlich-3 extractable P and K in a sandy clay loam soil under continuous corn (Zea mays L.). Can. J. Soil Sci.
69
2: 361-367.
70
69.Zoifibavarini, M., Ronaghi, A., Karimian, N., Ghasemi, R., and Yasrebi, J. 2017. Influence of biochars prepared from poultry manure on phosphorus availability and recovery in a calcareous soil. J. Water Soil Sci. (Sci. Technol. Agric. Natur. Resour.). 21: 1. 23-35. (In Persian)
71
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر سناریوهای تغییر آب و هوا بر مقدار آبدهی ماهانه جریان در خروجی سد گلورد
سابقه و هدف: در سالهای اخیر مدلهای هیدرولوژیکی مانند مدل SWAT بهعنوان ابزاری برای شناخت فعالیتهای طبیعی و انسانی موثر بر سیستم هیدرولوژی حوضه و مدیریت و برنامهریزی آنها، بهطور گسترده توسط مدیران و هیدرولوژیستها بهکار گرفته شد. با توجه به اینکه دشتهای شرق مازندران، تنها منطقه ممنوعه برداشت آب زیرزمینی در شمال کشور است، بنابراین با پیشبینی دقیق جریان ورودی به سد گلورد برای دورههای آتی میتوان برنامهریزی دقیقی برای تامین منابع آبی پاییندست داشت و تقاضا برای آب و توسعه کشاورزی را مدیریت نمود. لذا هدف این پژوهش بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر نوسانات دبی جریان سد گلورد در شرق استان مازندران است. مواد و روشها: در این پژوهش از دو مدل HadGEM2 و EC-Earth، برای تولید دادههای دمای کمینه و بیشینه و بارش در دوره 2021-۲۰40 از ترکیب دادههای ایستگاه برما و دادههای جهانی در محل سد گلورد استفاده شد. جهت ریزمقیاس نمودن این دادهها مدل LARS-WG6 بکار گرفته شد. همچنین برای بررسی روند پارامترهای اقلیمی از آزمون من-کندال و شیب سن استفاده شده است. سپس اطلاعات به مدل SWAT که با استفاده از دادهها و اطلاعات محلی واسنجی (از سال 1984 تا 2010 برای واسنجی و 2011 تا 2014 برای صحتسنجی) شده بود، وارد شده و تغییرات رواناب نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. دقت مدل SWAT در شبیهسازی جریان خروجی به کمک نمایههای ارزیابی بررسی شد. یافتهها: نتایج نشان داد که پدیده تغییر اقلیم تبعات منفی بر منطقهی سد گلورد دارد که باعث افزایش کمینه و بیشینه دما بهترتیب به مقدار 40/1 و 40/2 درجه سانتیگراد میشود. مدل SWAT زمان وقوع دبی اوج و مقادیر دبی اوج را بهطور مناسبی شبیهسازی کرده است بهطوریکه با زمان رخداد بارندگی شدید مطابقت دارد. مقایسه اثرات بارش و دمای کمینه و بیشینه بر جریان خروجی، حاکی از تاثیرات بیشتر دما نسبت به بارش بر جریان خروجی است، بهطوری که در دوره پایه، کمینه دما برابر 41/1 و بیشینه دما برابر 34/2 بوده است. همچنین تغییرات دبیهای متوسط ماهانه در سناریوهای RCP4.5 (01/0-) و RCP8.5 (11/0-) نسبت به دبیهای مشاهداتی (16/0-) کمتر است و در ماههای گرم سال، دبی خروجی کاهش یافته است. با بررسی درصد اختلاف بیشینه و کمینه دما و بارندگی تحت سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 در مقایسه با دوره پایه مشخص شد که افزایش دما، بیشتر باعث کاهش دبی خروجی در دوره آینده شده است. بهطوری که اثر تغییر اقلیم بر فرایند بارش-رواناب باعث کاهش 13 درصدی منابع آبی سد گلورد شد. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که ضریب تبخیر خاک، متوسط طول (شیب)، متوسط دمای هوا برای بارش برف (درجه سلسیوس) و شماره منحنی در شرایط رطوبتی، بیشترین تاثیر را روی دبی خروجی داشته است. نتیجهگیری: نتایج بهدستآمده صرفنظر از جهت تغییرات هر یک از مولفهها، دلالت بر اهمیت الگوی زمانی تغییرات در طول سال دارد که نقش موثری در مدیریت منابع آب حوضه دارا است. نتایج پژوهش حاضر ضمن بیان اهمیت اثرات بالقوه تغییر اقلیم در وضعیت هیدرولوژی حوضه، لزوم توجه به بحث تغییر اقلیم و پیامدهای آن را در مدیریت منابع آب سد گلورد متذکر میگردد.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5210_ada854dd24d4478f087138882e2317bd.pdf
2020-10-22
23
43
10.22069/jwsc.2020.17535.3304
تغییر اقلیم
منابع آب
LARS-WG6
SWAT
آنالیز حساسیت
مجتبی
خوش روش
khoshravesh_m24@yahoo.com
1
دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
LEAD_AUTHOR
رضا
نوروز ولاشدی
rezanorooz@yahoo.com
2
استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
AUTHOR
1.Abbaspour, K. 2015. SWAT Calibration and Uncertainty Programs-A User Manual. Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology: Eawag, Switzerland. 100p.
1
2.Abbaspour, K.C. 2011. SWAT-CUP4: SWAT calibration and uncertainty programs–a user manual. Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Eawag. 100p.
2
3.Aghakhani, M., Nasrabadi, T., and Nejad, A.V. 2019. Hydrological Simulation of Taleqan Watershed Using SWAT. Environmental Science and Technology, 21: 147-159.
3
4.Andreadis, K.M., and Lettenmaier, D.P. 2006. Trends in 20th century drought over the continental United States. Geophysical Research Letters, 33: 3. 1-4.
4
5.Arnold, J. 1994. SWAT-soil and water assessment tool. 506p.
5
6.Bahri, M., and Zahedi, E. 2016. Investigation of climate change impacts on streamflow regime of a river Arazkooseh river basin. Sci. J. Manage. Syst. 16: 42. 109-132.
6
7.Bavay, M., Grünewald, T., and Lehning, M. 2013. Response of snow cover and runoff to climate change in high Alpine catchments of Eastern Switzerland. Advances in Water Resources, 55: 4-16.
7
8.Bieger, K., Hörmann, G., and Fohrer, N. 2015. Detailed spatial analysis of SWAT-simulated surface runoff and sediment yield in a mountainous watershed in China. Hydrol. Sci. J. 60: 5. 784-800.
8
9.Cheng, C., Yang, Y.E., Ryan, R., Yu, Q., and Brabec, E. 2017. Assessing climate change-induced flooding mitigation for adaptation in Boston’s Charles River watershed, USA. Landscape and Urban Planning, 167: 25-36.
9
10.Fazeli Farsani, A., and Ghazavi, R. 2019. Investigating the effects of land use change on surface runoff using SWAT model. J. Water Soil Cons. 25: 6. 191-206. (In Persian)
10
11.Fu, G., Barber, M.E., and Chen, S. 2007. Impacts of climate change on regional hydrological regimes in the Spokane River Watershed. J. Hydrol. Engin.12: 5. 452-461.
11
12.Golshan, M., Kavian, A., Ruohani, H., and Esmali Ouri, A. 2015. Effect of Scale on SWAT Model Performance in Simulation of Runoff (Case Study: Haraz Catchment in Mazandaran Province). Iran. J. Soil Water Res. 46: 2. 293-303. (In Persian)
12
13.Gosain, A., Rao, S., and Basuray, D. 2006. Climate change impact assessment on hydrology of Indian river basins. Current Science, 90: 3. 346-353.
13
14.Hajihoseini, H., Hajihosseini, M., Najafi, A., Morid, S., and Delavar, M. 2015. Assessment of changes in hydro-meteorological variables upstream of Helmand Basin during the last century using CRU data and SWAT model. Iran-Water Resources Research, 10: 3. 38-52. (In Persian)
14
15.Higgins, R., Kousky, V., Silva, V., Becker, E., and Xie, P. 2010. Intercomparison of daily precipitation statistics over the United States in observations and in NCEP reanalysis products. J. Clim. 23: 17. 4637-4650.
15
16.Hoang, L.P., Lauri, H., Kummu, M., Koponen, J., Van Vliet, M., Supit, I., Leemans, R., Kabat, P., and Ludwig, F. 2016. Mekong River flow and hydrological extremes under climate change. Hydrology and Earth System Sciences, 20: 3027-3041.
16
17.Jalali, M.N., Sarai Tabrizi, M., and Babazadeh, H. 2020. Investigating the effect of climate change on water flow and water balance of Latyan dam using SWAT model. Iran. J. Ecohydrol.
17
7: 1. 17-28. (In Persian)
18
18.Kahya, E., and Kalaycı, S. 2004. Trend analysis of streamflow in Turkey. J. Hydrol. 289: 1. 128-144.
19
19.Kalcic, M.M., Chaubey, I., and Frankenberger, J. 2015. Defining Soil and Water Assessment Tool (SWAT) hydrologic response units (HRUs) by field boundaries. Inter. J. Agric. Biol. Engin. 8: 3. 69-80.
20
20.Kavian, A., Namdar, M., Golshan, M., and Bahri, M. 2017. Hydrological modeling of climate changes impact on flow discharge in Haraz river basin. J. Natur. Environ. Hazard. 6: 89-104.
21
(In Persian)
22
21.Kord Rostami, F., Pedram, A., Omid Bozorg, H., Vahid, E., Karim, A., and Ralf, L. 2020. Evaluation of hydrological response of Latian Dam watershed to afforestation in semi-arid climate. Iran. J. For. 12: 1. 89-100.(In Persian)
23
22.Malkian, A., Mirdashtvan, M., and Ghadimi, M. 2019. Investigating the impacts of climate change on some hydrological characteristics of water resources in Ardebil province. Iran. J. Ecohydrol. 6: 6. 695-705. (In Persian)
24
23.Massah Bavani, A., and Mord. S. 2006. Study effects of climate change on zayande rood discharge. J. Water Soil Sci. 17: 47-27. (In Persian)
25
24.Mohammed, I.N., Bomblies, A., and Wemple, B.C. 2015. The use of CMIP5 data to simulate climate change impacts on flow regime within the Lake Champlain Basin. J. Hydrol: Region. Stud. 3: 160-186.
26
25.Moss, R., Babiker, M., Brinkman, S., Calvo, E., Carter, T., Edmonds, J., Elgizouli, I., Emori, S., Erda, L., and Hibbard, K. 2008. Towards New Scenarios for Analysis of Emissions. in Proceedings of the Climate Change, Impacts, and Response Strategies (IPCC Expert Meeting Report, IPCC, Geneva, 2008).
27
26.Nazari, B., Batoukhteh, F., Mohammadi Ghaleni, M., and Ababaei, B. 2018. The estimation of runoff and sediment volume of in the Geraty sub basin using the SWAT model. J. Water Soil Cons. 25: 4. 321-330. (In Persian)
28
27.Neitsch, S.L., Arnold, J.G., Kiniry,J.R., and Williams, J.R. 2011. Soiland water assessment tool theoretical documentation version 2009. Texas Water Resources Institute.
29
28.Nikkhoo Amiri, S., Khoshravesh, M., and Norooz Valashedi, R. 2019. Simulation of outflow time series at shahid Rajaee dam using SWAT model. J. Irrig. Water Engin. 10: 37. 67-81.(In Persian)
30
29.Patil, A., and Ramsankaran, R. 2017. Improving streamflow simulations and forecasting performance of SWAT model by assimilating remotely sensed soil moisture observations. J. Hydrol. 555: 683-696.
31
30.Piri, J., Amin, S., Moghaddamnia, A., Keshavarz, A., Han, D., and Remesan, R. 2009. Daily pan evaporation modeling in a hot and dry climate. J. Hydrol. Engin. 14: 8. 803-811.
32
31.Stager, J.C., and Thill, M. 2010. Climate Change in the Champlain Basin: What natural resource managers can expect and do, The Nature Conservancy. 38p.
33
32.Wang, J., Ishidaira, H., and Xu, Z. 2012. Effects of climate change and human activities on inflow into the Hoabinh Reservoir in the Red River basin. Procedia Environmental Sciences,13: 1688-1698.
34
33.Xu, H., and Luo, Y. 2015. Climate change and its impacts on river discharge in two climate regions in China. Hydrology and Earth System Sciences, 19: 4609-4618.
35
ORIGINAL_ARTICLE
تاثیر همزمان تیمارهای زیستی و محلولپاشی با سیلیسیم بر صفات رشدی، مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه گشنیز تحت تنش سرب
سابقه و هدف: آلودگی خاکهای کشاورزی به فلزات سنگین یکی از معضلات بزرگ زیست محیطی بهویژه در کشورهای در حال توسعه است. انتقال این آلایندهها از طریق گیاهان به انسان، سلامتی افراد جامعه به خطر میافتد. سرب با سمیت ماندگاری بالاتر در خاک تاثیر مخربتری در اکوسیستم برجای میگذارد و یکی از عوامل اصلی کاهش فعالیت زیستی ریزجاندارن خاک بهشمار میرود. کاربرد همزمان سیلیسیم و تیمارهای زیستی بهندرت برای تنش فلزات سنگین بهکار برده شده است. در این پژوهش سعی شد امکانسنجی کاربرد همزمان آنها بر صفات گیاه گشنیز بررسی شود.مواد و روشها: این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار سطح تنش سرب (0، 500، 1000 و 1500 میلیگرم بر کیلوگرم سرب)، چهار سطح از ریزجانداران (بدون باکتری، جدایه 6 (B. ceruse strain 264ZG5)، 19 (B. thuringiensis isolate 2T22) باکتری و قارچ میکوریز گونه Glomus mosseae) و سه سطح محلولپاشی با نانو ذرات سیلیسیم (0، 1.5 و 3 میلیمولار) انجام شد. در انتهای آزمایش صفاتی همانند ارتفاع گیاه، وزن بوته و ریشه، طول ریشه، سطح برگ، درصد ماده خشک برگ، رنگیزههای فتوسنتزی (کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کارتنویید)، نشت غشا، پرولین و سنجش میزان کربوهیدرات و همچنین تنفس پایه و تحریک شده و درصد کلونیزاسیون میکوریز در خاک اندازهگیری شد.یافتهها: نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که هر دو جدایه باکتری و میکوریز توانستند حتی در غلظتهای بالا زندهمانی قابل قبولی داشته باشند هر چند غلظتهای بالا بطور معنیداری جمعیت آنها را کاهش داد. همافزایی سیلیسیم و تیمارهای زیستی در اکثر صفات مورد مطالعه برآیند مطلوبی داشتند. صفات مورفولوژیک شامل وزن تر و خشک بوته، سطح برگ، کلروفیل a، b، کل و کارتنویید تحت هر دو تیمار آزمایشی نسبت به تیمار شاهد با سرب افزایش نشان دهند. میزان نشت غشا و پرولین تحت تنش سرب بهویژه در غلظتهای بالا افزایش معنیداری نشان داد اما تیمار ترکیبی سیلیسیم و تیمارهای زیستی تاحد مطلوبی سبب کاهش این تیمارها شد. همینطور سرب سبب افزایش کربوهیدرات گیاه گشنیز شد و نکته جالب توجه افزایش این ماده در اثر کاربرد همزمان تیمارها میباشد. بهنظر میرسد تیمارهای زیستی در این مطالعه از طریق تاثیر بر سیستم ریشه و همچنین تاثیر بر رنگیزههای فتوسنتزی سبب بهبود رشد گیاه گشنیز در شرایط آلودگی سرب شدند.نتیجه گیری: بهطور کلی سرب بهویژه در غلظتهای بالا سبب نقصان معنیدار در صفات مورد اندازهگیری در گیاه گشنیز شد. در این پژوهش تیمار میکوریز و جدایه 6 باکتری در اکثر صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک نتایج بهتری نشان دادند هرچند در غلظتهای پایینتر سرب در برخی صفات جدایه 19 نیز نتایج خوبی نشان داد. تلفیق جدایهها با 3 میلیمولار نانو ذرات سیلیسیم سبب نتایج بهتری در این صفات شد. کاربرد همزمان تیمارهای زیستی و سیلیسیم در گیاه گشنیز نسبت به کاربرد تکی آنها توصیه میشود هرچند مکانیسم آنها بصورت دقیق مشخص نشده است و نیازمند مطالعات بیشتری است.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5211_5fcb15c6a34d192aad7680eecfe1aee1.pdf
2020-10-22
45
65
10.22069/jwsc.2020.17087.3255
سیلیسیم
باکتری محرک رشد
تنفس پایه
تنفس تحریک شده
صفات مورفولوژیک
حمیده
فاطمی
ha.fatemi@yahoo.com
1
دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
LEAD_AUTHOR
بهروز
اسماعیل پور
besmaielpour@yahoo.com
2
گروه باغبانی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
AUTHOR
1.Adatia, M., and Besford, R. 1986. The effects of silicon on cucumber plants grown in recirculating nutrient solution. Annals of Botany. 58: 3. 343-351.
1
2.Adrees, M., Ali, S., Rizwan, M., Zia-ur-Rehman, M., Ibrahim, M., Abbas, F., Farid, M., Qayyum, M.F., and Irshad, M.K. 2015. Mechanisms of silicon-mediated alleviation of heavy metal toxicity in plants: a review. Ecotoxicology and Environmental Safety. 119: 186-197.
2
3.Agarie, S. 1993. Effect of silicon on growth, dry matter production and photosynthesis in rice plants. Crop Prodoction Improvement Techology Asia. Pp: 225-234.
3
4.Ahmad, E., Zaidi, A., Khan, M.S., and Oves, M. 2012. Heavy metal toxicity to symbiotic nitrogen-fixing microorganism and host legumes, Toxicity of heavy metals to legumes and bioremediation. Springer. Pp: 29-44.
4
5.Akinci, I.E., Akinci, S., and Yilmaz, K. 2010. Response of tomato (Solanum lycopersicum L.) to lead toxicity: Growth, element uptake, chlorophyll and water content. Afric. J. Agric. Res. 5: 6. 416-423.
5
6.Alef, K. 1995. Field methods, Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry. Elsevier, Pp: 463-490.
6
7.Almeida, A.A.F.d., Valle, R.R., Mielke, M.S., and Gomes, F.P. 2007. Tolerance and prospection of phytoremediator woody species of Cd, Pb, Cu and Cr. Brazil. J. Plant Physiol. 19: 2. 83-98.
7
8.Anderson, T.H., and Domsch, K. 1990. Application of eco-physiological quotients (qCO2 and qD) on microbial biomasses from soils of different cropping histories. Soil Biology and Biochemistry. 22: 2. 251-255.
8
9.Andrade, S.A., Gratão, P.L., Schiavinato, M.A., Silveira, A.P., Azevedo, R.A., and Mazzafera, P. 2009. Zn uptake, physiological response and stress attenuation in mycorrhizal jack bean growing in
9
soil with increasing Zn concentrations. Chemosphere. 75: 10. 1363-1370.
10
10.Azooz, M., Youssef, M., and Al-Omair, M. 2011. Comparative evaluation of zinc and lead and their synergistic effects on growth and some physiological responses of Hassawi okra (Hibiscus esculentus) seedlings. Americ. J. Plant Physiol. 6: 6. 269-282.
11
11.Bano, A., and Fatima, M. 2009. Salt tolerance in Zea mays (L.) following inoculation with Rhizobium and Pseudomonas. Biology and Fertility of Soils. 45: 4. 405-413.
12
12.Bates, L.S., Waldren, R.P., and Teare, I. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and soil. 39: 1. 205-207.
13
13.Bolan, N., Kunhikrishnan, A., Thangarajan, R., Kumpiene, J., Park, J., Makino, T., Kirkham, M.B., and Scheckel, K. 2014. Remediation of heavy metal (loid) s contaminated soils–to mobilize or to immobilize? J. Hazard. Mater. 266: 141-166.
14
14.Cenkci, S.L., Cierci, I.H., Yildiz, M., Zay, C., Bozda, A., and Terzi, H. 2010. Lead contamination reduces chlorophyll biosynthesis and genomic template stability in Brassica rapa L. Environmental and Experimental Botany. 67: 3. 467-473.
15
15.Da Cunha, K.P.V., and do Nascimento, C.W.A. 2009. Silicon effects on metal tolerance and structural changes in maize (Zea mays L.) grown on a cadmium and zinc enriched soil. Water, air and soil pollution. 197: 1-4. 323.
16
16.Demir, S. 2005. Influence of arbuscular mycorrhiza on some physiological growth parameters of pepper. Turk. J. Biol. 28: 2-4. 85-90.
17
17.Dufey, I., Gheysens, S., Ingabire, A., Lutts, S., and Bertin, P. 2014. Silicon application in cultivated rices (Oryza sativa L and Oryza glaberrima Steud) alleviates iron toxicity symptoms through the reduction in iron concentration in the leaf tissue. J. Agron. Crop Sci. 200: 2. 132-142.
18
18.Estrella-Gómez, N., Mendoza-Cózatl, D., Moreno-Sánchez, R., González-Mendoza, D., Zapata-Pérez, O., Martínez-Hernández, A., and Santamaría, J.M. 2009. The Pb-hyperaccumulator aquatic fern Salvinia minima Baker, responds to Pb2+ by increasing phytochelatins via changes in SmPCS expression and in phytochelatin synthase activity. Aquatic Toxicology. 91: 4. 320-328.
19
19.Etesami, H. 2018. Bacterial mediated alleviation of heavy metal stress and decreased accumulation of metals in plant tissues: mechanisms and future prospects. Ecotoxicology and environmental safety. 147: 175-191.
20
20.Gao, X., Zou, C., Wang, L., and Zhang, F. 2006. Silicon decreases transpiration rate and conductance from stomata of maize plants. J. Plant Nutr. 29: 9. 1637-1647.
21
21.Gill, S.S., and Tuteja, N. 2010. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant physiology and biochemistry. 48: 12. 909-930.
22
22.Gravel, V., Antoun, H., and Tweddell, R.J. 2007. Growth stimulation and fruit yield improvement of greenhouse tomato plants by inoculation with Pseudomonas putida or Trichoderma atroviride: possible role of indole acetic acid (IAA). Soil Biology and Biochemistry. 39: 8. 1968-1977.
23
23.Haghighi, M., and Pessarakli, M. 2013. Influence of silicon and nano-silicon on salinity tolerance of cherry tomatoes (Solanum lycopersicum L.) at early growth stage. Scientia Horticulturae. 161: 111-117.
24
24.Han, Q.Q., Lü, X.P., Bai, J.P., Qiao, Y., Paré, P.W., Wang, S.-M., Zhang, J.L., Wu, Y.N., Pang, X.P., and Xu, W.B. 2014. Beneficial soil bacterium Bacillus subtilis (GB03) augments salt tolerance of white clover. Frontiers in plant science. 5: 1-8.
25
25.Heidari, M., and Golpayegani, A. 2012. Effects of water stress and inoculation with plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on antioxidant status and photosynthetic pigments in basil (Ocimum basilicum L.). J. Saudi Soc. Agric. Sci. 11: 1. 57-61.
26
26.Irigoyen, J., Einerich, D., and Sánchez‐Díaz, M. 1992. Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa L.) plants. Physiologia plantarum. 84: 1. 55-60.
27
27.Islam, E., Liu, D., Li, T., Yang, X., Jin, X., Mahmood, Q., Tian, S., and Li, J. 2008. Effect of Pb toxicity on leaf growth, physiology and ultrastructure in the two ecotypes of Elsholtzia argyi. J. Hazard. Mater. 154: 1-3. 914-926.
28
28.Khatib, M., Rashed, M., Ganjali, A., and Lahouti, M. 2008. The effects of different nickel concentrations on some morpho-physiological characteristics of parsley (Petroselinum crispum).
29
6: 2. 295-302.
30
29.Knasmüller, S., Gottmann, E., Steinkellner, H., Fomin, A., Pickl, C., Paschke, A., Göd, R., and Kundi, M. 1998. Detection of genotoxic effects of heavy metal contaminated soils with plant bioassays. Mutation Research.Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 420: 1-3. 37-48.
31
30.Kohli, S.K., Bali, S., Tejpal, R., Bhalla, V., Verma, V., Bhardwaj, R., Alqarawi, A.A., Abd_Allah, E.F., and Ahmad, P. 2019. In-situ localization and biochemical analysis of bio-molecules reveals Pb-stress amelioration in Brassica juncea L. by co-application of 24-Epibrassinolide and Salicylic Acid. Scientific reports. 9: 1. 3524.
32
31.Kormanik, P., and McGraw, A. 1982. Quantification of vesicular-arbuscular mycorrhizae in plant roots.
33
32.Lichtenthaler, H. 1987. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in enzymology. 148: 350-382.
34
33.Liu, J., Zhang, H., Zhang, Y., and Chai, T. 2013. Silicon attenuates cadmium toxicity in Solanum nigrum L. by reducing cadmium uptake and oxidative stress. Plant physiology and biochemistry. 68: 1-7.
35
34.Mahohi, A.F., Raiesi, A.F., and Hosseinpur, A.R. 2018. Phytoremediation of Lead in the presence of individual and combined inoculation of earthworms, arbuscular mycorrhizal fungi and rhizobacteria by maize.
36
J. Water Soil Cons. 25: 2. 91-110.
37
(In Persian)
38
35.Meriem, B.F., Kaouther, Z., Chérif, H., Tijani, M., and André, B. 2014. Effect of priming on growth, biochemical parameters and mineral composition of different cultivars of coriander (Coriandrum sativum L.) under salt stress. J. Stress Physiol. Biochem. 10: 3. 85-109.
39
36.Mohkami, Z., Bidarnamani, F., Ghafari Moghadam, Z., and Frozandeh, M. 2018. The effect of AFM fungi on lead and cadmium phytoremediation by Thyme (Thymus daenensis Celak.).
40
J. Water Soil Cons. 25: 4. 225-242. (In Persian)
41
37.Munns, R., Husain, S., Rivelli A.R., James, R.A., Condon, A.G., Lindsay, M.P., Lagudah, E.S., Schachtman, D.P., and Hare, R.A. 2002. Avenues for increasing salt tolerance of crops and the role of physiologically based selection traits. Plant and Soil. 247: 93-105.
42
38.Nagajyoti, P., Lee, K., and Sreekanth, T. 2010. Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review. Environmental chemistry letter. 8: 3. 199-216.
43
39.Neffati, M., and Marzouk, B. 2010. Salinity impact on growth, essential oil content and composition of coriander (Coriandrum sativum L.) stems and leaves. J. Essen. Oil Res. 22: 1. 29-34.
44
40.Pacwa-Płociniczak, M., Czapla, J., Płociniczak, T., and Piotrowska-Seget, Z. 2019. The effect of bioaugmentation of petroleum-contaminated soil with Rhodococcus erythropolis strains on removal of petroleum from soil. Ecotoxicology and environmental safety. 169: 615-622.
45
41.Parsa, D.F., Bahreyani, N.B., Safari, S.A., and Kaboli, M. 2007. Phytoremediation of lead with native rangeland plants in Irankoh polluted soils. Pp: 54-63.
46
42.Prabagar, S., Hodson, M.J., and Evans, D.E. 2011. Silicon amelioration of aluminium toxicity and cell death in suspension cultures of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.). Environmental and Experimental Botany. 70: 2-3. 266-276.
47
43.Prasad, K., Saradhi, P.P., and Sharmila, P. 1999. Concerted action of antioxidant enzymes and curtailed growth under zinc toxicity in Brassica juncea. Environmental and experimental Botany. 42: 1. 1-10.
48
44.Redmann, R., Haraldson, J., and Gusta, L. 1986. Leakage of UV‐absorbing substances as a measure of salt injury in leaf tissue of woody species. Physiologia Plantarum. 67: 1. 87-91.
49
45.Romero, S.I., Piola, A.R., Charo, M., and Garcia, C.A.E. 2006. Chlorophyll‐a variability off Patagonia based on SeaWiFS data. J. Geophysic. Res. Ocean. 111p.
50
46.Sadaghiani, M., Barin, M., and Jalili, F. 2009. The effect of PGPR inoculation on the growth of wheat.
51
47.Sessitsch, A., Kuffner, M., Kidd, P., Vangronsveld, J., Wenzel, W.W., Fallmann, K., and Puschenreiter, M. 2013. The role of plant-associated bacteria in themobilization and phytoextraction of trace elements in contaminated soils. Soil Biology and Biochemistry. 60: 182-194.
52
48.Sharma, P., and Dubey, R.S. 2005. Lead toxicity in plants. Brazil. J. Plant Physiol. 17: 1. 35-52.
53
49.Shen, X., Xiao, X., Dong, Z., and Chen, Y. 2014. Silicon effects on antioxidative enzymes and lipid peroxidation in leaves and roots of peanut under aluminum stress. Acta Physiologiae Plantarum.
54
36: 11. 3063-3069.
55
50.Shi, G., Cai, Q., Liu, C., and Wu, L. 2010. Silicon alleviates cadmium toxicity in peanut plants in relation to cadmium distribution and stimulation of antioxidative enzymes. Plant Growth Regulation. 61: 1. 45-52.
56
51.Singh, R., Tripathi, R.D., Dwivedi, S., Kumar, A., Trivedi, P.K., and Chakrabarty, D. 2010. Lead bioaccumulation potential of an aquatic macrophyte Najas indica are related to antioxidant system. Bioresource Technology. 101: 9. 3025-3032.
57
52.Sinha, P., Dube, B.K., Srivastava, P., and Chatterjee, C. 2006. Alteration in uptake and translocation of essential nutrients in cabbage by excess lead. Chemosphere. 65: 4. 651-656.
58
53.Sudhakar, C., Lakshmi, A., and Giridarakumar, S. 2001. Changes in the antioxidant enzyme efficacy in two
59
high yielding genotypes of mulberry (Morus alba L.) under NaCl salinity. Plant Science. 161: 3. 613-619.
60
54.Ullah, A., Mushtaq, H., Ali, H., Munis, M.F.H., Javed, M.T., and Chaudhary, H.J. 2015. Diazotrophs-assisted phytoremediation of heavy metals: a novel approach. Environmental Science and Pollution Research. 22: 4. 2505-2514.
61
55.Verma, S., and Dubey, R.S. 2001. Effect of Cd on soluble sugars and enzymes of their metabolism in rice. Biologia plantarum. 44: 1. 117-123.
62
56.Wani, P.A., Khan, M.S., and Zaidi, A. 2008. Chromium-reducing and plant growth-promoting Mesorhizobium improves chickpea growth in chromium-amended soil. Biotechnology letters.
63
30: 1. 159-163.
64
57.White, P.J., and Broadley, M.R. 2003. Calcium in plants. Pp: 487-511.
65
58.Ye, J., Yan, C., Liu, J., Lu, H., Liu, T., and Song, Z. 2012. Effects of silicon on the distribution of cadmium compartmentation in root tips of Kandelia obovata (S., L.) Yong. Environmental Pollution. 162: 369-373.
66
59.Zahir, Z.A., Arshad, M., and Frankenberger, W.T. 2004. Plant growth promoting rhizobacteria: applications and perspectives in agriculture. Advances in Agronomy. 81: 1. 98-169.
67
60.Zhang, H.H., Tang, M., Chen, H., Zheng, C.L., and Niu, Z.C. 2010. Effect of inoculation with AM fungi on lead uptake, translocation and stress alleviation of Zea mays L. seedlings planting in soil with increasing lead concentrations. Europ. J. Soil Biol. 46: 5. 306-311
68
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی رابطه شاخص جریان پایه با شاخصهای منحنی تداوم جریان در مقیاس ملی
چکیدهسابقه و هدف : شناخت و درک رابطه بین مولفههای مختلف حوضه میتواند به بهبود و توسعه پیشبینیها در حوضههای فاقد آمار کمک کند. مقدار واقعی جریان پایه نامشخص است و نظر به اینکه منحنی تداوم جریان با استفاده از دادههای مشاهداتی تهیه میشود، لذا شناخت و تحلیل روابط بین شاخصهای منحنی تداوم جریان با شاخص جریان پایه منجر به دستیابی به اطلاعاتی برای استفاده بهینه از شاخصهای منحنی تداوم جریان بهعنوان پارامتر برآورد کننده شاخص جریان پایه، خواهد شد. هدف از این پژوهش، بررسی و شناخت رابطه شاخص جریان پایه با شاخصهای منحنی تداوم جریان در اقالیم مختلف کشور ایران میباشد.مواد و روشها: ابتدا با تهیه نقشه اقلیم کشور و تقاطع آن با مرز حوزههای آبخیز رتبه چهار، حوضههای واقع در هر منطقه اقلیمی تفکیک شد. سپس تعداد حداقل سی ایستگاه با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سالهای1355-1390در هر منطقه اقلیمی انتخاب شد. منحنی تداوم جریان با استفاده از دادههای دبی روزانه بلندمدت، ترسیم و شاخصهای,Q2, Q5,Q10, Q15,Q20,Q50,Q75,Q90 استخراج شد. شاخص آخرین نقطه عطف منحنی تداوم جریان(QFinal) در محل شیب صفر منحنی با استفاده از کدنویسی در محیط متلب، استخراج شد. سپس شاخص جریان پایه با استفاده از الگوریتم فیلتر رقومی برگشتی تک پارامتره با استفاده از دادههای دبی روزانه بلند مدت محاسبه شد. سرانجام روابط رگرسیونی بین شاخصهای منحنی و میانگین سالانه شاخص جریان پایه در مناطق مختلف اقلیمی استخراج و تحلیل شد.یافتهها: نتایج نشان داد که بیشترین همبستگی بین شاخصهای منحنی تداوم جریان با شاخص جریان پایه در حوضههای منطقه بسیارمرطوب با ضریب تبیین 84/0 مربوط به شاخصهای دوره پرآبی منحنی است ولی در دو منطقه مرطوب و نیمهمرطوب، بیشترین همبستگی مربوط به شاخص دوره کمآبی با ضریب تبیین 63/0 و 69/0 است. بیشترین ضریب تبیین بین شاخص منحنی در نقطه شیب صفر با شاخص جریان پایه، مربوط به منطقه بسیارمرطوب به میزان 85/0 است. در جمعبندی کلی نتایج قابل ذکر است که روابط همبستگی بین شاخص-های بخش انتهایی منحنی تداوم جریان با میانگین سالانه شاخص جریان پایه، در حوضههای اقالیم مرطوب، نیمهمرطوب، مدیترانهای و نیمهخشک، یک رابطه قوی و قابل توصیه برای مقاصد تحلیل منطقهای و پیشبینی و برآورد میباشد. ولی در حوضههای منطقه خشک این رابطه دارای استثناء است و شاخصهای بخش پرآبی منحنی این نقش را به عهده دارند. در حوضههای منطقه بسیارمرطوب، ضریب تبیین کلیه شاخصهای منحنی تداوم جریان با شاخص جریان پایه، قابل اعتماد و استفاده است.نتیجهگیری: در جمعبندی کلی نتایج، قابل ذکر است که روابط همبستگی بین شاخصهای بخش انتهایی و موسوم به کم آبی منحنی تداوم جریان با میانگین سالانه شاخص جریان پایه، در حوضههای اقالیم مرطوب، نیمهمرطوب، مدیترانهای و نیمهخشک، یک رابطه قوی و قابل اعتماد و توصیه برای تحلیل منطقهای و پیشبینی و برآورد میباشد. ولی در حوضههای منطقه خشک این رابطه دارای استثناء است و شاخصهای بخش پرآبی منحنی، این نقش را به عهده دارند، و بیشترین همبستگی را به خود اختصاص دادهاند. در حوضههای واقع در منطقه بسیارمرطوب نیز ضریب تبیین کلیه شاخصها با شاخص جریان پایه دارای قابلیت اعتماد و استفاده است. نتایج کلی در حوضههای تمامی مناطق اقلیمی، پارامتر شاخصهای منحنی تداوم جریان را بهعنوان پارامتر قابل اعتماد و پیشبینی کننده شاخص جریان پایه، نشان میدهد.واژههای کلیدی: برآورد، تفکیک هیدروگراف جریان، شاخص جریان پایه، شاخص منحنی تداوم جریان، همبستگی
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5212_6c9b0f627ed38f67d0d88cc302adb7c2.pdf
2020-10-22
67
87
10.22069/jwsc.2020.17941.3353
برآورد
تفکیک هیدروگراف جریان
شاخص جریان پایه
شاخص منحنی تداوم جریان
رحیم
کاظمی
ra_hkazemi@yahoo.com
1
عضو هیئت علمی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیز داری
LEAD_AUTHOR
جهانگیر
پرهمت
jp1364@gmail.com
2
عضو هیات علمی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیز داری
AUTHOR
فرود
شریفی
fs1338@gmail.com
3
استاد پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران
AUTHOR
1.Alizadeh, A. 2007.Principal of Applied Hydrology, 14rd Edn. Mashhad. Emamreza University Press, 807p. (In Persian)
1
2.Bahrami, E., Mohammadrezapour, O., Salarijazi, M., and Jou, P.H. 2019. Effect of base flow and rainfall excess separation on runoff hydrograph estimation using gamma model (case study: Jong catchment). KSCE J. Civil Engin. 23 :3. 1420-1426.
2
3.Blumenfeld, S., Lu, C., Christopehersen, T., and Coates, D. 2009. Water, wetlands and forests: a review of ecological, economic and policy linkages. Secretariat of the Convention on Biological Diversity and Secretariat of the Ramsar Convention on Wetlands, Montreal and Gland. CBD Technical Series. 47: 1-38.
3
4.Bosch, D.D., Arnold, J.G., Allen, P.G., Lim, K.J., and Park, Y.S. 2017. Temporal variations in baseflow for the Little River experimental watershed in South Georgia, USA. J. Hydrol: Reg. Stud. 10: 110-121.
4
5.Brodie, R.S., and Hostetle, S. 2005. A review of techniques for analyzing base-flow from stream hydrographs. Proceedings of the NZHS-IAH-NZSSS Conference, Auckland, New Zealand.
5
6.Castellarina, A., Galeatib, G., Brandimartea, L., Montanaria, L., and Bratha, A.A. 2004. Regional flow-duration curves: reliability for ungauged basins, J. Adv. Water Resour. 27: 953-965.
6
7.Chapman, T.G., and Maxwell, A.I. 1996. Baseflow separation-comparison of numerical methods with tracer experiments, Hydrology and Water Resources Symposium, Institution of Engineers, Australia, Hobart, 5: 539-545.
7
8.Choi, W., Rasmussen, P.F., Moore, A.R., and Kim, S.J. 2009. Simulating stream flow response to climate scenarios in central Canada using a simple statistical downscaling method. Climate Research, 40: 1. 89-102.
8
9.Cook, P.G., Lamontagne, S., Berhane, D., Clark, J.F. 2006. Quantifying groundwater discharge to Cockburn River, southeastern Australia, using dissolved gas tracers222Rn and SF6. Water Resour. Res. 42: 10. 1-12.
9
10.Costa, V., Fernandez, W., and Naghettini, M. 2014. Regional models of flow-duration curves of perennial
10
and intermittent streams and their use for calibrating the parameters of a rainfall–runoff model. Hydrol. Sci. J. 59: 2. 262-277.
11
11.Dario, P., Noto, L.V., and Viola, F. 2013. Eco hydrological modeling of flow duration curve in Mediterranean river basins, J. Adv. Water Resour. 52: 314-327.
12
12.Deitch, M.J., and Dolman, B. 2017. Restoring summer base flow under a decentralized water management regime: Constraints, opportunities and outcomes in Mediterranean-climate California. Water. 9: 1. 1-21.
13
13.Eckhardt, K. 2008. A comparison of baseflow indices, which were calculated with seven different baseflow separation methods. J. Hydrol. 352: 1-2. 168-173.
14
14.Eslami, A.R., and Shokohi, A. 2013. Analysis of river flow, using Hydrological and environmental index, J. Water. Engin. Manage. 5: 2. 125-133. (In Persian)
15
15.Eslamian, S.S., Ghasemi, M., and Soltani-Gerdefaramarzi, S. 2012. Computation and Regionalization of Low Flow Indices and Determination of Hydrological Drought Durations in Karkhe Watershed, J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. Water Soil Sci. 16: 59. 1-14. (In Persian)
16
16.Ghanbarpor, M., Teymori, M., and Gholami, Sh.A. 2008. Comparison of Base Flow Estimation Methods Based on Hydrograph Separation (Case study: Karun Basin). J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. Water Soil Sci. 1: 1-10. (In Persian)
17
17.Hisdal, H., Tallaksen, L.M., Clausen, M.B., Peters, E., and Gus-tard, A. 2004. Hydrological drought characteristics, in: Hydrological Drougth - Processes and estimation methods for streamflow and groundwater, edited by: Tallaksen, L.M. and van Lanen, H.A.J., Developments in Water Science, Elsevier Science. 48: 139-198.
18
18.Hosseini-Doki, S.R., Seyedian, S.M., Rouhani, H., and Farasati, M. 2019. Investigation of the relationship between base flow index with temperature and rainfall using wavelet coherence (Case study: Gorganroud watershed), J. Water Soil Cons. 26: 1. 1-25. (In Persian)
19
19.Juckem, P.F., Hunt, R.J., Anderson, M.P., and Robertson, D.M. 2008. Effects of climate and land management change on streamflow in the driftless area of Wisconsin. J. Hydrol.355: 1. 123-130.
20
20.Kazemi, R., and Ghiasi, N. G.2016. Investigation of the Role of Physiographical and Hydrological Parameters on the Shape of Flow Duration Curve (Case Study: Khazar Region), J. Water. Manage. Res.7: 14. 119-127. (In Persian)
21
21.Kazemi, R., and Sharifi, F. 2019. Investigation and analysis of factors affecting base flow in different climates of Iran, J. Water. Engin. Manage.10: 4. 645-658. (In Persian)
22
22.Kazemi, R., Ghermez-Cheshmeh, B. 2016. Investigation of Different Base Flow Separation Methods Using Flow Duration Indices, case study: Khazar region, J. Water Soil Cons. 23: 2. 131-146. (In Persian)
23
23.Kazemi, R., Karam, A., Saffari, A., and Porhemmat. 2018. Modeling of flow duration curve deformation in Karkheh Basin. J. Geographic. - Space. 17: 60. 131-147. (In Persian)
24
24.Kazemi, R., and Porhemmat, J. 2020. Calibration of recursive digital filters to separate the base flow, case study: Karkheh Basin, J. Water. Engin. Manage. 12: 1. 30-43. (In Persian)
25
25.Kazemi, R., Porhemmat, J., and Sharifi, F. 2018. Investigation and determination of factors affecting the shape of the flow duration curve in different climates of Iran, J. Water. Manage. Res.
26
25: 1. 85-105. (In Persian)
27
26.Kazemi, R., Porhemmat, J., and Sharifi, F. 2019. Investigating and presenting regional relationships of flow duration curve indices in semi-arid regions, J. Water. Engin. Manage. 11: 3. 676-690. (In Persian)
28
27.Khosrobeygi-Bozcheloei, S., and Vafakhah, M. 2017. Regional Analysis of Flow Duration Curve in Namak Lake Basin, Iran. J. Water. Manage. Res. 7: 14. 236-228. (In Persian)
29
28.Kinkela, K., and Pearce, L. 2014. Assessment of baseflow seasonality and application to design flood events in southwest Western Australia. Aust. J. Water Resour. 18: 1. 27-38.
30
29.Lee, S., Kim, J., and Hur, J.W. 2013. Assessment of ecological flow rate by flow duration and environmental management class in the Geum River, Korea, J. Environ. Earth Sci. 68: 4. 1107-1118.
31
30.Lee, T.H., Lee, M.H., and Yi, J. 2016. Development of Regional Regression Model for Estimating Flow Duration Curves in Ungauged Basins. J. Korea. Soc. Civil Engin. 36: 3. 427-437.
32
31.Nathan, R.J., and McMahon, T.A. 1992. Estimating low flow characteristics in ungauged catchments. J. Water Resour. Manage. 6: 85-100.
33
32.Nathan, R.J., and McMahan, T.A. 1990. Evaluation of automated techniques for baseflow and recession analysis. Water Resour. Res. 26: 7. 1465-1473.
34
33.Neff, B.P., Day, S.M., Piggott, A.R., and Fuller, L.M. 2005. Base flow in the Great Lakes basin. Scientific Investigations Report, No. 2005-2517. Reston, VA: US Geological Survey.
35
34.Niazi, A., Bentley, L.R., and Hayashi, M. 2017. Estimation of spatial distribution of groundwater recharge from stream baseflow and groundwater chloride. J. Hydrol. 546: 380-392.
36
35.Reichl, F., and Hack, J. 2017. Derivation of flow duration curves to estimate hydropower generation potential in data-scarce regions. J. Water. 9: 8. 572.1-15.
37
36.Shamaee-Zadeh, M., and Soltani, S. 2011. Regional analysis of low flow in North Karoon basin, J. Sci. Technol. Agric. Resour. Water and Soil Science. 18: 70. 231-242. (In Persian)
38
37.Sun, W., Song, X., Zhang, Y., Chiew, F., Post, D., Zheng, H., and Song, S. 2020. Coal mining impacts on baseflow detected using paired catchments. Water Resources Research. 56: 2. 257-270.
39
38.Swain, J.B., and Patra, K.C. 2017. Streamflow estimation in ungauged catchments using regional flow duration curve: comparative study. J. Hydrol. Engin. 22: 7. 04017010.
40
39.Tague, C., Grant, G., Farrell, M., Choate, J., and Jefferson, A. 2008. Deep groundwater mediates streamflow response to climate warming in the Oregon Cascades. Climatic Change. 86: 1. 89-210.
41
40.Teimouri, M., Ghanbarpour, M.R., Bashirgonbad, M., Zolfaghari, M., and Kazemikia, S. 2011. Comparison of Base Flow Index in Hydrograph Separation with Different Methods in Some Rivers of West Azarbaijan Province. J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. Water and Soil Science.
42
15: 219-228. (In Persian)
43
41.Verma, R.K., Murthy, S., Verma, S., and Mishra, S.K. 2017. Design flow duration curves for environmental flows estimation in Damodar River Basin, India. Applied Water Science,
44
7: 3. 1283-1293.
45
42.Wagener, T., Blöschl, G., Goodrich, D., Gupta, H., Sivapalan, M., Tachikawa, Y., Troch, P., and Weiler, M. 2013. A synthesis framework for runoff predictions in ungauged basins, in: chapt. 2, Runoff Predictions in Ungauged Basins, edited by: Blöschl, G., Sivapalan, M., Wagener, T., Viglione, A., and Savenije, H., Cambridge University Press, Cambridge, UK, Pp: 11-28.
46
43.Welderufael, W.A., and Woyessa, Y.E. 2010. Stream flow analysis and comparison of base flow separation methods, Case Study of the Modder River Basin in central South Africa. J. Europ. Water. 31: 3-12.
47
44.Westerberg, I.K., Guerrero, J.L., Younger, P.M., Beven, K.J., Seibert, J., Halldin, S., Freer, J.E., and Xu, C.Y. 2011. Calibration of hydrological models using flow-duration curves. J. Hydrol. Earth Syst. Sci. 15: 2205-2227.
48
45.Zare Chahouki, A., Salajegheh, A., Mahdavi, M., Khalighi, Sh., and Asadi, S. 2013. Regional flow duration curve in arid regions for ungauged basins (Case study: Central Iran). 66: 2. 251-265.
49
(In Persian)
50
46.Zhang, L., Brutsaert, W., Crosbie, R., and Potter, N. 2014. Long-term annual groundwater storage trends in Australian catchments. Adv. Water Resour. 74: 156-165.
51
47.Zhu, Y., Chen, L., Wang, K., Wang, W., Wang, C., and Shen, Z. 2019. Evaluating the spatial scaling effect of baseflow and baseflow nonpoint source pollution in a nested watershed. J. Hydrol. 579: 12.42-21.
52
ORIGINAL_ARTICLE
تأثیر مقادیر مختلف بیوچارطبیعی و کود مرغی بر فراهمی روی و کادمیوم در یک خاک آلوده
سابقه و هدف: آلودگی خاک و گیاه به عناصر سنگین در اثر فعالیتهای صنعتی بر سلامت انسانها آثار سوء داشته و در چند دهه اخیر بسیار مورد توجه قرارگرفته است. فلزات سنگین میتوانند از طریق ورود به چرخه خاک و محصولات غذایی، سلامت خاک، گیاه و انسان را به خطر اندازند. به منظور کاهش اثرات مضر فلزات سنگین بر اکوسیستم خاک و آلودگی مواد غذایی یک آزمایش فاکتوریل در سه تکرار در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه به اجرا درآمد. هدف از مطالعه حاضر بررسی تأثیر مقادیر مختلف بیوچارطبیعی و کود مرغی بر فراهمی عناصر روی و کادمیوم در یک خاک آلوده بود.مواد و روشها: بهمنظور انجام این پژوهش ابتدا سطوح مختلف کود مرغی (صفر، 5/0، 1، 2، 4 و 8 درصد وزنی) و بیوچار طبیعی (صفر، 2، 4، 6، 8 و 10 درصد وزنی) به صورت جداگانه، به یک خاک آلوده اضافه شد. سپس 4 سطح زمان خوابانیدن در رطوبت ظرفیت مزرعه (1، 2، 3 و 4 ماه) بر آنها اعمال گردید. در فواصل زمانی ذکر شده از گلدانها نمونههای فرعی تهیه و به آزمایشگاه منتقل گردید و پس از خشک کردن در آون در دمای 55-50 درجه، pH، EC، مقدار کل و قابل جذب عناصر روی و کادمیوم در آنها اندازهگیری گردید. یافتهها: مقایسه میانگینهای اثرات متقابل مدت زمان خوابانیدن و سطوح کود مرغی و بیوچار نشان داد که با افزایش سطح مصرف و مدت زمان خوابانیدن میزان PH خاک به ترتیب 9/3 و 4/1 درصد کاهش و مقدار EC به ترتیب 5/36 و 4/10 درصد افزایش یافت. بین تیمار شاهد یا سطح صفر درصد کود مرغی و بیوچار با تیمار 8 درصد کود مرغی و بیوچار از لحاظ آماری تفاوت معنیداری وجود داشت (سطح احتمال 5 درصد). با افزایش مدت زمان خوابانیدن و سطوح کود مرغی و بیوچار طبیعی میزان غلظت قابل جذب روی و کادمیوم خاک به طور معنیداری کاهش یافت (p <0.05) که میزان کاهش در تیمارهای حاوی کود مرغی برای روی و کادمیوم به ترتیب 9/19 و 5/29 درصد و در تیمارهای حاوی بیوچار طبیعی نیز برای روی و کادمیوم به ترتیب 4/28 و 7/22 درصد اندازهگیری شد. در تیمارهای حاوی کود مرغی کمترین میزان غلظت روی و کادمیوم استخراج شده با عصارهگیرDTPA در ماه چهارم و سطح مصرف 8 درصد به ترتیب 7/304 و 9/10 میلیگرم بر کیلوگرم و بیشترین مقدار آن نیز در ماه اول در تیمار شاهد (سطح صفر درصد) به ترتیب 2/380 و 0/20 میلیگرم بر کیلوگرم مشاهده گردید. در تیمارهای حاوی بیوچار طبیعی نیز کمترین میزان روی و کادمیوم استخراج شده با عصارهگیرDTPA در ماه چهارم و سطح مصرف10 درصد به ترتیب 4/272 و 9/12 میلیگرم بر کیلوگرم و بیشترین مقدار آن نیز در ماه اول در تیمار شاهد (سطح صفر درصد) به ترتیب 3/380 و 7/20 میلیگرم بر کیلوگرم مشاهده شد. نتیجهگیری: با توجه به نتایج این پژوهش کاربرد بیوچار و کودمرغی سبب کاهش غلظت قابل جذب فلزات سنگین مورد مطالعه در خاک شد. اگر چه تیمارهای حاوی بیوچار و کود مرغی غلظت قابل جذب فلزات را در خاک کاهش دادند، اما با افزایش سطوح کود مرغی و بیوچار و مدت زمان خوابانیدن خاک غلظت قابل جذب فلزات مورد مطالعه در خاک بیشتر کاهش یافت. در کل، میتوان بیان کرد که کاربرد کود مرغی و بیوچار طبیعی در خاک روش مؤثری برای کاهش سمیت و میزان غلظت قابل جذب فلزات سنگین خاک و همچنین بالا بردن عملکرد و کیفیت محصولات زارعی است.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5213_5aa11fffb469bf4aada4e8e7f7869e3d.pdf
2020-10-22
89
108
10.22069/jwsc.2020.17392.3287
کود مرغی
بیوچار طبیعی
فلزات سنگین
خوابانیدن
مسعود
مولاوردی
m20molai@gmail.com
1
دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
AUTHOR
احمد
گلچین
agolchin2011@yahoo.com
2
گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.
AUTHOR
زهرا
وارسته خانلری
z.khanlari93@gmail.com
3
هیات علمی گروه علوم خاک دانشگاه ملایر
LEAD_AUTHOR
1.Achiba, W.B., Gabteni, N., Lakhdar, A., Laing, G.D., Verloo, M., Jadidi, N., and Gallali, T. 2009. Effects of 5-year application of municipal solid waste compost on the distribution and mobility of heavy metals in a Tunisian calcareous soil. Agriculture, Ecosystems and Environment. 130: 156-163.
1
2.Adewole, E., Adewumi, D.F., Jonathan, J., and Fadaka, A.O. 2014. Phytochemical constituents and proximate analysis of orange peel (citrus Fruit). J. Adv. Bot. Zool. 1: 3. 1-2.
2
3.Ahmad, M., Rajapaksha, A.U., Lim, J.E., Zhang, M., Bolan, N., Mohan, D., and Ok, Y.S. 2014. Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: a review. Chemosphere. 99: 19-33.
3
4.Ahmad, H., Kamarudin, S.K., Minggu, L.J., and Kassim, M. 2015. Hydrogen from photo-catalytic water splitting process: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 43: 599-610.
4
5.Ahyae, M.A., and Behbahanzadeh, A. 1992. Description of Soil and Plant Analysis Methods of Tehran Soil and Water Research Institute. Tech. J.No. 893.128 p.
5
6.Ali, A., Guo, D., Zhang, Y., Sun, X., Jiang, S., Guo, Z., Huang, H., Liang, W., Li, R., and Zhang, Z. 2017. Using bamboo biochar with compost for the stabilization and phytotoxicity reduction of heavy metals in mine-contaminated soils of China. Science. Reports. 7: 1. 1-12.
6
7.Alm, J., Schulman, L., Walden, J., Nykänen, H., Martikainen, P.J., and Silvola, J. 1999. Carbon balance of a boreal bog during a year with an exceptionally dry summer. Ecology.80: 1. 161-174.
7
8.Beesley, L., Moreno-Jiménez, E.,and Gomez-Eyles, J.L. 2010. Effectsof biochar and greenwaste compost amendments on mobility, bioavailability and toxicity of inorganic and organic contaminants in a multi-elementpolluted soil. Environmental pollution. 158: 6. 2282-2287.
8
9.Bergkavist, P., Jarvis, N., Berggren, D., and Carlgren, K. 2003. Long term effects of sewage sludge application on soil properties, cadmium availability and distribution arable soil. Agriculture Ecosystem and Environment. 97: 71-74.
9
10.Bower, C.A., Reitemeier, R.F., and Fireman, M. 1952. Exchangeable cation analysis of saline and alkali soils. Soil science. 73: 4. 251-262.
10
11.Bremner, J.M., and Mulvaney, C.S. 1982. Nitrogen total. In: A.L. Page, Miller, R.H. and Keeney, D.R. (eds.). Methods of soil analysis. Part 2. Chemical analysis. American Society of Agronomy Inc. and Soil Science Society of American Inc. Madison, WI. 595-624.
11
12.Cui, C., Sadeghifar, H., Sen, S., and Argyropoulos, D.S. 2013. Toward thermoplastic lignin polymers; part II: thermal & polymer characteristics of kraft lignin & derivatives. BioResources. 8: 1. 864-886.
12
13.Dai, A. 2013. Increasing droughtunder global warming in observations and models. Nature Climate Change.3: 1. 52.
13
14.Eghbal, M.A., Pennefather, P.S.,and O’Brien, P.J. 2004. H2Scytotoxicity mechanism involves reactive oxygen species formation and mitochondrial depolarisation. Toxicology. 203: 1-3. 69-76.
14
15.Ghorbani, M., Asadi, H., and Abrisham Kash, S.A. 2016. Influence of bio-charcoal rice husk on nitrate leaching in a clay. J. Soil Res. (Soil and Water Sciences). 29: 4. 427-434.(In Persian)
15
16.Gusiatin, Z.M., Kurkowski, R., Brym, S., and Wiśniewski, D. 2016. Properties of biochars from conventionaland alternative feedstocks andtheir suitability for metal immobilization in industrial soil. EnvironmentalScience and Pollution Research.23: 21. 21249-21261.
16
17.Jafari Haghighi, M. 2003. Methods of sampling and analysis of important physical and chemical soil analysis. Mashhad: the voice of Zoha. 240p.(In Persian)
17
18.Kabiri, P., Motaghian, H.R., and Hosseinpour, A. 2018. Phytoremediation potential of maize (Zea mays L.) using biochars produced from Walnut leaves in a contaminated soil. J. Water Soil Cons. 25: 4. 133-152.
18
19.Karve, P., Shackley, S., Carter, S., Anderson, P., Prabunhe, R., Cross, A., Haszeldine, S., Haefele, S., Knowles, T., Field, J., and Tanger. P. 2011. Biochar for Carbon Reduction, Sustainable Agriculture and Soil Management (BIOCHARM). A Report for the APN (Asia Pacific Network for Climate Change Research).
19
20.Kiese, K., Papen, H., Zumbusch, E., and Butterbach-Bahl, L. 2002. Nitrification activity in tropical rainforest soils of the coastal lowlands and Atherton Tablelands, Queensland. Plant Nutr. Austr. J. 165: 682-685.
20
21.Kiang, Y.T. 1972. Pollination study in a natural population of Mimulus guttatus. Evolution. 26: 2. 308-310.
21
22.Laboski, C.A.M., and Lamb, J.A. 2003. Changes in soil test phosphorus concentration after application af manure or fertilizer. Soil Sci. Soc. Amer. J. 67: 544-554.
22
23.Liang, B., Lehmann, J., Sohi, S.P., Thies, J.E., O’Neill, B., Trujillo, L., and Luizão, F.J. 2010. Black carbon affects the cycling of non-black carbon in soil. Organic Geochemistry. 41: 2. 206-213.
23
24.Lie, J.H., G.H., Lv, W.B., Bai, Q., Liu, Y.C., Zhang, J., and Song, Q. 2014. Modification and use of biochar from wheat straw (Triticum aestivum L) for nitrate and phosphate removal from water. Desalination and Water Treatment; DOI 10.1080/19443994. 2014.994104.
24
25.Lindsay, W.L., and Norvell, W.A. 1978. Development of a DTPA Soil Test for Zinc, Iron, Manganese, and Copper 1. Soil Sci. Soc. Amer. J. 42: 3. 421-428.
25
26.Lu, K., Yang, X., Shen, J., Robinson, B., Huang, H., Liu, D., and Wang, H. 2014. Effect of bamboo and rice straw biochars on the bioavailability of Cd, Cu, Pb and Zn to Sedum plumbizincicola. Agriculture, Ecosystems and Environment. 191: 124-132.
26
27.Mahar, A., Wang, P., Ali, A., Awasthi, M.K., Lahori, A.H., Wang, Q., and Zhang, Z. 2016. Challenges and opportunities in the phytoremediation of heavy metals contaminated soils: a review. Ecotoxicology and environmental safety. 126: 111-121.
27
28.Nickazar, M., and Norbakhsh, N. 2006. Removal of cadmium, lead and chromium heavy metals from aqueous solutions by activated carbon prepared from agricultural waste. Environmental Science and Technology. 28p.
28
29.Nelson, M.C., Morrison, M., and Yu, Z. 2011. A meta-analysis of the microbial diversity observed in anaerobic digesters. Bioresource technology.102: 4. 3730-3739.
29
30.Norkhulipour, Khawaziyev, K., and Malekouti, M.A. 2003. Effect of phosphate application with sulfur fertilizer, Thiobacillus and organic matter on soybean quality and quantity. Proceedings of the 8th IranianSoil Science Congress. Rasht. Pp: 38-4. (In Persian)
30
31.Oustriere, N., Marchand, L., Lottier, N., Motelica, M., and Mench, M. 2017. Long-term Cu stabilization and biomass yields of Giant reed and poplar after adding a biochar, alone or with iron grit, into a contaminated soil from a wood preservation site. Science of the Total Environment. 579: 620-627.
31
32.Paz-Ferreiro, J., Gascó, G., Gutiérrez, B., and Méndez, A. 2012. Soil biochemical activities and the geometric mean of enzyme activities after application of sewage sludge and sewage sludge biochar to soil. Biology and Fertility of Soils. 48: 5. 511-517.
32
33.Paz-Ferreiro, J., Lu, H., Fau, S., Mendez, A., and Gasco, G. 2014. Use of phytoremediation and biochar to remediate heavy metal polluted soil,a review. Soil Earth. 5: 1. 65.
33
34.Ross, S.M. 1994. Toxic metals in soil-plant systems. John Wiley and Sons Ltd.
34
35.Van Zwieten, L., Kimber, S., Morris, S., Chan, K. Y., Downie, A., Rust, J., and Cowie, A. 2010. Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility. Plant and Soil. 327: 1-2. 235-246.
35
36.Verma, S., and Sharma, P.K. 2007.Effect of long-term manuring and fertilizers on carbon pools, soil structure and sustainability under different cropping systems in wet-temperate zone of northwest Himalayas. Biology and fertility of soils. 44: 1. 235-240.
36
37.Walkley, A., and Black, I.A. 1934. An examination of Degtjareff method for determining soil organic matter and proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science.
37
37: 29-37.
38
38.Weil, R.R., and Magdoff, F. 2004. Significance of Soil Organic in. Soil organic matter in sustainable agriculture. Pp: 1-43.
39
39.Yathavakulasingam, T., Mikunthan, T., and Vithanage, M. 2016. Accelerationof Lead Phytostabilization by Maize (Zea mays) in Association with Gliricidiasepium Biomass. Chemical and Environmental Systems Modeling Research Group, National Institute of Fundamental Studies, Kandy, Sri Lanka. 2: 5. 16-21.
40
40.Zhao, Y., Feng, D., Zhang, Y., Huang, Y., and Sun, S. 2015. Effect of pyrolysis temperature on char structure and chemical speciation of alkali and alkaline earth metallic species in biochar. Fuel Processing Technology. 141: 54-60.
41
41.Zheng, R.L., Cai, C., Liang, J., Huang, H., Chen, Q., Huang, Z., Arp, Y.Z.,P, H.H., and Sun, G.X. 2012.
42
The effects of biochars form rice residue on the formation of iron plaque andthe accumulation of Cd, Zn, Pb. Asin rice (Oryza sativa L.) Seedlings. Chemosphere. 89: 586-863.
43
ORIGINAL_ARTICLE
الگوی رفتاری حفاظت از خاکهای زراعی (مطالعه موردی: گندمکاران شهرستان مرودشت)
سابقه و هدف: با توجه به اهمیت راهبردی منابع خاک در بستر تغییرات جهانی، محافظت از آن، اولویت افزایش امنیت غذایی و اتخاذ سیاستهای زیستمحیطی است. اقدامات حفاظتی به منظور حفظ منابع از جمله خاک در ابتدا تنها به مسائل "فنی" و "فناورانه" نسبت داده میشد اما طی چند دهه اخیر ابعاد "اجتماعی" و "فردی" این منابع مورد تاکید قرار گرفته است. این امر اثبات شده است که انسان با رفتارهایی که در قبال محیطزیست انجام میدهد، میتواند سبب تخریب و تهدید محیطزیست شود. از این رو این مقاله به بررسی رفتار حفاظت خاک گندمکاران پرداخته و نیز یک الگوی رفتاری که منجر به اقدامات آنان نسبت به خاک می شود، را ارائه مینماید. نوآوری تحقیق حاضر این است که با وجود مطالعات بسیار در حوزه حفاظت خاک یک موضوع مهم در اغلب این پژوهشها نادیده گرفته شدهاند، در این مطالعات یا به الگوهای رفتاری انسانی توجه نشده و یا اینکه بهطور ناقص و غیرجامعی به آنها پرداخته شده است. در نتیجه در این مقاله با در نظرگرفتن این جنبه مهم، استخراج الگوی مناسب رفتاری زارعان در حفاظت از خاکهای زراعی هدف اصلی میباشد. وجه تمایز دیگر این پژوهش استفاده از روش پدیدارشناسی است که کمتر در این نوع مطالعات مورد استفاده قرار گرفتهاست. ﭘﺪﯾﺪار ﺷﻨﺎﺳﯽ، اﺳﺎﺳﺎ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺗﺠﺮﺑﻪ زﯾﺴﺘﻪ ﯾﺎ ﺟﻬﺎن زﻧﺪﮔﯽ اﺳﺖ که ﺑﺮ ﻋﻤﻖ ﺗﺠﺮﺑﻴﺎت ﺗﺄﻛﻴﺪ دارد و درک ﻣﺎ را از ﺗﺠﺮﺑﻴﺎت زﻧﺪﮔﻲ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲدﻫﺪ. در نتیجهیافتههای حاصل از این نوع پژوهش مستقیما تجربه زیسته فرد است و بنابراین دارای خطای کمتری است. مواد و روشها: برای دستیابی به این هدف از روش پدیدارشناسی استفاده گردید. ابزار جمعآوری دادهها پرسشنامه باز و شیوه تکمیل این پرسشنامه مصاحبه عمیق بود. با روش نمونهگیری هدفمند و با استفاده از فن نمونهگیری گلوله برفی، 28 نفر از گندمکاران انتخاب شدند، بدینصورت که هر یک از کشاورزان، سوژه بعدی تحقیق را که در شرایط مشابهی با آن-ها قرار داشت، معرفی نمودند. یافتهها: نتایج نشان داد، مهمترین مفاهیم درک شده از عوامل موثر بر بروز رفتار محیطزیستگرایانه حفاظت خاک توسط کشاورزان مورد مطالعه عبارتند از: نداشتن توجیه اقتصادی فعالیت حفاظت خاک، ایجاد تضاد، نوع کشت، کاهش مقدار برداشت محصول، اشتغال جانبی، کاهش هزینه خوراک دام، بخت و اقبال، مواجهه با مسائل قانونی، اجتناب از آتش زدن بقایای گیاهی، کاهش سطح زیر کشت، کاهش کیفیت محصول، کاهش علاقه و انگیزه نسبت به کشاورزی، و احساس فریب خوردگی است. از طرفی تنها رفتار حفاظتی کشاورزان در برخورد با خاک، اجتناب از آتش زدن بقایای گیاهی است و بیشتر رفتارهای روی داده از سوی کشاورزان جنبه تخریبی دارد و مهمترین زمینههای تخریبی عبارتند از عدم تغییر شیوه خاکورزی، زیر خاک کردن زبالههای پلاستیکی، عدم تصفیه آب، رها کردن بستهبندیهای نهادههای کشاورزی در زمین، عدم انجام آزمون خاک، مصرف بیش از حد کودها و سموم شیمیایی و عدم رعایت تناوب زراعی. نتیجهگیری: به طور کلی یافتههای حاصل از پدیدارشناسی نشان داد که کشاورزان مورد مطالعه از تجارب ضعیفی در زمینه حفاظت خاک برخوردارند، باورهایشان در زمینه حفاظت خاک غیرمنطقی است و حتی تعریف قابل قبولی از حفاظت خاک ندارند که این موجب شده است که رفتار درستی از خود بروز ندهند. همچنین اگر پیشبینی (انتظارات) ناقصی از وضعیت آینده خاک داشته باشند نمیتوانند یا تمایلی ندارند که رفتار صحیحی از خود بروز دهند.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5214_b36b7bc54e3c02a8b4537ff494abfbd4.pdf
2020-10-22
109
128
10.22069/jwsc.2020.17777.3336
خاک ورزی
کشاورزی
پدیدارشناسی
خدیجه
بذرافکن
khbazrafkan@yahoo.com
1
دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز
LEAD_AUTHOR
غلامحسین
زمانی
ghh_zamani@yahoo.com
2
دانشگاه شیراز/ دانشکده کشاورزی
AUTHOR
کورش
رضائی مقدّم
dr.rezaeimoghaddam@gmail.com
3
دانشگاه شیراز
AUTHOR
راضیه
نامدار
r.namdar@shiraz.ac.ir
4
دانشکده کشاورزی شیراز، بخش ترویج و آموزش کشاورزی
AUTHOR
1.Abadi, B., Yadollahi, A., Bybordi, A., and Rahmati, M. 2020. The Contribution of diverse motivations for adhering to soil conservation initiatives and the role of conservation agriculture features in decision-making. Agricultural Systems, 182: 49-61.
1
2.Abdollahzadeh, G., Farahi, N., and Sharifzadeh, M.S. 2017. Factors Affecting the Adoption of Conservation Measures in Soil Erosion Control: A Case of Orchard Lands of Chehel-Chay Watershed. Environmental Erosion Researches, 7: 1. 50-68. (In Persian)
2
3.Abedi Sarvestani, A. 2012. Environmental Attitude and Behavior of Students of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran. Agric. Exten. Edu. J. 7: 2. 77-91.(In Persian)
3
4.Adib Hajbagheri, M., Parvizi, S., and Salsali, V. 2015. Qualitative Research Methods. Boshra Publication, Tehran, 290p.) In Persian)
4
5.Afshari, Z. 2008. Investigation of sustainable attitudes among Cotton Farmers in Isfahan Province. M.A Thesis in Agricultural Extension and Education, Ramin University of Agriculture and Natural Resources. 210p. (In Persian)
5
6.Aghili, S.M., Khoshfar, Gh.R., and Salehi, S. 2009. Social Capital and Environmental Responsible Behaviours in the North of Iran (Case Study: Gilan, Mazandaran and Golestan Provinces. J. Agric. Sci. Natur. Resour. 16: 1. 1-16.(In Persian)
6
7.Ajzen, I. 1991. The theory of planned behavior. Organizational Behavior and Human Decision Processes, 50: 2. 179-211.
7
8.Ansari-Lari, A., and Ansari, M. 2016. Estimate the amount of soil erosion in Marvdasht plain (Iran, Fars) by RUSLE Model. Quantitative Geomorphological Research, 4: 4. 134-149. (In Persian)
8
9.Azizi-Khalkheili, T., Bakhshi Jahromi, A., and Bijani, M. 2012. Soil Conservation Behavior of Farmers: The Role of Information and Communication Media. Iran. Agric. Exten. Edu. J.
9
7: 2. 51-61. (In Persian)
10
10.Bandura, A. 1997. Self-efficacy; the exercise of control. W.H. Freeman,New York, 604p.
11
11.Berkes, F., Colding, J., and Folke, C. 2003. Navigating Social Ecological System: Building Resilience for Complexity and change. Cambridge University Press, London, 388p.
12
12.Bielders, C.L., Ramelot, C., and Persoons, E. 2003. Farmer parception of runoff and erosion and extent of flooding in the silt-loam belt of the Beldian Walloon Region. Environmental Science & Policy, 6: 1. 85-93.
13
13.Bijani, M., and Hayati, D. 2013. Application of Environmental Attitudes for Analyzing Water Conflict: The Case of Doroodzan Dam Irrigation Network. Iran. Agric. Exten. Edu. J. 9: 1. 81-101. (In Persian)
14
14.Bijani, M., Ghazani, E., Valizadeh, N., and Fallah, N. 2019. Predicting and Understanding of Farmers’ Soil Conservation Behavior in Mazandaran Province, Iran. J. Agric. Sci. Technol. 21: 7. 1705-1719.
15
15.Bindraban, P.S., van der Velde, M., Ye, L., van den Berg, M., Materechera, S., Kiba, D.I., and van Lynden, G.2012. Assessing the impact ofsoil degradation on food production. Current Opinion in Environmental Sustainability, 4: 5. 478-488.
16
16.Blanco, H., and Lal, R. 2008. Principles of soil conservation and management. Kansas State University Western Agricultural Research Center, USA, 557p.
17
17.Blanco. H., and Lal, R. 2013. Principles of soil conservation and management. Tehran University, 644p. (Translated in Persian)
18
18.Braun, N.A. 2012. Investigating Environmentally Responsible Behavior: A Phenomenological Study of the Personal Behaviors of Acknowledged Leaders in the Area of Climate Change
19
(Doctoral dissertation, The Ohio State University).
20
19.Burgess, J., Harrison, C.M., and Filius, P. 1998. Environmental communication and the cultural politics of environmental citizenship. Environment and Planning, 30: 8. 1445-1460.
21
20.Emam Jomehzadeh, S.J., Rahbarghazi, M., Eysa Nezhad, O., and Marandi, Z. 2012. Study Concerning the Relationship between Feeling of Relative Deprivation and Political Participation among the Students in Isfahan University. J. Politic. Know.8: 1. 37-68. (In Persian)
22
21.Fenton, D.M., Gregor, C.M., and Cary, J. 2000. Framwork and review of capacity and motivation for change to sustainable management practices. Bureau of rural sciences-Putting people in the picture. Final Report. Theme.6: Project 6.2.1.
23
22.Gedefaw, M., Denghua, Y., Hao, W., Alemu, B., Chanie, M., and Agitew, G. 2018. Evaluation of adoption behavior of soil and water conservation practices in the Simein Mountain National Park, Highlands of Ethiopia. Cogent food & agriculture, 4: 1-10.
24
23.Ghorbani, M., Hosseini, S., Koocheki, A.R., and Kohansal, M.R. 2008. The Study of Soil Conservation Protection Polices Razavi Khorasan Province.J. Agric. Econ. Develop. 22: 1. 22-78.
25
(In Persian)
26
24.Gudipudi, P.P., Underwood, B.S., and Zalghout, A. 2017. Impact of climate change on pavement structural performance in the United States. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 57: 172-184.
27
25.Heidari Sarban, V. 2014. Effective Factors on Wheat Producers' Knowledge of Soil Management in Ardabil Province. J. Res. Rural Plan. 3: 7. 81-90. (In Persian)
28
26.Heydari, Q., Barani, H., Aghili, S.M.J., Ghorbani, J., and Mahboobi, M.R. 2011. The relationship between the support services and extension and participation of ranchers in rangeland restoration (Case study: Baladeh rangelands, north of Iran. J. Water Soil Cons. 17: 4. 47-66. (In Persian)
29
27.Hines, J.M., Hungerford, H.R., and Tomera, A.N. 1987. Analysis and synthesis of research on responsible environmental behavior: A meta-analysis. J. Environ. Edu. 18: 2. 1-8.
30
28.Hunecke, M., Biobaum, A., Matthies, E. and Hoger, R. 2001. Responsibility and environment-ecological norm orientation and external factors in the domain of travel mode choice behavior. Environment and Behavior, 33: 6. 830-852.
31
29.Jamshidi, A., Nouri, S.H., Jamshidi, M., and Jamini, D. 2014. Investigation of Social Factors Affecting the Use of Tillage Conservation Practices: A Case Study of Shabab county Farmers in
32
Ilam Province. J. Rural Dev. Strategi.1: 2. 99-117.) In Persian)
33
30.Kalantari, Kh., and Abdollahzadeh, Gh. I. 2008. Factors affecting agricultural land fragmentation in iran: a case study of ramjerd sub district in Fars province. Amer. J. Agric. Biol. Sci. 3: 1. 358-363.
34
31.Kapunda, S.M. 2009. Structural adjustment environment and food security in Tanzania. Departemant of Economics, University of Dares Salam. Tanzani. J. Econ. 2: 5. 15-23.
35
32.Karami, S., Karami, E., and Zand-Parsa, S. 2015. Environmental and economic appraisal of agricultural water desalination use in South Iran: a comparative study of tomato production. J. Appl. Water Engin. Res. 5: 2. 91-102.
36
33.Kibblewhite, M.G., Bellamy, P.H., Brewer, T.A., Graves, A.R., Dawson, C.A., Rickson, R.J., and Stuart, J. 2014. An exploration of spatial risk assessment for soil protection: Estimating risk and establishing priority areas for soil protection. Science of the Total Environment, 473: 692-701.
37
34.Kollmuss, A., and Agyeman, J. 2002. Mind the gap: Why do people act environmentally and what are the barriers to pro-environmental behavior?. Environmental Education Research,
38
8: 3. 239-260.
39
35.Krajhanzl, J. 2010. Environmental and pro-environmental behaviour. School and Health, 21: 251-274.
40
36.Latif, S.A., Omar, M.S., Bidin,Y.H., and Awang, Z. 2013. Roleof Environmental Knowledge in Creating Pro-Environmental Residents. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 105: 866-874.
41
37.Lee, L.K., and Stewart, W.H. 1983. Landownership and the Adoption of minimum tillage. Amer. J. Agric. Econ. 65: 2. 256-264.
42
38.Leininger, M.M., and McFarland, M.R. 2002. Transcultural nursing: Concepts, theories, research and practice. 3rd Edition, McGraw-Hill, New York, 621p.
43
39.Liu, J., Dietz, T., Carpenter, S.R., Alberti, M., Folke, C., Moran, E., and Taylor, W.W. 2007. Complexity of coupled human and natural system. Science, 317: 513-519.
44
40.Mc Cully, P. 2001. Silenced Rivers: The Ecology and Politics of Large Dams (enlarged and updated edition. Zed Book, London, 432p.
45
41.Menatizadeh, M. 2010. Investigationof Environmental Behaviors of Farmers in Shiraz County. M.A Thesis in Agricultural Extension and Education, Shiraz University.) In Persian)
46
42.Mirani, Z.D., Narejo, M.A., and Oad, F.C. 2002. Sustainable Agriculture Endeavors: Perception of farmers and extension agents. Pak. J. Appl. Sci.2: 1. 27-28.
47
43.Mondéjar-Jiménez, J., Mondéjar-Jiménez, J.A., Vargas-Vargas, M., and Gázquez-Abad, J.C. 2012. Personal attitudes in environmental protection. Inter. J. Environ. Res. 6: 4. 1039-1044.
48
44.Moursi, H., Kim, D., and Kaluarachchi, J.J. 2017. A probabilistic assessment of agricultural water scarcity in a semi-arid and snowmelt-dominated river basin under climate change. Agricultural Water Management, 193: 142-152.
49
45.Nasiri, H., Alavipanah, S.K., Matinfar, H.R., Azizi, A., and Hamzeh, M.2012. Implementation of Agricultural Ecological Capability Model Using Integrated Approach of PROMETHEE II and Fuzzy-AHP in GIS Environment (Case Study: Marvdasht county. J. Environ. Stud. 38: 3. 109-122. (In Persian)
50
46.Niaura, A. 2013. Using the Theory of Planned Behavior to Investigate the Determinants of Environmental Behavior among Youth. Environmental Research. Engineering and Management, 63: 1. 74-81.
51
47.Nourivandi, N., Ajili, E., Chizari, M., and Bijani, M. 2008. Analysis of Wheat Farmers' Technical Knowledge about Soil Conservation Technologies in Shahid Modarres Watershed of Khuzestan Province. The First National Conference on Sustainable Agriculture Management and Development in Iran, Ahvaz, Available: https://www.civilica.com/ Paper-NCMDSAI01-NCMDSAI01_044.7p. (In Persian)
52
48.Ownegh, M., Sargazi, H., and Barani, H. 2019. Investigation and ranking of social driver’s factors of desertification in the Sistan plain. J. Water Soil Cons.25: 6. 159-173. (In Persian)
53
49.Panagos, P., Borrelli, P., Meusburger, K., Alewell, C., Lugato, E., and Montanarella, L. 2015. Land Use Policy. 48: 38-50.
54
50.Pradhananga, A.K., Davenport, M.A., Fulton, D.C., Maruyama, G.M., and Current, D. 2017. An integrated moral obligation model for landowner conservation norms. Society and Natural Resources. 30: 2. 212-227.
55
51.Price, J.C., and Leviston, Z. 2014. Predicting pro-environmental agricultural practices: The social, psychologicaland contextual influences on land management. J. Rural Stud. 34: 65-78.
56
52.Rezvanfar, A., Samiee, A., and Faham, E. 2009. Analysis of factors affecting adoption of sustainable soil conservation practices among wheat growers. World Appl. Sci. J. 6: 5. 651-644.
57
53.Sabour, F., Rezaei-Moghaddam, K., and Menatizadeh, M. 2016. Factors Influencing Adoption of Soil Conservation Practices among Farmers in Garmsar County. Iran. Agric. Exten. Edu. J. 13: 1. 59-73. (In Persian)
58
54.Sadeghi, S.H.R. 2017. Soil Erosionin Iran: State of the Art, Tendencyand Solutions. Agriculture & Forestry,63: 3. 33-37.
59
55.Salehi, S., and Emamgholi, L. 2012.A Study of Role of Cultural Capitalon Environmental Behavior (Case Study: Kurdistan Province. Quar. J.Iran. Assoc. Cultur. Stud. Commun.8: 28. 91-121. (In Persian)
60
56.Shafiee, F., Rezvanfar, A., Hossini, S. M., and Sarmadian, F. 2008. Opinion Survey on Soil Conservation Practices (The case study of Karkheh and Dez Watershed's Farmer's Attitude, Khuzestan, Iran. Iran-Watershed Management Science and Engineering, 2: 3. 3-10.(In Persian)
61
57.Shoukry, S.H., Saad, S.G., Eltemsahi, A.M., and Abolfotouh, M.A. 2012. awareness, attitude, and concerns of workers and stakeholders of an environmental organization toward the environment. SAGE Open, 2: 4. 1-10.
62
58.Sinore, T., Melkamu, T., and Assefa, A. 2016. Farmers’ perception on soil erosion and biological soil and water conservation practices. in case of Assosa Woreda, Benshangul Gumuz Regional State, Ethiopia, J. Environ. Earth Sci.6: 11. 128-123.
63
59.Steg, L., Bolderdijk, J.W., Keizer, K., and Perlaviciute, G. 2014. An Integrated framework for encouraging pro-environmental behaviour: The role of values, situational factors and goals. J. Environ. Psychol. 38: 104-115.
64
60.Stern, P.C., Dietz, T., Abel, T., Guagnano, G.A., and Kalof, L. 1999. A value-belief-norm theory of support for social movements: The case of environmentalism. Human Ecology Review, 6: 2. 81-98.
65
61.Tasnim News. 2016. Soil crisis more worrying than water/ Soil erosion swallows Fars Province. Available: https://www.tasnimnews.com/fa/news/1395/08/24/1239876/) .In Persian)
66
62.Taylor, J.G., Downtown, M.W., and Stewart, T.R. 1988. Adapting to environmental change: perceptions and farming practices in the Ogallala Aquifer region, in Proceedings: Arid Lands, Today and Tomorrow. An International Arid Lands Research and Development Conference. October
67
20-25, 1988, Tucson, Arizona.
68
63.Tefera, B., and Sterk, G. 2010. Land management, erosion problems and soil and water conservation in Fincha’a watershed, Western Ethiopia. Land Use Policy, 27: 1027-1037.
69
64.Valizadeh, N., Bijani, M., and Abbasi, E. 2016. Pro-Environmental Analysis of Farmers’ Participatory Behavior toward Conservation of Surface Water Resources in Southern Sector of Urmia Lake’s Catchment Area., Iran. Agric. Exten. Edu. J. 11: 2. 183-201. (In Persian)
70
65.Valle, R., King, M., and Haling, S. 1989. An introduction to existential phenomenological thought in psychology. P 3-4, In R. Valle & S. Haling (Eds), Existential-Phenomenological Perspectives in Psychology. Plenum, New York.
71
66.van Manen, M. 1990. Researching lived experience: Human science for an action sensitive pedagogy. State University of New York Press, 220p.
72
67.Wang, H.H., Young, D.L., and Camara, O.M. 2000. The role of environmental education in predicting adoption of wind erosion control practices. J. Agric. Resour. Econ. 25: 2. 547-558.
73
68.Wauters, E., Bielders, C., Poesen, J., Govers, G., and Mathijs, E. 2010. Adoption of soil conservation practices in Belgium: An examination of the theory of planned behavior in the
74
agri-invironmental domain. Land Use Policy, 27: 1. 86-94.
75
ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی مقایسهای مدلسازی شدت فرسایش بادی با استفاده از دو مدل WEHI و IRIFR به منظور ارائه برنامه مدیریت دشت سگزی اصفهان
سابقه و هدففرسایش بادی یکی از پدیدههایی است که باعث تخریب اراضی در مناطق خشک و نیمه خشک شده و چالشی جدی در برابر تولید پایدار و مدیریت اراضی کشاورزی محسوب میشود. لذا با توجه به اهمیت موضوع، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی شدت فرسایش بادی دشت سگزی اصفهان با استفاده از دو مدلWEHI و IRIFRو مقایسه نتایج با واقعیت زمینی جهت انتخاب مدل برتر، به همراه ارائه و پیشنهاد برنامههای مدیریتی کاهش اثرات خطر فرسایش بادی براساس مدل برتر انجام میگیرد. نقشههای شدت خطر فرسایش بادی به دست آمده در این پژوهش میتواند ابزاری کارآمد و مناسب در مدیریت و کاهش اثرات فرسایش بادی و تخریب سرزمین باشد.مواد و روشجهت ارزیابی میزان فرسایش بادی از روش IRIFR ارائه شده توسط متخصصین داخلی استفاده گردید. در این روش 9 عامل مهم و مؤثردر فرسایش بادی به همراه جدول امتیازدهی ارائه و مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. شاخص خطر فرسایش بادی( WEHI) در استرالیا برای پیش بینی حساسیت اراضی در سال 2014 ارائه شده است. WEHI یک چهارچوب مدل سازی فرسایش پذیری زمین است که با بهره گیری از یک قاعده کلی، مجموعه ای از آستانه های سطحی و اقلیمی را در نظر گرفته و از طریق سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) برای پیش بینی حساسیت چشم انداز به فرسایش بادی اقدام می کند. شاخصهای انتخاب شده جهت برآورد فرسایش بادی در مدل WEHI شامل درصد رطوبت خاک، سرعت باد و درصد پوشش سطح زمین میباشند. با ضرب سرعت باد در درصد خاک لخت و تقسیم بر درصد رطوبت خاک مقدار فرسایش بادی در 4 کلاس کم، متوسط، شدید و خیلی شدید بدست میآید. پس از مقایسه نتایج مدلها با واقعیت زمینی مدلی که بیشترین همبستگی را با واقعیت زمینی داشته به عنوان مدل برتر انتخاب و براساس آن برنامههای مدیریتی در منطقه ارائه میشود. یافتههانتایج حاصل از مدل IRIFR نشان داد که عامل سرعت و وضعیت باد با امتیاز 276 و همچنین عامل خاک و پوشش سطح آن با امتیاز 212 مهمترین عوامل موثر در فرسایش بادی و پتانسیل تولید رسوب در منطقه مورد مطالعه میباشند. نتایج حاصل از مدل WEHI نیز نشان دهنده شدت فرسایش بادی در واحدهای کاری اراضی دست کاشت همراه با رخسارههای فرسایش بادی، پهنههای ماسهای و منطقه حمل میباشد. با توجه به همبستگی بیشتر نقشه بدست آمده از مدل WEHI با واقعیت زمینی، برنامههای مدیریتی پیشنهادی براساس نقشه فرسایش بادی حاصل از آن در قالب سه گروه و هفت استراتژی اجرایی در منطقه مورد مطالعه ارائه گردید.نتیجهگیریبا توجه به تجزیه و تحلیل انجام شده و مقایسه دو مدل اریفر و WEHI نشان داده شد که مدل اریفر برای شرایط اقلیمی خشک در ایران مناسب است و از کارایی خوبی نیز برخوردار میباشد، اما باید مورد اصلاح بیشتر قرار بگیرد. استفاده از مدلهای سادهتر، به روزتر و با قابلیتهای بیشتر که توانایی ارزیابی فرسایش بادی در مقیاسهای مختلف و در بازه زمانی ماهانه تا سالانه همچون مدل WEHI نیاز مبرم تحقیقات آینده در کشور میباشد
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5215_4786fda9ed5e7092faa9f8828816457f.pdf
2020-10-22
129
147
10.22069/jwsc.2020.17540.3305
Wind erosion
IRIFR
WEHI
management plans
عبدالحسین
بوعلی
hossien.boali@yahoo.com
1
گروه آبخیزداری و مدیریت مناطق بیابانی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
AUTHOR
علی
محمدیان بهبهانی
mohammadian@gau.ac.ir
2
عضو هیات علمی گروه آبخیزداری و مدیریت مناطق بیابانی/ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
LEAD_AUTHOR
1.Ahmadi, H. 1995. Applied Geomorphology, Volume 2, Tehran University Press.(In Persian).
1
2.Amiraslani, F., and Dragovich, D.2011. Combating desertification inIran over the last 50 years: An overview of changing approaches. J. Environ. Manage. 92: 55. 1-13.
2
3.Davari, S., Rashaki, A., Akbari, M., and Talibanfard, A. 2017. Assessment of Severity and Risk of Desertification and Presentation of Management Plans in the Study Area: Qasem Abad Plain, Razavi Khorasan Province, Iran. J. Des. Manage. 9: 7. 106-91. (In Persian)
3
4.Ekhtsasi, M.R. 2010. Suitable plants to Sand Dune and sandy fixation Areas in Iran. Second edition, Yazd University Press. 230p. (In Persian)
4
5.Ekhtesasi, M.R., and Sepehr, A. 2009. Investigation of wind erosion processfor estimation, prevention and control of DSS in Yazd-Ardakan plain. Environmental Monitoring and Assessment. 159: 267. 67-80. (In Persian)
5
6.Ekhtsasi, M.R., Ahmadi, H., Feiznia,S., and Bush, D. 2004. Wind erosion,its facies and its damages in Yazd-Ardakan plain. Iran. J. Natur. Resour.57: 4. 567-581. (In Persian)
6
7.Fozooni, L. 2007. Assessment the current status of desertification using MEDALUS model in the Sistan Plain with emphasis on criteria water and wind erosion. Master Thesis, Faculty of Natural Resources, University of Zabol. 130p.(In Persian)
7
8.Gizachew, D., Solomon, T., and Rehan, S. 2015. Prediction of Soil Corrosivity Index: A Bayesian Belief Network Approach. International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering, Canada. 211p.
8
9.Jafari, R., and Bakhshandehmehr, L. 2013. Quantitative mapping and assessment of environmentally sensitive area to Desertification in central IRAN. Land degradation & development. Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com) DOI: 10.1002/ ldr.2227.27:2.108-119.
9
10.Khanmani, AS., Karimzadh, H., and Jafari, R. 2011. The use of soil criteria for assessment desertification (Case Study: Isfahan Segsi Plain). J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. Soil and Water Sciences. 17: 63. 49-59. (In Persian)
10
11.Masbahzadh, T., Ahmadi, H., Zhtabyan, Gh., and Sarmadian, F. 2010. Assessment of the Wind erosion utilizes a model IRIFR .E.A (Case study: Abuzeyd abad Kashan). J. Natur. Resour. Iran. J. Range Water. Manage. 3: 63. 399-415. (In Persian)
11
12.Rege, M.R., Naderat, M.A., Mohammadi, M., and Dehghan Bakhshan, M. 2018. .Assessment of Areas Sensitivity to Desertification Using ESAs Model (Case Study:Mac Sokhte & Rothak Saravan).
12
oil and Water Conservation Research.4: 24. 287-293. (In Persian)
13
13.Nourzadeh, M., and Bahrami. H. 2016. Investigating the Relationship between Micronutrient Concentration with Surface Moisture and Soil Particle Size Distribution Using Removable Wind Erosion Simulator in the Western Regions of Khuzestan Province. J. Des. Geograph. 1: 3. 167-183. (In Persian)
14
14.Yaghmaei, N., Asadi, H., and Rezaei, S. 2018. Zoning and Risk Assessment of Land Destruction Using Medallus Model in Ardabil Province's. Soiland Water Conservation Research.24: 1. 173-187.
15
15.Pahlevanrou, A. 2012. Evaluation of erosion and aeolian sediments using IRIFR model in the Zahak area of Sistan plain. J. Geograph. Dev. 3: 27. 127-140. (In Persian)
16
16.Refahi, H.GH. 1999. Wind Erosionand Conservation, Tehran University Publications. Pp: 2-9. (In Persian)
17
17.Shakarian, N., and Gholamreza, Z. 2010. Estimation of wind erosion intensity and sedimentation rate in Jarghuyeh area of Isfahan using IRIFR model. Second National Conference on Wind Erosion and Storm Storm, Yazd University.(In Persian)
18
18.Sadeghi, M.H. 2013. Application of the digital classification model to map the potential of wind erosion risk,Case Study: Khazrabad Yazd Region. Soil and Water Sciences Research.27: 4. 603-593. (In Persian)
19
19.UNEP’s Strategy on Land Use Management and Soil Conservation. 2004. was prepared UNEP’s Strategy by the UNEP Division of Policy Development and Law.
20
20.Zhang, K., Qu, J., Han, Q., and An, Z. 2012. Wind energy environments and aeolian sand characteristics along the Qinghai–Tibet Railway, China, J. Sed. Geol. 273-274: 91-96.
21
21.Zho, X., LIN, H.S., and White, E.A. 2008. Surface soil hydraulic properties in four soil series under different land use and their temporal change. Catena. 73: 42. 180-188.
22
22.Yang, X., and Leys, J. 2014. Mapping wind erosion hazard in Australiausing MODIS-derived ground cover, soil moisture and climate data.IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 17: 1. 124-133.
23
ORIGINAL_ARTICLE
صحّت سنجی داده های بارش ماهواره GPM-IMERG در مقیاسهای زمانی نیمساعته و روزانه (مطالعه موردی: حوضه آبخیز گرگانرود)
سابقه و هدف: بارش یکی از مهّمترین عوامل مؤثر در تعادل آب و انرژی در جهان و متغیرهای مهّم هواشناسی است. جهت تخمین دقیق بارش از روشهای مختلفی از جمله استفاده مستقیم از دادههای ایستگاههای زمینی هواشناسی و مشاهدات مستقیم، به کارگیری دادههای ماهوارهای سنجش از دور و یا استفاده از روشهای دورنیابی که مبتنی بر روشهای زمین آمار هستند، استفاده میشود. فقدان دادههای با وضوح بالا میتواند به تغییرات مکانی بارندگی منجر شود. بنابراین، تدوین رویکردهای نوآورانه برای برآورد دقیق میزان بارش در مناطقی که دادههای نامناسب یا ناکافی دارند، بسیار مهّم است. موّاد و روشها: جهت انجام این تحقیق، پس از دریافت ﺳﺮی دادهﻫﺎی ماهوارهای GPM و ﭘﺮدازش اوّﻟﯿﻪ آنها، ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺗﻄﺒﯿﻘﯽ ﺑﯿﻦ دادهﻫﺎی ماهواره در مقیاس زمانی نیمساعته و روزانه با دادهﻫﺎی ﻣﺸﺎﻫﺪهای اﯾﺴﺘﮕﺎه بارانسنجی زمینی (ثبات و معمولی) اﻧﺠﺎم گرفت. با توجه به وضوح مکانی (1/0 درجه در 1/0 درجه) و دقّت زمانی (ارائه دادههای روزانه و 30 دقیقهای) دادههای IMERG ماهواره GPM، جهت مقایسه تطبیقی، صحّتسنجی و تعیین دقّت تخمین بارش، از ایستگاههای بارانسنجی با دوره آماری 20/3/2014 -20/3/2016 و 6 ایستگاه ثبات با دوره آماری 20/3/2014 – 21/9/2016 حوضه گرگانرود که دارای آمار کافی و معتبر به صورت سری زمانی روزانه و نیم ساعته بودند، استفاده گردید. جهت بررسی صحّت عملکرد دادههای GPM در برآورد بارش از تعدادی از شاخصهای آماری همچون (نسبت هشدار خطا)FAR ، (نمایه موفقیّت بحرانی)CSI ، (احتمال تشخیص)POD ، (انحراف نسبی) RBias و تعدادی دیگر از شاخصهای صحّت سنجی استفاده شد. یافتهها: نتایج عملکرد بارندگی نیمساعته IMERG با مقادیر CC برابر با 23/0- 05/0 و CSI برابر با 52/0-20/0 نسبتاً قابلقبول ارزیابی شد. اعتبارسنجی دادههای بارش ماهواره GPM با استفاده از شاخصهای آماری MAE، RMSE و MBE نیز از دقّت نسبتاً قابل قبولی برخوردار بوده است (نتایج جدول 4). بر اساس اعمال شاخصهای مربوط به مقایسه روزانه ایستگاههای باران سنجی با دادههای ماهواره GPM، شاخص RBias با مقدار 74/0 بالاترین میزان مطابقت (در ایستگاه حقالخواجه) دادههای GPM با دادههای مشاهدهای را داشت و کمترین میزان مطابقت با مقدار 27/2 مربوط به ایستگاه نوده می باشد. شاخص POD نیز نشان داد که ایستگاههای نوده و حقالخواجه به ترتیب با مقادیر 5/0 و 25/0 بیشترین و کمترین مطابقت را با ایستگاههای زمینی داشته است. مقادیر شاخص CSI در ﺗﻤﺎم ایستگاهها بین 22/0- 13/0 محاسبه شد که به ترتیب مربوط به ایستگاههای زرین گل و شیرآباد بوده است. CSI نشان داد که مطابقت نسبی بین دادههای ماهوارهای با دادههای مشاهده شده ایستگاههای زمینی وجود دارد. براساس مقادیر شاخص مطابقت FAR ملاحظه شد که کمترین مقدار FARدر ایستگاههای باغ سالیان و زرینگل 64/0 و بیشترین مقدار 80/0 در ایستگاه شیرآباد میباشد. بوده است. نتیجهگیری: در این تحقیق محاسبه مقادیر شاخصهای آماری و شاخصهای مطابقت برای اوّلین بار برای دادههای نیمساعته ماهواره GPM جهت مقایسه با دادههای مشاهداتی انجام شد و مشخص گردید که الگوریتم IMERG ماهواره GPM مطابقت نسبی با مقادیر ثبتشده ایستگاههای زمینی در مقیاس روزانه را دارد. اعتبار سنجی دادههای بارش ماهواره GPM با استفاده از معیارهای آماری MAE، RMSE و MBE نیز نشان داد که از دقت قابل قبولی برخوردار است. با توجه به مقادیر FARدر تمام ایستگاهها میتوان گفت مطابقت نسبی، بین دادههای ماهوارهای با دادههای مشاهدهشده ایستگاههای زمینی وجود دارد. مقادیر POD نیز عملکرد قابلقبول دادههای این ماهواره را نشان داده است. نتایج این تحقیق نیز نشان داد که مطابقت نسبی و خوبی بین دادههای ایستگاهای زمینی و دادههای ماهوارهای GPM وجود داشته است.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5216_591660be6e5f0c1b8e0f90d601e8dcf7.pdf
2020-10-22
149
166
10.22069/jwsc.2020.17531.3301
تغییرات زمانی-مکانی
بارش
معیارهای آماری
ماهوارههای هواشناسی
حوضه گرگانرود
معصومه
اردونی
m1414ordoni@gmail.com
1
دانشآموخته کارشناسی ارشد مهندسی آبخیزداری دانشگاه بیرجند
AUTHOR
هادی
معماریان
hadi_memarian@yahoo.com
2
دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و محیطزیست، دانشگاه بیرجند
AUTHOR
مرتضی
اکبری
m_akbari@um.ac.ir
3
گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکده منابع طبیعی و محیطزیست، دانشگاه فردوسی مشهد
LEAD_AUTHOR
محسن
پوررضا
mohsen.pourreza@birjand.ac.ir
4
دانشیار دانشگاه بیرجند
AUTHOR
1.Abdollahi, B., Hosseini-Moghari, S.M., and Ebrahimi, K. 2017. Assessment of Satellite Precipitation Data from TRMM 3B42RT V7 and CMORPH in Order to Estimate Precipitation in Gorganroud Basin-Iran, J. Water. Manage. Sci. Eng. 11: 36. 55-68. (In Persian)
1
2.Akbari, M., Ownegh, M., Asgari, H.R., Sadoddin, A., and Khosravi, H. 2016. Drought Monitoring based on the SPI and RDI Indices under Climate Change Scenarios (Case Study: Semi-Arid
2
Areas of West Golestan Province). ECOPERSIA. 4: 1585-1602.
3
3.Akbari Yengehghaleh, M., Sanaeenejad, S.H., Faridhosseini, A., and Akbari, M. 2017. The Study of Spatial -Temporal Distribution of Rainfall, using TRMM data (Case study: Khorasan Razavi province), J. Clim. Res. 29: 1-18.(In Persian)
4
4.Alibakhshi, S.M., Farid Hossini, A.R., Davari, K., Alizadeh, A., and Munyka, H. 2017. Statistical comparison between IMERG and TMPA 3B42V7 products at the level of three GPM and TRMM precipitation data Case study: Kashafrood catchment, Razavi Khorasan province. Iranian J. Nat. Resour. 4: 69. 963-981. https://doi.org/10.22059/jrwm.2017.61194. (In Persian)
5
5.Anjum, M.N., Ding, Y., Shangguan, D., Ijaz, M.W., and Zhang, S. 2016. Evaluation of high-resolution satellite-based real-time and post-real-time precipitation estimates during 2010 extreme flood event in Swat River Basin, Hindukush region. Adv. Meteorol. 1-8. http://dx.doi.org/10.1155/2016/2604980.
6
6.Azari, M., Moradi, H.R., Saghafian, B., and Faramarzi, M. 2013. Assessment of Hydrological Effects of Climate Change in Gourganroud River Basin. J. Water Soil. 27: 3. 537-547. (In Persian)
7
7.Golestan province Regional Water Company. 2016. Integrated Water Resources Studies Update Update Report for Gharasu and Gorganrood River Basin. 247p. (In Persian)
8
8.Guo, H., Chen, S., Bao, A., and Hu, J. 2015. Inter-comparison of high-resolution satellite precipitation products over Central Asia,” Remote Sens. 7: 6. 7181-7211. https://doi.org/10.3390/rs70607181.
9
9.Guo, H., Chen, S., Bao, A., Behrangi, A., Hong, Y., Ndayisaba, F., and Stepanian, P.M. 2016. Early assessment of integrated multi-satellite retrievals for global precipitation measurement over China. Atmos. Res. 176: 121-133.
10
10.Hou, A.Y., Kakar, R.K., Neeck, S., Azarbarzin, A.A., Kummerow, C.D., Kojima, M., and Iguchi, T. 2014. The global precipitation measurement mission. B. AM. Meteorol. Soc.95: 5. 701-722.
11
11.Hsu, K. 1997. Precipitation estimation from remotely sensed information using artificial neural networks,” J. Appl. Meteorol. Clim. 36: 1176-1190. https:// doi.org/10.1175/1520-0450 http://trmm. gsfc.nasa.gov (1/06/2016 available access date).
12
12.Huffman, G.J., Adler, R.F., and Bolvin, D.T. 2007. The TRMM Multi-Satellite Precipitation Analysis (TMPA): quasi-global, multiyear, combined-sensor precipitation estimates at fine scales, J. Hydrometeorol. 8: 1. 38-55. https://doi.org/10.1175/JHM560.1.
13
13.Huffman, G.J., Bolvin, D.T., Braithwaite, D., Hsu, K., Joyce, R., Xie, P., and Yoo, S.H. 2015. NASA global precipitation measurement (GPM) integrated multi-satellite retrievals for GPM (IMERG). Algorithm theoretical basis document, Nat. Aero. Space Admin. 4: 1-30.
14
14.Joyce, R.J., Janowiak, J.E., Arkin, P.A., and Xie, P. 2004. CMORPH: a method that produces global precipitation estimates from passive microwave and infrared data at the high spatial and temporal resolution, J. Hydrometeorol. 5: 3. 487-503. https://doi.org/ 10.1175/ 1525-7541.
15
15.Khwarazmi, S. 2013. Validation of microwave satellite rain rate algorithms based on observations. M.Sc. Thesis. The University of Hormozgan. Iran. 121p. (In Persian)
16
16.Kidd, C., and Huffman, G. 2011. Global precipitation measurement. Meteorological Applications. 18: 3. 334-353. https:// doi.org/10.1002/met.284. (In Persian)
17
17.Kim, K., Park, J., Baik, J., and Choi, M. 2017. Evaluation of topographical and seasonal features using GPM IMERG and TRMM 3B42 over Far-East Asia. Atmos. Res. 187: 95-105.
18
18.Kubota, T., Shige, S., Hashizume, H., and Aonashi, K. 2007. Global precipitation map using satellite-borne microwave radiometers by the GSMaP project: production and validation,” IEEE T. Geosci. Remote Sens.45: 7. 2259-2275. https://doi.org/ 10.1109/TGRS.2007.895337.
19
19.Liechti, T., Matos, G.C., Pedro, J., Boillat, J.L., and Schleiss, A. 2012. Comparison and evaluation of satellite-derived precipitation products for hydrological modeling of the Zambezi River Basin. Hydrol. Earth Syst. Sci.16: 489-500.
20
20.Li, N., Tang, G., Zhao, P., Hong, Y., Gou, Y., and Yang, K. 2017. Statistical assessment and hydrological utility of the latest multi-satellite precipitation analysis IMERG in the Ganjiang River basin. Atmos. Res. 183: 212-223.
21
21.Liu, J., Zhang, W., and Nie, N. 2018. Spatial Downscaling of TRMM Precipitation Data Using an Optimal Subset Regression Model with NDVI and Terrain Factors in the Yarlung Zangbo River Basin, China, Adv. Meteorol. 1: 1-13. https://doi.org/ 10.1155/2018/3491960.
22
22.Modaresi, F., Araghinejad, S.H., Ebrahimi, K., and Kholghi, M. 2010. Regional Assessment of Climate Change Using Statistical Tests: Case Study of Gorganroud-Gharehsou Basin, J. Water Soil. 24: 3. 476-489.
23
23.Mohammadi, R., Dastorani, M.T., Akbari, M., and Ahani, H. 2019. The impacts of magnetized water treatment of different morphological and physiological factors of plant species
24
in the arid regions, Water Supply.19: 6. 1587-1596. https://doi.org/ 10.2166/ws.2019.027.
25
24.Mosaedi, A., Ghabaei Sough, M., Sadeghi, S.H., Mooshakhian, Y., and Bannayan, M. 2017. Sensitivity analysis of monthly reference crop evapotranspiration trends in Iran: a qualitative approach, Theor. Appl. Climatol. 128: 3. 857-873.
26
25.Ning, S., Wang, J., Jin, J., and Ishidaira, H. 2016. Assessment of the latest GPM-era high-resolution satellite precipitation products by comparison with observation gauge data over the Chinese Mainland. Water. 8: 11. 481.
27
26.O’h, S., and Kirstetter, P.E. 2018. Evaluation of diurnal variation of GPM IMERG‐derived summer precipitation over the contiguous US using MRMS data. Q. J. R. Meteorol. Soc. 144: 1.270-281. https://doi.org/10.1002/qj.3218.
28
27.Prakash, S., Mitra, A.K., AghaKouchak, A., Liu, Z., Norouzi, H., and Pai, D.S. 2016. A preliminary assessment of GPM-based multi-satellite precipitation estimates over a monsoon dominated region. J. Hydrol. 556: 865-876. https://10.1016/j.jhydrol.2016.01.029.
29
28.Sahlu, D., Nikolopoulos, E.I., Moges, S.A., Anagnostou, E.N., and Hailu, D. 2016. First evaluation of the Day-1 IMERG over the upper Blue Nile basin. J. Hydrometeorol. 17: 11. 2875-2882.
30
29.Sharifi, E., Saghafian, B., and Steinacker, R. 2016a. Performance evaluation of the latest generation of high temporal-spatial resolution satellite precipitation products. National Conference on Water Resources Management, University of Kurdistan. 10p.
31
30.Sharifi, E., Steinacker, R., and Saghafian, B. 2016b. Assessment of GPM-IMERG and Other Precipitation Products against Gauge Data under Different Topographic and Climatic Conditions in Iran: Preliminary Results”. Remote Sens. 8: 2. 1-25.
32
31.Sorooshian, S., Hsu, K.L., Gao, X., Gupta, H.V., Imam, B., and Braithwaite, D. 2000. Evaluation of PERSIAN system satellite-based estimates of tropical rainfall,” B. AM. Meteorol. Soc. 81: 2035-2046. https://doi.org/ 10.1175/ 1520-0477.
33
32.Tao, J., Hua, Y., Rui, L., Tairong, H., and Jianfeng, W. 2014. Applicability analysis of the TRMM precipitation data in the Sichuan-Chongqing region,”
34
Prog. Phys. Geog. 33: 10. 1375-1386. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2014.10.009.
35
33.Tan, M.L., and Duan, Z. 2017. Assessment of GPM and TRMM precipitation products over Singapore. Remote Sens. 9: 7. 720.
36
34.Tan, M.L., and Santo, H. 2018. Comparison of GPM IMERG, TMPA 3B42, and PERSIAN-CDR satellite precipitation products over Malaysia. Atmos. Res. 202: 63-76. http://dx.doi. org/10.1016/j.atmosres.2017.11.006.
37
35.Tang, G., Ma, Y., Long, D., Zhong, L., and Hong, Y. 2016a. Evaluation of GPM Day-1 IMERG and TMPA Version-7 legacy products over Mainland China at multiple spatiotemporal scales. J. Hydrometeorol. 17:5.1407-1423. http://dx.doi.org/ 10. 1175/ JHM-D-15-0081.1.
38
36.Tang, G., Zeng, Z., Long, D., Guo, X., Yong, B., Zhang, W., and Hong, Y. 2016b. Statistical and hydrological comparisons between TRMM and GPM level-3 products over a mid-latitude basin: Is day-1 IMERG a good successor for TMPA 3B42V7? J. Hydrometeorol. 17: 1. 121-137.
39
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی مقایسهای تأثیر آتشسوزی و تغییر کاربری بر تجزیه کربن آلی خاک در بخش اندازه خاکدانه در جنگل-های بلوط زاگرس شمالی
سابقه و هدف: آتشسوزی و تغییر کاربری جنگلها بهدلیل نقش قابل توجه در تخریب محیطزیست و تغییرات اقلیمی به یکی از نگرانیهای قابل توجه جهانی تبدیل شده است. در این میان، خاک جنگلها بهدلیل دارا بودن ماده آلی نسبتاً بالا و ساختمان مناسب همواره مورد توجه بوده است. اما آتشسوزی و تغییر در مدیریت کاربری این زیستبومها و اعمال خاکورزی اثرات زیانبار زیادی بر ساختمان خاک و از دست رفتن ماده آلی آنها داشته است. لذا این پژوهش اثر آتشسوزی و تغییر کاربری زمین به تاکستان بر میزان کربن آلی خاک و نرخ تجزیه آن در بخش اندازه خاکدانه در یک جنگل بلوط در زاگرس شمالی را مورد بررسی قرار میدهد. مواد و روشها: برای انجام این پژوهش خاک (عمق 5-0 سانتیمتری) از یک جنگل دستنخورده از زیر تاج و بیرون تاج درختان برداشته شد، تیمار دوم بخش دیگری از این جنگل بود که سه سال پیش آتشسوزی در آن رخ داده بود، نمونههای خاک از محلهای با شدت سوختگی ضعیف، متوسط و شدید برداشته شد. تیمار سوم بخش دیگری از این جنگل بود که 30 سال قبل به تاکستان تبدیل شده بود که در این کاربری نیز نمونههای خاک از زیر تاج و بیرون تاج درختان برداشته شد. نمونههای خاک هوا خشک شدند و به روش الک خشک به خاکدانههای 8-2، 2-1، 1-25/0 و 25/0 > میلیمتر تفکیک شدند و مقدار کربن آلی هر بخش از خاکدانهها تعیین شد. سپس هر اندازه خاکدانه در رطوبت 70 درصد ظرفیت زراعی در چرخههای دمایی از 5 تا °C 35 با فاصله دمایی °C 5 انکوباسیون شد و میزان تنفس پایه خاک پس از گذشت 2 روز از انکویاسیون در هر نقطه دمایی اندازهگیری شد. سپس میزان نرخ تجزیه کربن آلی در هر اندازه خاکدانه از شیب معادله میزان دیاکسیدکربن متصاعد شده در مقابل دمای متناظر با آن در هر چرخه دمایی به دست آمد.یافتهها: نتایج این پژوهش نشان داد که تغییر کاربری و آتشسوزی به ویژه نوع شدید آن سبب تخریب چشمگیر خاکدانههای درشت و افزایش خاکدانههای ریز میشود. به گونهای که بیشترین و کمترین میزان خاکدانههای درشت (mm 8-2) به ترتیب در کاربریهای زیر تاج جنگل (6/61%) و زیر تاج تاکستان (1/11%) به دست آمد، در حالیکه بیشترین و کمترین میزان خاکدانههای ریز (25/0 > میلیمتر) به ترتیب در تیمارهای زیر تاج تاکستان (4/12%) و زیر تاج جنگل (7/5%) به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که در همهی تیمارهای مورد بررسی با کاهش اندازه خاکدانهها میزان کربن آلی خاک افزایش یافت. در مقایسه با جنگل دستنخورده، تغییر کاربری سبب کاهش چشمگیر کربن آلی خاک شده بود، در حالیکه تغییراتی در میزان این شاخص در تیمارهای آتشسوزی مشاهده نشد. همچنین نتایج نشان داد که در همهی تیمارهای مورد بررسی با کاهش اندازه خاکدانه میزان نرخ تجزیه کربن آلی افزایش یافت و این شاخص در کاربریهای مورد بررسی از روند مقابل پیروی کرد: زیر تاج جنگل (2/7) > آتشسوزی شدید (4/5) ≥ بیرون تاج جنگل (2/5) > آتشسوزی متوسط (7/4) > آتشسوزی ضعیف (9/2) > زیر تاج تاکستان (4/1) > بیرون تاج تاکستان (4/0).نتیجهگیری: در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد که اثر30 سال تغییر کاربری در تخریب خاکدانههای خاک بیشتر از یک بار آتش-سوزی حتی از نوع شدید آن است، اما اثر یک بار آتشسوزی در تخریب خاکدانههای خاک بسیار بیشتر از یک سال تغییر کاربری است. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که کاربریهای با مقدار ماده آلی فراهم و قابل تجزیه بیشتر (زیر تاج جنگل و آتشسوزی شدید) نسبت به تغییر کاربری (زیر تاج و بیرون تاج تاکستان) در مقابل تغییرات اقلیم آسیبپذیرتر بوده و گرمایش زمین را بیشتر تشدید می-کنند.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5217_0b868a03fc8fe62c47442b5a5936f07c.pdf
2020-10-22
167
184
10.22069/jwsc.2020.17875.3345
آتشسوزی
تغییر کاربری
خاکدانه
نرخ تجزیه کربن آلی
زاهد
شریفی
zsharifi2000@yahoo.com
1
عضو هیات علمی، گروه علوم و مهندسی خاک دانشده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
LEAD_AUTHOR
ناهید
آزادی
nahidazadi93@gmail.com
2
گروه علوم و مهندسی خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
AUTHOR
1.An, S., Mentler, A., Mayer, H., and Blum, W.E. 2010. Soil aggregation, aggregate stability, organic carbon and nitrogen in different soil aggregate fractions under forest and shrub vegetation on the Loess Plateau. China. Catena. 81: 3. 226-33.
1
2.Jian, M., Berli, M., and Ghezzehei, T.A. 2018. Soil structural degradation during low‐severity burns. Geophysical Research Letters. 45: 11. 5553-5561.
2
3.Ayoubi, Sh., Mokhtari, P., Mosaddeghi, M.R., and Honarjoo, N. 2012. Soil aggregation and organic carbon as affected by topography and land use change in western Iran. Soil Tillage Researcher. 121: 18-26.
3
4.Riahi, Z., Bazgir, M., Valizadeh Kakheki, F., and Rostaminya, M. 2019. Impact of fire on soil physical and chemical properties in the pastures of Badreh area in Ilam province. J. Water Soil Cons.
4
25: 25-46.
5
5.Burdukovskii, M., Kiseleva, I., Perepelkina, P., and Kosheleva, Y. 2019. Impact of different fallow durations on soil aggregate structure and humus status parameters. Soil and Water Research.
6
15: 1. 1-8.
7
6.Certini, G. 2005. Effects of fire on properties of forest soils: a review. Oecologia. 143: 1. 1-10.
8
7.Ciric, V., Manojlovic, M., Nesic, L., and Belic, M. 2012. Soil dry aggregate size distribution: effects of soil type and land use. J. Soil Sci. Plant Nutr. 12: 4. 689-703.
9
8.Conant, R.T., Drijber, R.A., Haddix, M.L., Parton, W.J., Paul, E.A., Plante, A.F., Six, J., and Steinweg, J.M. 2008. Sensitivity of organic matter decomposition to warming varies with its quality. Global Change Biologycal. 14: 4. 868-877.
10
9.Khaledian, Y., Kiani, F., Ebrahimi, S., and Movahedi Naeini, A. 2011. Impact of forest degradation, changing land use and building villas on some indicators of soil quality in the watershed, Golestan province. J. Water Soil Cons. 17: 167-183.
11
11.Fang, X.M., Chen, F.S., Wan, S.Z., Yang, Q.P., and Shi, J.M. 2015. Topsoil and deep soil organic carbon concentration and stability vary with aggregate size and vegetation typein Subtropical China. PLoS ONE.10: 9. p.e0139380.
12
12.Fierer, N., Craine, J.M., McLauchlan, K., and Schimel, J. 2005. Litter quality and the temperature sensitivity of decomposition. Ecology. 86: 2. 320-326.
13
13.Follett, R.F., Paul, E.A., and Pruessner, E.G. 2007. Soil carbon dynamics during a long-term incubation study involving 13C and 14C measurements. Soil Science. 172: 3. 189-208.
14
14.Garcia-Diaz, A., Allas, R.B., Gristina, L., Cerda, A., Pereira, P., and Novara, A. 2016. Carbon input threshold for soil carbon budget optimization in eroding vineyards. Geoderma. 271: 144-149.
15
15.Granged, A.J.P., Jordan, A., Zavala, L.M., Munoz-Rojas, M., and Mataix-Solera, J. 2011. Short-term effects of experimental fire for a soil under eucalyptus forest (SE Australia). Geoderma. 167: 125-134.
16
17.Hamburg, D.R., and Reed, D.C. 1997. Patent and Trademark office. U.S Patent Washington. 55: 1-3.
17
18.Haghverdi, K. 2017. The effect of tree covers on soil microbiological indices and CO2 emission. J. Water Soil Cons. 24: 63-81.
18
19.Jaggi, W. 1976. Die Bestimmung der CO2-Bildungals MaB der bodenatmung under Carbonate im Boden. Zplanzenernaehr Bodenkd. 56: 26-38.
19
20.Singh, M.K., Singh, S., and Ghoshal, N. 2017. Impact of land use change on soil aggregate dynamics in the dry tropics. Restoration Ecology. 25: 6. 962-971.
20
21.Jobbagy, E., and Jackson, R. 2000.The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climateand vegetation. Ecology. APPLIED.10: 2. 423–436.
21
22.Joergensen, R.G., Brookes, P.C., and Jenkinson, D.S. 1990. Survival of the soil microbial biomass at elevated-temperatures. Soil Biology and Biochemistry. 22: 2. 1129-1136.
22
23.Khatirpasha, N., Hojjati, S.M., Pourmajidiyan, M.R., and Asadiyan, M. 2018. Impact of land use change on physical, chemical and biological soil properties in the Qalek forest-Ghaemshahr city. J. Water Soil Cons. 24: 211-225.
23
24.Kemper, W.D., and Rosenau, R.C. 1986. Aggregate stability and size distribution. In: Klute, A. (Ed.), Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. Madison, WI. Pp: 425-442.
24
25.Haghian, I., and Salari A. 2018. Investigation of environmental factors controlling soil organic carbon in rangelands of arid regions (Case study: Yansi region of Gonabad). J. Water Soil Cons. 25: 281-289.
25
26.Kirschbaum, M.U.F. 2006. The temperature dependence of organic-matter decomposition - still a topic of debate. Soil Biology and Biochemistry. 38: 9. 2510-2518.
26
27.Sadeghifar, M., Beheshti Ale Agha, A., and Pourreza, M. 2017. The recovery of soil physical and chemical properties in years after fire in Zagros oak woodlands in Kermanshah province. J. Water Soil Cons. 24: 289-302.
27
28.Sharifi, Z., Nazari, Ch., Mohammadi Samani, K., and Shabanian, N. 2015. Effect of three successive years of fire on some physicochemical properties of a forest soil around Zarivar Lake in Marivan. Iran. J. Soil Water Res.46: 555-565.
28
29.Lavorel, S., Flannigan, D.M., Lambin, E.F., and Schole, M.C. 2007. Vulnerability of land systems to fire: interactions among humans, climate, the atmosphere, and ecosystems. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 12: 1. 33-53.
29
30.Liu, W., Zhang, Z., and Wan, S. 2009. Predominant role of water in regulating soil and microbial respiration and their responses to climate change in a semiarid grassland, Glob. Change Biology. 15: 1. 184-195.
30
31.Mikan, C., Schimel, J., and Doyle, A. 2002. Temperature controls of microbial respiration in arctic tundra soils above and below freezing. Soil Biology and Biochemistry. 34: 11. 1785-1795.
31
32.Mikha, M.M., and Rice, C.W. 2004. Tillage and manure effects on soil and aggregate-associated carbon and nitrogen. Soil Sci. Soc. Amer. J. 68: 3. 809-816.
32
33.Motaghian, H.R., and Mohammadi, J. 2012. Statistical and geostatistical appraisal of spatial variability of aggregate stability and aggregate-associated organic carbon content on a catchment scale in a semi-arid region, Central Iran. Desert. 17: 1. 27-39.
33
34.Moyano, F.E., Vasilyeva, N., Bouckaert, L., Cook, F., Craine, J., Curiel-Yuste, J., Don, A., Epron, D., Formanek, P., Franzluebbers, A., Ilstedt, U., Kätterer, T., Orchard, V., Reichstein, M., Rey, A., Ruamps, L., Subke, J.A., Thomsen, I.K, and Chenu, C. 2012. The moisture response of soil heterotrophic respiration, interaction with soil properties. Biogeoscience. 9: 3. 1173-1182.
34
35.Novara, A., Cerdà, A., Carmelo, D., Giuseppe, L.P., Antonino, S., and Luciano, G. 2015. Effectiveness of Carbon Isotopic Signature for Estimating Soil Erosion and Deposition Rates in Sicilian Vineyards. Soil and Tillage Research. 152: 1-7.
35
36.Parsons, A., Robichaud, P.R., Lewis, S.A., Napper, C., and Clark, J.T. 2010. Field Guide for Mapping Post-Fire Soil Burn Severity. Gen. Tech. Rep. RMRS-GTR-243. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, Fort Collins. CO. 49p.
36
37.Pourreza, M., Hosseini, S.M., Safari Sinegani, A.A., Matinizadeh, M., and Warren, A. 2014. Soil microbial activity in response to fire severity in Zagros oak (Quercus brantii Lindl.) forests, Iran, after one year. Geoderma. 213: 95-102.
37
38.Schuman, G.E., Janzen, H., and Herrick, J.E. 2002. Soil carbon informationand potential carbon sequestrationby rangelands. Environment Pollution. 116: 3. 391-396.
38
39.Shrestha, B.M, Singh, B.R., Sitaula, B.K., Lal, R., and Bajracharya, R.M. 2007. Soil aggregate and particle-associated organic carbon under different land uses in Nepal. Soil Sci. Soc. Amer. J. 71: 4. 1194-1203.
39
40.Six, J., Elliott, E.T., Paustian, K., and Doran, J.W. 1998. Aggregation and soil organic matter accumulation in cultivated and native grassland soils. Soil Sci. Soc. Amer. J. 62: 5. 1367-1377.
40
41.Six, J., Paustian, K., Elliott, E.T., and Combrink, C. 2000. Soil structure and organic matter: I. Distribution of aggregate-size classes and aggregate-associated carbon. Soil Sci. Soc. Amer. J. 64: 2. 681-689.
41
42.Smith, P., Fang, C., Dawson, J.J.C., and Moncrieff, J.B. 2008. Impact of global warming on soil organic carbon. Adv. Agronomy. 97: 1-43.
42
43.Weltzin, J.F., Loik, M.E., Schwinning, S., Williams, D.G., Fay, P.A., Haddad, B.M., Harte, J., Huxman, T.E., Knapp, A.K., Lin, G.H., Pockman, W.T., Shaw, M.R., Small, E.E., Smith, M.D., Smith, S.D., Tissue, D.T., and Zak, J.C. 2003. Assessing the response of terrestrial ecosystems to potential changes in precipitation. Bioscience. 53: 10. 941-952.
43
44.Xu, X., Luo, Y.Q., and Zhou, J.Z. 2012. Carbon quality and the temperature sensitivity of soil organic carbon decomposition in a tallgrass prairie. Soil Biology Biochemistry. 50: 142-148.
44
45.Sharifi, Z., Nazari, Ch., Mohammadi Samani, K., and Shabanian, N. 2017. Effects of a wildfire on some soil properties in northeran Zagros Oak Forest (case study: Marivan Region). Water and Soil Science. 27: 1. 1-16.
45
46.Fletcher, Ch. 2018. Climate Change: What The Science Tells Us. Published by John Wiley & Sons. 352p.
46
48.Shamsi Mahmoudabadi, S., Khormali, F., Ghorbani Nasrabadi R., and Pahlavani M.H. 2011. Effect of vegetation cover and the type of land use on the soil quality indicators in loess derived soils in Agh-Su area (Golestan province). J. Water Soil Cons.17: 4. 167–184.
47
50.Varasteh Khanlari, Z., Golchin A., Mousavi Kupar, S.A., and Alamdari, P. 2019. The change of the biological properties of a forest soil after converting to the paddy field and determination of the most sensitive properties to land use change. J. Water Soil Cons. 26: 269-282.
48
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل منطقهای روند و نقطۀ شکست در سریهای فصلی شاخص خشکسالی SPEI در ایران
سابقه و هدف: گرمایش جهانی و تغییر اقلیم یکی از بزرگترین چالشهایی هست که بشر با آن روبهرو شده است. تغییر در دما، مقدار و الگوی بارش از تاثیرات مهم تغییر اقلیم هستند که میتواند وضعیت منابع آبی و شرایط خشکسالی را تحت تأثیر قرار دهند. به منظور بررسی روند تغییرات در سری دادهها از آزمون من-کندال و برای بررسی تغییرات ناگهانی در سری دادهها از آزمون پتیت استفاده میشود و شاخص خشکسالی SPEI که بر اساس دادههای بارش و دما محاسبه میشود، به گونهای تعریف شده است که اثر بارش و تبخیر-تعرق پتانسیل را باهم درنظر میگیرد و این توانایی را دارد تا تغییرات دما را هم بر روی خشکسالی لحاظ کند. لذا هدف از این پژوهش، بررسی روند و نقطه تغییر در سری زمانی شاخص خشکسالی SPEI در مقیاس فصلی در ایران میباشد که برای این منظور از آزمونهای ناپارامتری من-کندال و پتیت استفاده شد. مواد و روش ها: در گام اول، دادههای SPEI که براساس دادههای ماهانه بارش و تبخیر و تعرق ماهانه محاسبه میشود از پایگاه دادههای جهانی SPEI گردآوری شده و بخشهایی از دادهها که ایران را در بر میگیرد و شامل 624 نقطه از شبکه نیم درجه جغرافیایی میباشد، از کل دادهها جدا و در فرمت نرمافزار اکسل ذخیره شد. سپس سریهای زمانی فصلی دادههای SPEI، برای فصلهای مختلف سال، در طول دورهی زمانی 50 ساله، طی سالهای 1397-1348 تشکیل شد و آزمونهای ناپارامتری تشخیص روند منکندال و آزمون تشخیص نقطهی شکست پتیت بر روی آنها انجام شد و سپس نتایج مورد تحلیل قرار گرفت.یافته ها: نتایج استفاده از آزمون پتیت در 624 نقاط از گسترهی جغرافیایی ایران نشان داد که از سریهای شاخص خشکسالی SPEI در فصلهای بهار، تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب 11، 31، 8 و 15 درصد از نقاط دارای نقطة تغییر معنیدار بودهاند و موقعیت مکانی این نقاط، نقطة تغییرهای کاهشی در نیمه شرقی و شمالغربی در بهار، و شمالغربی و شمالشرقی و بخش میانی و جنوب شرقی در زمستان میباشد در حالی که در فصلهای تابستان و پاییز به ترتیب نقطة تغییرهای افزایشی و کاهشی در نقاط پراکنده از جنوبغربی و جنوب و شمالشرقی، و نقطة تغییرهای افزایشی در بخش میانی ایران و بخشهایی از جنوب و شمال کشور را نشان میدهد. همچنین نتایج استفاده از آزمون تشخیص روند منکندال، حاکی از وجود روند کاهشی معنیدار در 28 درصد از نقاط برای فصل بهار، روند معنیدار افزایشی و کاهشی به ترتیب در 5 و 25 درصد از نقاط برای فصل تابستان، روند کاهشی معنیدار در 18 درصد از نقاط برای فصل پاییز و نیز وجود روندهای معنیدار افزایشی و کاهشی به ترتیب در 1 و 15 درصد از نقاط برای فصل زمستان میباشد که موقعیت مکانی این نقاط برای چهار فصل مورد بررسی به ترتیب، در نیمهی شرقی و شمال غربی و جنوب کشور، نیمهی شرقی و جنوب غربی و بخشهایی پراکنده از جنوب کشور، بخشهای میانی کشور و نیز نیمه شرقی و شمالغربی میباشد.نتیجه گیری: نتایج کاربرد آزمونهای ناپارامتری منکندال و پتیت نشان داد که تغییرات اقلیمی در بخشهایی از کشور اتفاق افتاده است که این تغییرات از فصلی به فصل دیگر متفاوت است. بطوری که فصل بهار در نیمة شرقی و شمال غربی، و در فصل زمستان، در شمال غربی و جنوب شرقی کشور شرایط خشکتر شده ولی در فصل پاییز در بخش مرکزی شرایط مرطوبتری دیده شده است. با توجه به اینکه بیشتر حجم بارش کشور در فصل زمستان و بهار نازل میشود، این روند خطر کاهش منابع آبی به همراه خواهد داشت. نتایج همچنین بیانگر آن است که در بیشتر مواقعی که شاخص خشکسالی دارای نقطة تغییر است آزمون منکندال نیز روند در سری دادهها را نشان میدهد.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5218_566876e658978e3249a3f02bf0fa7d13.pdf
2020-10-22
185
200
10.22069/jwsc.2020.16525.3178
: پتیت
من کندال
تغییراقلیم
خشکسالی
شاخص بارش-تبخیروتعرق استاندارد شده(SPEI)
خلیل
قربانی
ghorbani.khalil@yahoo.com
1
عضو هیأت علمی دانشگاه
LEAD_AUTHOR
صدیقه
برارخان پور
rbararkhan@gmail.com
2
ذانشجوی کارشناسی ارشد منابع آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
AUTHOR
اسماعیل
ولیزاده
esi_valizadeh_2010@yahoo.com
3
دانش آموخته کارشناسی ارشد هواشناسی کشاورزی و کارمند سازمان هواشناسی گلستان
AUTHOR
عبدالجبار
ملااراضی
arazi73@gmail.com
4
دانش آموخته کارشناسی ارشد هواشناسی کشاورزی و کارمند سازمان هواشناسی گلستان
AUTHOR
1.Akbari, M., and Nodehi, V. 2015. Investigation and Analysis of Trends in Annual and Summer Rainfall of Golestan Province. J. Space Geograph. 5: 17. 141-150. (In Persian)
1
2.Andang'o, H., Ouma, J., Muthama, N.J., and Opere, A.O. 2016. Investigating the Homogeneity of Monthly Rainfall Records in Kenya. J. Meteorol. Related Sci. 9: 48-54.
2
3.Asgarinejad, A. 2016. Monitoring, analysis and zoning of climate drought using standardized rainfall index (SPI) and standardized evapotranspiration index (SPEI) (Case study: Arid and semi-arid regions of Iran). Master's degree in Watershed Management, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Assistant Professor Dr. Amolbin Bazrafshan, Hormozgan University, Hormozgan. (In Persian)
3
4.Ataee, H., and Fanaee, R. 2013. Investigation of temporal-spatial changes of night temperature in Isfahan province. J. Geograph. Res. 28: 4. 181-167. (In Persian)
4
5.Beguería, S., and Vicente-Serrano, S.M. 2017. Title of webpage: SPEIbase v.2.5. Retrieved January 01, 2017. from http://digital.csic.es/handle/10261/153475.
5
6.Dinpashoh, Y., Mirabbasi, R., Jhajharia, D., Zare Abianeh, H., and Mostafaeipour, A. 2014. Effect of Short-Term and Long-Term Persistence on Identification of Temporal Trends. J. Hydrol. Engin.
6
19: 3. 617-625.
7
7.Eghtedarnejad, M., Bazrafshan, A., and Bazrafshan, J. 2017. Investigation of temporal and spatial Changes of meteorological drought based on standardized rainfall-evapotranspiration index in Iran. J. Agric. Meteorol.5: 2. 46-35. (In Persian)
8
8.Faghani, M., Ghorbani, Kh., and Salarijazi, M. 2017. Trend and Change Point Analysis of Seasonal SPI Drought Index in Iran. Iran. J. Irrig. Drain.4: 11. 667-679. (In Persian)
9
9.Gandomkar, A., and Abdollahi, A. 2012. The Study of Precipitation Trend in North Alborz Basin (Iran). WULFENIA J.
10
19: 10. 2-8.
11
10.Ghaderpour, M., Abghari, H., and Tabari, H. 2016. Estimation of Precipitation Spatial Trend in The Catchment Area of Lake Urmia. J. Natur. Geograph. Res. 48: 4. 627-643. (In Persian)
12
11.Ghorbani, Kh., Valizadeh, E., and Bararkhanpour, S. 2018. Investigation of spatiotemporal trend of the bivariate meteorological drought index, SPEI,in Iran. J. Des. Manage. 6: 11. 25-38.(In Persian)
13
12.Golshan, S., Raeini Salarjaz, M., and Norooz Valashedi, R. 2015. Investigation and detection effects of global warming on soil temperature trends and its estimated regression correlation. J. Water Soil Cons.22: 4. 121-138. (In Persian)
14
13.Gorbani, Kh. 2015. Spatial and seasonal pattern in climate change, temperatures across Iran. J. Water Soil Cons.21: 5. 257-270. (In Persian)
15
14.Hamed, K.H., and Rao, A.R. 1998. A modified Mann–Kendall trend testfor autocorrelated data. J. Hydrol.204: 1-4. 182-196.
16
15.Hejazizadeh, Z., Naserzadeh, M.H., Hatamizraneh, D., and Rezaei, M. 2015. Application of statistical methods and drought profiles in rainfall analysi,Case study: Kerman Station. J. Arid regions Geograph. Stud. 5: 17. 51-35. (In Persian)
17
16.Kendall, M.G. 1975. Rank Correlation Methods. Oxford: Oxford University Press.
18
17.Khezazna, A., Amarchi, H., Derdous, O., and Bousakhria, H. 2017. Drought Monitoring in The Seybouse Basin (Algeria) over The Last Decades. J. Water Land Dev. 33: 79-88.
19
18.Khosravi, H., Sajedi Hosseini, F., Nasrollahi, M., and Gharechaei, H.R. 2017. Trend analysis and detection of precipitation fluctuations in arid and semi-arid regions. J. Des. 22: 1. 77-84.
20
19.Kolahdoozan, A., Dinpajooh, Y., Mirabbasi Najafabadi, R., Asadi, E., and Darbandi, S. 2015. Effect of Zayandehrood River Dry Becoming on Najafabad Aquifer Oscillations During Past Two Decades. Iran. J. Soil Water Res. 46: 1. 81-93. (In Persian)
21
20.Mafi Gholami, D., Baharloi, M., and Mahmoudi, M. 2017. Investigation of Changes in Mangrove Forest Range Using RS and GIS Case study: Mangroves in Hormozgan Province. Quar. J. Ecol. 15: 2. 92-75. (In Persian)
22
21.Mann, H.B. 1945. Nonparametric Tests against Trend. Econometrica.13: 3. 245-259.
23
22.Maroufnejad, A., and Ghasemi, Sh. 2017. The process of temperature changes using the Mann- Kendall method (a case study of four Chaharmahal Bakhtiari towns). Quar. J. Environ. 10: 37. 166-149. (In Persian)
24
23.Miri, M., and Rahimi, M. 2015. Investigation of temporal-spatial variations of temperature parameters of Iran. Quar. Geograph. J. Territ. 12: 47. 65-80. (In Persian)
25
24.Mohammadi, B. 2011. Analysis of Iran Annual precipitation trend. J. Geograph. Environ. Plan. 22: 3. 106-95. (In Persian)
26
25.Mousavi, R.S., and Marofi, S. 2017. Investigation of the hydrologic response of river flow to climate change (Case study: Dez Dam Basin). J. Water Soil Cons. 23: 6. 333-348. (In Persian)
27
26.Naumann, G., Alfieri, L., Wyser, K., Mentaschi, L., Betts, R.A., and Carrao, H. 2018. Global changes in drought conditions under different levels of warming. J. Geophysic. Res. Lett. 45: 7. 3285-3296.
28
27.Nazeri-Tahrodi, M., Khasheisyuki, A. and Noferasty, A.M. 2016. Study of Monthly Changes in Precipitation and Temperature of Synoptic Station in Birjand during 1995-1995. 5th Conference of Rainwater Basin, Gilan, Rasht Systems. (In Persian)
29
28.Pettitt, A.N. 1979. A non-parametric approach to change point problem. J. Royal Stat. Soc. Seri. C (Applied Statistics). 28: 2. 126-135.
30
29.Rezaei Ghaleh, L., and Ghorbani, K. 2018. Comparative analysis of SPI and SPEI meteorological drought indices (Case study: Golestan province). J. Agric. Meteorol. 6: 1. 31-40. (In Persian)
31
30.Richardson, D.C., Melles, S.J., Pilla, R.M., Hetherington, A.L., Knoll, L.B., Williamson, C.E., Kraemer, B.M., Jackson, J.R., Long, E.C., Moore, K., Rudstam, L.G., Rusak, J.A., Saros, J.E., Sharma, S., Strock, K.E., Weathers, K.C., and Wigdahl-Perry, C.R. 2017. Transparency, Geomorphology and Mixing Regime Explain Variability in Trends in Lake Temperature and Stratification across Northeastern North America (1975-2017). J. Water. 9: 6. 1-22.
32
31.Sivan Thankamani Akhil, R., Madinent Venkat, R., Daggumati Narayana, R., and Boddam Venkata Krishna, M. 2018. Long-Term Trends in Stratospheric Ozone, Temperature, And Water Vapor Over The Indian Region. Ann. Geophys. 36: 1. 149-160.
33
32.Torabi Poodeh, H., and Emamgholizadeh, S. 2015. Trend analysis of streamflow changing of north watershed of Dez River with TFPW-MK procedure. J. Water Soil Cons. 22: 3. 39-55. (In Persian)
34
33.Vicente‐Serrano, S.M., Beguería, S., and López-Moreno, J.I. 2011. Comment on “Characteristics and trends in various forms of the Palmer Drought Severity Index (PDSI) during 1900-2008” by Aiguo Dai. J. Geophysic. Res. Atmos. 116: D19.1-9.
35
34.Westergaard-Nielsen, A., Karimi, M., Ulf Hansen, B., Westermann, S., and Elberling, B. 2018. Contrasting Temperature Trends Across the Ice-Free Part of Greenland. J. Sci. Report. 8: 1586. 1-6.
36
35.Zhang, X., Vincent, L.A., Hogg, W.D., and Niitsoo, A. 2000. Temperature and rainfall trends in Canada during the 20th century. J. Atmos. Ocean. 38: 3. 395-429.
37
36.Zohrabi, N., Masah Bavani., A., Goodarzi, A., and Heydarnejad, M. 2016. Identification of changes in temperature and annual precipitation in the Karkhe catchment area. Sci. J. Wetland Ecobiol. 8: 2. 22-5. (In Persian)
38
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی پروفیل سطح آب و آبشستگی پایین دست سرریز گابیونی V شکل در پلان
چکیده سابقه و هدف: سرریزها مهمترین قسمت سازههای هیدرولیکی میباشند که جهت اندازهگیری جریان، کنترل سیلاب در مخازن و کنترل سطح آب در کانالهای باز مورد استفاده قرار میگیرند. استفاده از گزینههای جایگزین مانند سرریزهای گابیونی به دلیل سازگاری با طبیعت و نیازهای اکولوژیکی ترجیح داده میشوند. در این سرریزها مواد فیزیکی و شیمیایی مانند رسوبات ریزدانه و مواد معلق آلی امکان عبور از منافذ به پاییندست را دارند و رسوب-گذاری پشت سازه را کاهش میدهد. همچنین آشفتگی جریان درون منافذ امکان افزایش هوادهی جریان و منجر به پالایش آب رودخانه می شود. یکی از عمدهترین مشکلات سازههایی از قبیل سرریزها، دریچهها و حوضچههای آرامش که در بالادست بسترهای فرسایشپذیر قرار دارند، آبشستگی در مجاورت سازه است که علاوهبرتأثیر مستقیم بر پایداری سازه، ممکن است باعث تغییر مشخصات جریان و درنتیجه تغییر در پارامترهای طراحی سازه شود. هدف از این پژوهش بررسی پروفیلهای جریان عبوری از سرریز گابیونی Vشکل با زوایای مختلف رأس و آبشستگی پایین دست آنها میباشد. مواد و روشها: آزمایشهای این پژوهش روی مدل فیزیکی سرریز گابیونی با 4 زاویه رأس، 3 دانهبندی مصالح درون بدنه سرریز و 2 موقعیت قرارگیری رأس سرریز در بالادست جریان و پایین دست جریان و 4 دبی انجام شد. همچنین آزمایشهای آبشستگی در 3 زاویه رأس سرریز، 2 دانه بندی مصالح بدنه و 2 حالت قرارگیری رأس در بالادست و پاییندست جریان و 3 دبی با بستر فرسایش پذیر در کانالی بهطول 12 متر، عرض و ارتفاع 6/0 متر مورد بررسی قرار گرفت.یافتهها: نتایج نشان داد با کاهش اندازه مصالح بدنه سرریز ، تراز آب بالادست افزایش و حداکثر عمق آبشستگی نیز افزایش مییابد. همچنین با کاهش زاویه رأس به دلیل افزایش طول سرریز تراز آب بالادست کاهش مییابد و عمق آبشستگی در زاویه رأس 120درجه بیشتر از زاویه 150 درجه و بیشتر از زاویه 180 درجه می باشد. الگوی آبشستگی با موقعیت قرارگیری رأس سرریز تغییر میکند. در صورتیکه رأس سرریز در بالادست باشد یک حفره آبشستگی در وسط کانال و چنانچه رأس در پاییندست باشد 2 حفره آبشستگی در طرفین ایجاد میگردد.نتیجهگیری: بسته به هدف استفاده از سرریز هر یک از حالتهای قرارگیری رأس سرریز گابیونی می تواند مؤثر باشد. در صورتیکه هدف تأمین آب و افزایش تراز آب باشد سرریز با دانهبندی ریز مفیدتر و اگر هدف کنترل انرژی جریان باشد دانهبندی درشتتر مفید است. استفاده از سرریز Vشکل در کنترل فرسایش در کنارهها میتواند مفید باشد. استفاده از سرریزهای V شکل به دلیل داشتن طول بیشتر نرخ تغییرات تراز آب را با دبی کاهش میدهد.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5219_e212f31119e9a47d5c4c4e7e5810be2e.pdf
2020-10-22
201
216
10.22069/jwsc.2020.16871.3222
واژههای کلیدی: آبشستگی پاییندست
پروفیل طولی
دانهبندی مصالح بدنه
سرریز گابیونی
حمید
نوری
ha.nouri2002@gmail.com
1
گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
AUTHOR
مهدی
مفتاح هلقی
meftah_20@yahoo.com
2
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
LEAD_AUTHOR
امیر احمد
دهقانی
amirahmad.dehghani@gmail.com
3
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
AUTHOR
عبدارضا
ظهیری
zahiri.areza@gmail.com
4
استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
AUTHOR
هوشنگ
حسونی زاده
hassoni44@hotmail.com
5
معاون مطالعات پایه منابع آبو سازمان آب و برق خوزستان
AUTHOR
1.Azimi, A.H., Rajaratnam, N., and Zhu, D.Z. 2013. Discharge characteristics of weirs of finite crest length with upstream and downstream ramps. J. Irrig. Drain. Eng. 139: 1. 75-83.
1
2.Chanson, H. 2006. Discussion of “discharge through a permeable rubble mound weir” by Kohji Michioku, Shiro Maeno, Takaaki Furusawa and Masanori Haneda, J. Hydraul. Eng. 132: 4. 432-433.
2
3.Dehghani, A.A., Bashiri, H., Meshkati Shahmirzadi, M.E., and Ahadpour, A. 2009. Experimental investigation of scouring in downstream of combined flow over weirs and below gates. 4: 3578-3584. 33rd Iahr Conference. Canada.
3
4.Dey, S., and Sarkar, A. 2006. Scour downstream of an apron due to submerged horizontal jets. J. Hydr. Engin. 132: 3. 246-257.
4
5.Faruque, M.A.A., Sarathi, P., and Balachandar, R. 2006. Clear water local scour by submerged three dimension wall jets: effect of tail water depth. J. Hydr. Engin. 132: 6. 575-580.
5
6.Fathi Moghadam, M., Sardabi, M.T., and Rahmanshahi, M. 2018. Numerical simulation of the hydraulic performance of triangular and trapezoidal gabion weirs in free flow condition. J. Flow Measure. Instrument. 62: 93-104.
6
7.Kells, J.A. 1993. Spatially varied flow over rock fill embankments. Can. J. Civ. Eng. 20: 5. 820-827.
7
8.Kells, J.A. 1994. Reply on discussion of spatially varied flow over rock fill embankments. Can. J. Civ. Eng. 21: 1. 63-166.
8
9.Kells, J.A. 2001. Effect of grain size on local channel scour below a sluice gate. Can. J. Civil Engin. 28: 440-451.
9
10.Legrand, J. 2002. Revisited analysis of pressure drop in flow through crushed rocks. J. Hydr. Engin. ASCE. 128: 11. 1027-1034.
10
11.Leu, J.M., Chan, H.C., and Chu, M.S. 2008. Comparison of turbulent flow over solid and porous structures mounted on the bottom of a rectangular channel. Flow Meas. Instrument. 19: 6. 331-337.
11
12.Lim, S., and Yu, G. 2002. Scouring downstream of sluice gate. P 395-409. First International conference on scour of foundation. Texas Transportation Institute. Nov. 17 – 20. Texas A & M University. College Station. Texas. USA.
12
13.Madadi, M.R., Hosseinzadeh Dalir, A., and Farsadizadeh, D. 2014. Investigation of flow characteristics above trapezoidal broad-crested weirs. Flow Meas. Instrument. 38: 139-148.
13
14.Michioku, K., Maeno,S., Furusawa,T., and Haneda, M. 2005. Discharge through a permeable rubble mound weir. J. Hydraul. Eng. 131: 1. 1-10.
14
15.Mohamed, H.I. 2010. Flow over gabion weirs. J. Irrig. Drain. Eng. 136: 8. 573-577.
15
16.Mohammadzadeh-Habili, J., Heidarpour, M., and Haghiabi, A. 2016. Comparison the hydraulic characteristics of finite crest length weir with quarter-circular crested weir. Flow Meas. Instrument. 52:Supplement C. 77-82.
16
17.Moradi, M., and Fathi-Moghadam, M. 2019. Experimental investigation of Submerged Flow over Porous Embankment Weirs with Up and Downstream Slopes. Irrigation Sciences and Engineering (online) doi: 10.22055/jise.2018.20052.1432.
17
18.Nazari, S., and Gholami, R. 2014. Laboratory evaluation of Scour rate and energy dissipation in Gabion Stepped Weirs with considering the effect of Discharge and tail water depth. J. Appl. Sci. Agric. 9: 4. 1424-1439.
18
19.Pagliara, S., and Palermo, M. 2013. Rock Grade Control Structures and Stepped Gabion Weirs: Scour Analysis and Flow Features. J. Acta Geophysic. 61: 1. 126-150.
19
20.Pagliara, S., Palermoa, M., Mahmoudi Kurdistania, S., and Sagvand Hassanabadia, L. 2015. Erosive and hydrodynamic processes downstream of low-head control structures. J. Hydr. Res. 3: 2. 122-131.
20
21.Peyras, L., Royet, P., and Degoutte, G. 1992. Flow and energy dissipation over stepped gabion weirs. J. Hydraul. Eng. 118: 5. 707-717.
21
22.Qian, J., Zhan, H., Zhao, W., and Sun, F. 2005. Experimental study of turbulent unconfined groundwater flow in a single fracture. J. Hydrol. 311: 1. 134-142.
22
23.Sargison, J., and Percy, A. 2009. Hydraulics of broad-crested weirs with varying side slopes. J. Irrig. Drain. Eng. 135: 1. 115-118.
23
24.Stephenson, D. 1979. Gabion energy dissipators. Proc. 13th ICOLD Congress. New Delhi, India. 50: 3. 33-43.
24
25.Tavakol-Sadrabadi, M., Fathi-Moghadam, M., and Mohammadpour R. 2018. Numerical Simulation of the over and through flow Discharge in Broad-Crested Gabion Weirs with side Slopes. Amirkabir J. Civil Eng. 50: 4. 191-194.
25
26.Wang, X.K., Hao, Z.Y., and Tan, S.K. 2010. Hydrodynamics of trapezoidal embankment weirs. J. Hydrodyn. Ser. B 22: 5. 386-390.
26
27.Zhang, G., and Chanson, H. 2016. Gabion Stepped Spillway: Interactions between Free-Surface, Cavity and Seepage Flows. J. Hydr. Engin. 142: 5. 601-611.
27
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی نانوجاذبهای شبههیدروتالسیت دارای روی و منیزیم در جذب و واجذب بُر از محیط آبی
سابقه و هدف: بُر، یکی از عناصر کممصرف مورد نیاز گیاهان است. غلظت زیاد این عنصر در آبهای کشاورزی، خصوصاً در مناطق خشک و نیمهخشک، سبب بروز سمیت در گیاهان کشتشده در این مناطق میگردد. روشهای مختلفی برای کاهش غلظت بُر در آب و خاک پیشنهاد شده است که روش جذب سطحی از مهمترین آنها به حساب میآید. در طی سالهای اخیر، استفاده از انواع هیدروکسیدهای لایهای دوگانه (LDHs) یا ترکیبات شبههیدروتالسیت ، به عنوان جذبکنندههای آنیونی از محلولهای آبی، مورد توجه خاص قرار گرفته است. از مهمترین دلایل موثر در استفاده از جاذبها، مقرون به صرفهبودن است. حال اگر علاوه بر راندمان بالای جذب، قابلیت استفاده مجدد نیز وجود داشته باشند، به صورت کاربردی و در سطوح وسیع قابل استفاده خواهد بود. لذا با توجه به این نکات، علاوه بر سنجش قابلیت جذب بُر توسط انواع LDH، کیفیت واجذب بُر نیز مورد ارزیابی قرار گرفت؛ چرا که در قابلیت استفاده مجدد از آن نقشی بسزا دارد. مواد و روشها: در این تحقیق دو نوع هیدروکسید لایهای دوگانه، با انواع مختلف فلزات (منیزیم- آلومنیوم و روی- آلومنیوم) در ابعاد نانومتر و با استفاده از روش همرسوبی تهیه شد و در شرایط آزمایشگاهی، خصوصیات جذب سطحی هر کدام به منظور خروج عنصر بُر از آب مورد ارزیابی قرار گرفت. مشخصات شبههیدروتالسیتها توسط روشهای آنالیز شیمیایی پراش اشعهی X (XRD)، تبدیل فوریهی مادون قرمز FTIR، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس EDS تعیین شد. تمایل این مواد برای جذب گونههای مختلف بُر در محلول، تحت اثر pH ، زمان تماس ، مقدار مادهی جذبکننده و غلظت بُر محلول (همدماهای جذب سطحی لانگ مویر و فروندلیچ) بررسی شد. یافتهها: با توجه به خصوصیات بافری LDHها، خروج بُر از محلول تحت تاثیر pH اولیه و نهایی محلول نبود. بیشترین مقدار بُر جذبشده توسط Mg-Al-LDH و Zn-Al-LDH، به ترتیب در 10 و 20 دقیقه اول اتفاق افتاد. زمان تعادل لازم برای جذب بُر از محلول آبی در مورد هر دو نوع LDH، 80 دقیقه تشخیص داده شد. ظرفیت جذب بُر در محدودهی مقادیر آزمایشی (5-5/0گرم در لیتر) روند افزایشی داشت و با استفاده از مقدار 5 گرم در لیتر Mg-Al-LDH و Zn-Al-LDH به ترتیب، 52 و60 درصد از بُر اولیهی محلول خارج شد. دادهها با همدماهای جذب سطحی مدل لانگمویر که از انواع همدماهای L-Type هستند، تطابق داشت که نشان میدهد، B(OH)4- به صورت ترجیحی روی مواد شبههیدروتالسیت جذب شده است. Zn-Al-LDH با بیشترین مقدار جذب 3 میلیگرم در گرم دارای توانایی بیشتری برای جذب بُر نسبت به Mg-Al-LDH (با بیشترین مقدار جذب 48/2 میلیگرم در گرم) بود. از طرفی واجذب بُر از Zn-Al-LDH توسط محلول 200 میلیگرم در لیتر نیترات سدیم بیشتر از Mg-Al-LDH بود.نتیجهگیری: استفاده 5/0 گرم از هر یک از شبههیدروتالسیتها در یک لیتر آب آلوده به بُر با غلظت 2 میلیگرم در لیتر، غلظت بُر را به کمتر از 5/0 میلیگرم در لیتر یعنی حد توصیه شدهی سازمان بهداشت جهانی (WHO) برای آبهای شرب، کاهش داد. . هر دو نوع LDH برای خروج عنصر بُر از محلولهای آلوده قابلیت بالایی دارند؛ ولی با هدف استفاده مجدد از جاذب و بالتبع «مقرون به صرفه بودن آن»، نانوجاذب Zn-Al-LDH به دلیل جذب و واجذب بالاتر از نانوجاذب Mg-Al-LDH، قابلیت کاربردی بهتری می تواند داشته باشد.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5220_8ef6cd65f0dd8f33bb7bb6e50853d407.pdf
2020-10-22
217
231
10.22069/jwsc.2020.17711.3321
بُر
هیدروکسیدهای لایهای دوگانه
جذب
واجذب
ایزوترم
ابراهیم
فتاحی کیاسری
ekiasari59@yahoo.com
1
دانشجوی دکتری گروه علوم خاک، دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
امیر
فتوت
afotovat@um.ac.ir
2
استاد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
LEAD_AUTHOR
غلامحسین
حق نیا
ghaghnia@um.ac.ir
3
استاد بازنشسته گروه علوم خاک، رشته پیدایش و رده بندی خاک، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
اکرم
حلاج نیا
halajnia@um.ac.ir
4
استادیار، گروه علوم خاک، رشته شیمی و حاصلخیزی خاک، دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
حمیدرضا
مردانی
hamidreza.inorg@yahoo.com
5
دانشکده علوم پایه، گروه شیمی، دانشگاه پیام نور تهران، ایران
AUTHOR
1.Ay, A.N., Zümreoglu-Karan, B., and Temel, A. 2007. Boron removal by hydrotalcite-like, carbonate-free Mg–Al–NO3–LDH and a rationale on the mechanism. Microporous and Mesoporous Materials, 98: 1-3. 1-5.
1
2.Bafkar, A., and Baboli, N. 2019. Investigation of the efficiency of nitrate removal from aqueous solution using oak leaf nanostructure adsorbent. Gorgan, J. Water Soil Cons. 25: 5. 233-247.
2
(In Persian)
3
3.Bagherifam, S., Komarneni, S., Lakzian, A., Fotovat, A., Khorasani, R., Huang, W., Ma, J., and Wang, Y. 2014. Evaluation of Zn-Al-SO4 layered hydroxide for the removal of arsenite and arsenate from a simulated soil solution: Isotherms and kinetics. Applied Clay Science, 95: May 2014. 119-125.
4
4.Cavani, F., Trifiro, F., and Vaccari, A. 1991. Hydrotalcite-type anionic clays: preparation, properties. Catalysis Today, 11: 2. 173-301.
5
5.Chen, X., Mi, F., Zhang, H., and Zhang, H. 2012. Facile synthesis of a novel magnetic core-shell hierarchical composite submicrospheres Fe3O4@CuNiAl-LDH under ambient conditions. Materials Letters, 69: February 2012. 48-51.
6
6.Das, J., Das, D., Dash, G.P., and Parida, K.M. 2002. Studies on Mg/Fe hydrotalcite-like compounds (HTlc)-I. Removal of inorganic selenite (SeO32-) from aqueous medium. J. Coll. Interface Sci. 251: 1. 26-32.
7
7.Ferreira, O.P., Moraes, S.G., Duaran, N., Cornejo, L., and Luiz Alves, O. 2006. Evaluation of boron removal from water by hydrotalcite-like compounds. Chemosphere, 62: 1. 80-88.
8
8.Halajnia, A., Oustan, S., Najafi, N., Khataee, A.R., and Lakzian, A. 2012. The adsorption characteristics of nitrate on Mg–Fe and Mg–Al layered double hydroxides in a simulated soil solution. Applied Clay Science, 70: December 2012. 28-36.
9
9.Hatami, H., Fotovat, A., and Halajnia, A. 2018. Comparison of adsorption and desorption of phosphate on synthesized Zn-Al-LDH by two methods in a simulated soil solution. Applied Clay Science, 152: February 2018. 333-341.
10
10.Hermosin, M.C., Pavlovic, I., Ulbibarri, M.A., and Cornejo, J. 1996. Hydrotalcite as sorbent for trinitrophenol. Sorption capacity and mechanism. Water Research, 30: 1. 171-177.
11
11.Isaacs-Paez, E.D., Leyva-Ramos, R., Jacobo-Azuara, A., Martinez-Rosales, J.M., and Flores-Cano, J.V. 2014. Adsorption of boron on calcined AlMg layered double hydroxide from aqueous solutions. Mechanism and effect of operating conditions. Chem. Engin. J. 245: June 2014. 248-257.
12
12.Kameda, T., Oba, J., and Yoshioka, T., 2015. New treatment methods for boron in aqueous solution using Mg-Al Layered double hydroxide: Kinetics and equilibrium studies. J. Hazard. Mater. 293: August 2015. 54-63.
13
13.Majidi, A., Rahnemaie, R., Hassani, A., and Malakouti, M.J. 2010. Adsorption and desorption processes of boron in calcareous soils. Chemosphere, 80: 7. 733-739.
14
14.Mardani, H.R. 2017. (Cu/Ni)-Al layered double hydroxides @ Fe3O4 as efficient magnetic nanocomposite photocatalyst for visible-light degradation of methylene blue. Research on Chemical Intermediates, 43: May 2017. 5795-5810.
15
15.Nabizadeh, S., Sadegh-Zadeh, F., Jalili, B., and Emadi, S.M. 2019. Adsorption of methylene blue using biochar, soil and treated soil with biochar from aqueous solutions. Gorgan, J. Water Soil Cons. 25: 6. 281-292. (In Persian)
16
16.Newman, S.P., and Hones, W. 1998. Synthesis, characterization and applications of layered double hydroxides containing organic guests. New J. Chem. 22: 2. 105-115.
17
17.Parks, J.L., and Edwards, M. 2005. Boron in the environment. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 35: 2. 81-114.
18
18.Peak, D., Luther, G.W., and Sparks, D.L. 2003. ATR-FTIR spectroscopic studies of boric acid adsorption on hydrous ferric oxide. Geochimica et Cosmochimica Acta, 67: 14. 2551-2560.
19
19.Pourfaraj, R., Kazemi, S.Y., Fatemi, S.J., Biparva, P. 2018. Synthesis of α- and ß-CoNi binary hydroxides nanostructures and luminol Chemiluminescence study for H2O2 detection. J. Photochem. Photobiol.: Chemistry, 364: September 2018. 534-541.
20
20.Seida, Y., and Nakano, Y. 2002. Removal of phosphate by layered double hydroxides containing iron. Water Research, 36: 5. 1306-1312.
21
21.Sparks, D.L. 2003. Environmental Soil Chemistry. Second Edition. Library of Congress Control Number: 2002104258. 187-190.
22
22.Tahir, M.A., Nawaz, H., and Iqbal, M. 2016. Solar Red and Brittle Blue direct dyes adsorption onto Eucalyptus angophoroides bark: equilibrium, kinetics and thermodynamic studies. J. Environ. Chem. Engin. 4: 2. 2431-2439.
23
23.Wolska, J., and Bryjak, M. 2013. Methods for boron removal from aqueous solutions- A review. Desalination, 310: February 2013. 18-24.
24
24.Yan, L., Yang, K., Shan, R., Yan, T., Wei, J., Yu, S., Yu, H., and Du, Bin. 2015. Kinetic, isotherm and thermodynamic investigations of phosphate adsorption onto core–shell Fe3O4@LDHs composites with easy magnetic separation assistance. J. Coll. Inter. Sci. 448: 15 June 2015. 508-516.
25
25.Yılmaz, A.E., Boncukcuoglu, R., Yılmaz, M.T., and Kocakerim, M.M. 2005. Adsorption of boron from boron- containing wastewaters by ion exchange in a continuous reactor. J. Hazard. Mater. 117: February 2005. 221-226.
26
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی عملکرد آب دریا و ملاس چغندرقند در کاهش گرد و غبار جادههای جنگلی (مطالعه موردی: جنگل کوهمیان، آزادشهر)
چکیدهسابقه و هدف: مشکل عمده جادههای جنگلی شنریزیشده بهویژه در فصل تابستان، تولید گرد و غبار هنگام تردد وسایل نقلیه است که باعث کاهش دید و مزاحمت برای گردشگران و زوال رویه راه و پوشش گیاهی حاشیه جاده میگردد. در این پژوهش عملکرد تیمارهای ضدغبار شامل غلظتهای مختلف ملاس چغندرقند و آب دریا در کاهش گرد و غبار جادههای جنگلی طرح کوهمیان واقع در شهرستان آزادشهر استان گلستان مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روشها: ابتدا مسیری به طول 500 متر به 8 قطعه 60 متری تقسیم شده و تیمارهای ملاس (حاوی ساکاروز، پتاسیم، کربن ازت دار، تیامین و سایر ترکیبات) و آب دریا (حاوی کلرید، سدیم، سولفات، منیزیم و سایر ترکیبات) بهطور جداگانه هر یک با غلظتهای 10، 20 و 30 درصد به همراه تیمار شاهد در آنها به اجرا درآمد. برای پیادهسازی تیمارها از سیستم پاشش محلول و برای اندازهگیری غلظت گرد و غبار از دستگاه غبارسنج الکترونیکی مدل HAZ-DUST EPAM-5000 استفاده شد. دستگاه غبارسنج یک سنجنده گرد و غبار ایستگاهی است که غلظت غبار با قطر آئرودینامیکی کمتر و یا مساوی 10 میکرومتر (PM10) را هر ثانیه نشان میدهدیافتهها: نتایج پس از گذشت 3، 9 و 27 روز نشان داد که مقدار گرد و غبار جادههای تیمار شده با غلظتهای مختلف ملاس چغندرقند و آب دریا با گذر زمان افزایش یافت. همچنین در هر یک از دورههای زمانی با افزایش غلظت محلولهای ملاس و آب دریا مقدار غلظت گرد و غبار کاهش پیدا کرد. پس از گذشت 27 روز تنها تیمارهای ملاس 20% و 30% توانستند مقدار غلظت انتشار ذرات غبار با قطر کمتر و یا مساوی 10 میکرومتر (PM10) را در محدوده مجاز 50-0 میکروگرم در مترمکعب حفظ کنند. کمترین مقدار غلظت غبار جادهها مربوط به تیمار ملاس 30% بود.نتیجهگیری: مقدار غلظت تیمارهای آب دریا در تحقیق حاضر به حدی کم بود که نتوانست عملکرد مؤثری از خود نشان دهد و باعث کاهش غلظت غبار تا محدوده مجاز 50 میکروگرم در مترمکعب گردد. کمترین مقدار غلظت غبار جادهها مربوط به تیمار ملاس 30% با مقدار 21 میکروگرم در مترمکعب بود که میتوان به عنوان تیمار مناسب برگزید و در پژوهشهای آتی ماندگاری آن را در طولانی-مدت سنجید.نتیجهگیری: مقدار غلظت تیمارهای آب دریا در تحقیق حاضر به حدی کم بود که نتوانست عملکرد مؤثری از خود نشان دهد و باعث کاهش غلظت غبار تا محدوده مجاز 50 میکروگرم در مترمکعب گردد. کمترین مقدار غلظت غبار جادهها مربوط به تیمار ملاس 30% با مقدار 21 میکروگرم در مترمکعب بود که میتوان به عنوان تیمار مناسب برگزید و در پژوهشهای آتی ماندگاری آن را در طولانی-مدت سنجید.واژههای کلیدی: جاده شنریزیشده، تیمارهای ضدغبار، سیستم پاشش محلول، غبارسنج الکترونیکی.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5221_539786439799183a7e129afe06856dc8.pdf
2020-10-22
233
246
10.22069/jwsc.2020.17410.3286
جاده شنریزیشده
تیمارهای ضدغبار
سیستم پاشش محلول
غبارسنج الکترونیکی
آیدین
پارساخو
aidinparsakhoo@yahoo.com
1
گروه جنگلداری، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
LEAD_AUTHOR
حسن
ساسانی
sasanihasan67@gmail.com
2
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، دانشکده علوم جنگل، گروه جنگلداری
AUTHOR
جهانگیر
مجمدی
mohamadi.jahangir@gmail.com
3
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، دانشکده علوم جنگل، گروه جنگلداری
AUTHOR
1.Amarloei, A., Jonidijafari, A., Asilian Mohabadi, H., and Asadollahi, K. 2014. The evaluation of PM10, PM2.5 and PM1 concentration during dust storm events in Ilam city, J. Ilam Univ. Med. Sci.
1
22: 4. 240-259. (In Persian)
2
2.Abdullahian Toqabi, M., Sheikholsmali, R., and Babaie, B. 2005. Terms and definitions of quality and quantity of sugar beet technology, Sugar beet J. 21: 1. 101-104. (In Persian)
3
3.Bashari, L., Mahmoudigharaie, M.H., Moussavi Harami, R., and Alizadeh Lahjani, H. 2014. Study of the hydro geochemical and effective factors on chemicals of water in Gorgan gulf, J. Oceanograph. 5: 20. 31-42. (In Persian)
4
4.Biraumi, A., Abtahi, B., Farajzadeh, M.A., Mohammadi, M., Rahnama, M., and Haghdoost, M. 2003. Measurement of salinity and amount of main ions of water at the south east of Caspian Sea,
5
J. Marine Sci. Tech. 2: 3. 21-27.
6
(In Persian)
7
5.Bergeson, K.L., and Brocka, S.G. 1996. Bentonite treatment for fugitive dust control. In: 1996 semi-sesquicentennial transportation conference proceedings. Ames, IA: Iowa Department of Transportation; Iowa State University, Center for Transportation Research and Education, 30p.
8
6.Bolander, P., and Yamada, A. 1999. Dust palliative selection and application guide. Project Report 9977 1207-SDTDC. San Dimas, CA: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, San Dimas Technology and Development Center, 20p.
9
7.Brown, D.A., and Elton, D.J. 1994. Guidelines for dust control on unsurfaced roads in Alabama. Final report, IR-94-02, Highway Research Center, Harbert Engineering Center, Auburn University, 20p.
10
8.Ding, X., Xu, G., Kizil, M., Zhou, W., and Guo, X. 2018. Lignosulfonate Treating Bauxite Residue Dust Pollution: Enhancement of Mechanical Properties and Wind Erosion Behavior, Water, Air, & Soil Pollution. 229: 7. 205-214.
11
9.Guo, X.Y. 2018. Assessing the effectiveness of eco-friendly dust suppressants used to abate dust emission from mine haul roads. Thesis of Master of Philosophy of Curtin University, 88p.
12
10.Gotosa, J., Nyamadzawo, G., Mtetwa, T., Kanda, A., and Dudu, V.P. 2015. Comparative road dust suppression capacity of molasses stillage and water on gravel road in Zimbabwe, Advances in Res. 3: 2. 198-208.
13
11.Gebhart, D.L., Hale, T.A., and Michaels-Busch, K. 1996. Dust control material performance on unsurfaced roadways and tank trails. USAEC/ USACERL Tech. Rep. Champaign, IL: U.S. Army Construction Engineering Research Laboratories, 34p.
14
12.Gillies, J.A., Etyemezian, V., Kuhns, H., Nikolic, D., and Gillette, D.A. 2005. Effect of vehicle characteristics on unpaved road dust emissions, Atmospheric Environ. 39: 13. 2341-2347.
15
13.Jones, D. 1999. Holistic approach to research into dust and dust control on unsealed roads, Trans. Res. Rec. 1652: 2. 3-9.
16
14.Kirchner, H.W. 1988. Road dust suppressants compared, Public Works, 119: 13. 27-28.
17
15.Kuhns, H., Etyemezian, V., Landwehr, D., McDougall, C., Pitchford, M., and Green, M. 2001. Testing Re-entrained Aerosol Kinetic Emissions from Roads: a new approach to infer silt loadings
18
on roadways, Atmospheric Environ. 35: 16. 2815-2825.
19
16.Morgan, R.J., Schaefer, V.R., and Sharma, R.S. 2005. Determination and evaluation of alternative methods for managing and controlling highway-related dust: Phase II- demonstration project. IHRB Project TR-506. Iowa Highway Research Board. Ames, IA: Iowa State University: Department of Civil, Construction, and Environmental Engineering, 107p.
20
17.ḾNdegwa, J.K. 2011. The effect of cane molasses on strength of expansive clay soil, J. Emer. Trend. Eng. Appl. Sci. 2: 6. 1034-1041.
21
18.Monlux, S., and Mitchell, M. 2007. Chloride stabilization of unpaved road aggregate surfacing, Transportation Research Record, J. Trans. Res. Board. 1989: 2. 50-58.
22
19.Nourmoradi, H., Omodi Khaniabadi, Y., Goudarzi, G., Jourvand, M., and Nikmehr, K. 2016. Investigation on the dust dispersion (PM10 and PM2.5) by Doroud cement plant and study of its individual exposure rates, J. Ilam Univ. Med. Sci. 24: 1. 64-75. (In Persian)
23
20.Omane, D., Liu, W.V., and Pourrahimian, Y. 2018. Comparison of chemical suppressants under different atmospheric temperatures for the control of fugitive dust emission on mine
24
hauls roads, Atmospheric Pollution Res. 9: 561-568.
25
21.Ravi, E., Sharma, A., Manikandan, A.T., Karthick, G., and Abdul Jameel, A. 2015. Study on effect of molasses on strength of soil, Int. J. Adv. Res. Trend. Eng. Tech. 2: 2. 57-61.
26
22.Sheikholsmali, R. 2003. Sugar technology. Mehrgan press, 360p. (In Persian)
27
23.Succarieh, M. 1992. Final report: control of dust emissions from unpaved roads. Report No. INE/TRC/QRP-92.05. Prepared for: Alaska Cooperative Transportation and Public Facilities Research Program. Fairbanks, AK: University of Alaska Fairbanks, School of Engineering, Institute of Northern Engineering, Transportation Research Center, 54p. 24.Turkoz, M.H., SavasAcaz, A., and Tosun, H. 2014. The effect of magnesium chloride solution on the engineering properties of clay soil with expansive and dispersive characteristics, Appl. Clay Sci. 101: 1-9.
28
25.Watson, J.G. 1996. Final study plan for: Effectiveness demonstration of fugitive dust control methods for public unpaved roads and unpaved shoulders on paved roads, DRI Doc. No. 685-5200.1F2. Prepared for: San Joaquin Valley Unified Air Pollution Control District. Reno, NV: Desert Research Institute, Energy and Environmental Engineering Center, 246p.
29
26.Zhou, Q., Qin, B., Wang, J., Wang, H., and Wang, F. 2018. Effects of preparation parameters on the wetting features of surfactant-magnetized water for dust control in Luwa mine, China, Powder Tech. 326: 7-15.
30
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی آزمایشگاهی و عددی تاثیر دیوارههای مستغرق بر راندمان تلهاندازی رسوب در حوضچههای رسوبگیر بندهای انحرافی
سابقه و هدف: یکی از قسمتهای مهم و اساسی در مجموعه سازه های انتقال آب، حوضچه های رسوبگیر در شبکه های انتقال آب است. حوضچه های رسوبگیر از جمله سازه های ضروری است که به منظور جدا کردن رسوبات همراه جریان ورودی، بعد از آبگیر و ابتدای کانالهای انتقال آب احداث میشوند. از آنجایی که وجود بیش از حد رسوبات به خصوص برای مصارف کشاورزی و پرورش آبزیان مضر است و باعث کاهش کارایی در بهره وری محصولات مرتبط میگردد، اهمیت این سازه ها بیشتر میشود.مواد و روش: در پژوهش حاضر تاثیر قرارگیری دیواره عمود بر مسیر جریان در حوضچه رسوبگیر بر روی راندمان تله اندازی رسوب، در دو حالت دیوارهدار و ساده (بدون دیواره یا شاهد)، مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور، 5 مدل فیزیکی حوضچه رسوبگیر در حالتهای ساده (بدون دیواره یا شاهد) و دیواره دار، با نسبتهای ارتفاعی یکسوم و یکدوم نسبت به ارتفاع حوضچه رسوبگیر، و با تعداد سه و پنج دیواره از جنس پلاستیک فشرده ساخته شد. آزمایشها با وارد نمودن ذرات رسوب با دانه بندی ثابت کمتر از 0/1 میلیمتر و وزن ثابت 2/8 کیلوگرم در یک کانال مستطیل شکل از جنس بتن در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام شد. پس از اتمام آزمایش بر روی هر یک از مدلها، میزان رسوبات ترسیب شده جمعآوری گشته و سپس خشک و توزین شد. در این آزمایشها تعداد و ارتفاع دیواره های قرار داده شده در حوضچه رسوبگیر تغییر و تاثیر آنها بر میزان راندمان تله اندازی مورد بررسی قرار گرفت. در پایان نتایج بدست آمده از آزمایشات، به کمک مدل عددی به وسیله نرم افزار FLUENT و به کمک آزمون آماری با کمک نرم افزار SPSS، مورد راستیآزمایی قرار گرفت.یافتهها: نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که وجود دیواره ها در مسیر عبور جریان در حوضچه رسوبگیر باعث افزایش معنیدار میزان تله اندازی رسوب شد. افزایش تعداد دیواره ها از سه به پنج دیواره، به ترتیب در نسبتهای ارتفاعی یکسوم و یکدوم نسبت به ارتفاع حوضچه رسوبگیر، سبب افزایش 5/9 و 7/65 درصدی بر میزان تله اندازی رسوب نسبت به حالت بدون دیواره (شاهد) شده است. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که اثر همزمان هر دو پارامتر ارتفاع و تعداد دیواره سبب افزایش 10 الی 27 درصدی روی راندمان تله اندازی رسوبات شده است. نتایج آماری حاکی از وجود تفاوت معنی دار میان وجود و عدم وجود دیواره بر میزان راندمان تله اندازی بوده است. نتایج شبیهسازی عددی نیز بیان کننده تاثیر وجود دیواره ها بر تغییر الگوی جریان است و نشان میدهد که افزایش تعداد دیواره ها سبب افزایش میزان رسوبگذاری در حوضچه رسوبگیر شده است.نتیجه گیری: به طورکلی میتوان نتیجه گرفت استفاده از دیواره در مسیر عبور جریان حاوی رسوب از حوضچه رسوبگیر، سبب کاهش تلاطم جریان ورودی و کاهش سرعت جریان در حوضچه میشود. میتوان بیان کرد که افزایش طول مسیر جریان و پخش رسوبات ورودی در عرض حوضچه سبب افزایش میزان ترسیب و راندمان تله اندازی میگردد.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_5222_d087492c9a3699605d54621ba7aa1c36.pdf
2020-10-22
247
254
10.22069/jwsc.2020.17721.3324
حوضچه رسوبگیر دیواره دار
راندمان تله اندازی
رسوبگذاری
علی
کشاورز
keshavarzali63@yahoo.com
1
گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.
AUTHOR
رامین
فضل اولی
raminfazl@yahoo.com
2
عضو هیئت علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
LEAD_AUTHOR
علی رضا
عمادی
emadia355@yahoo.com
3
علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
AUTHOR
1.Fan, L., Xu, N., Ke, X., and Shi., H. 2007. Numerical simulation of secondary sedimentation tank for urban wastewater. J. Chine. Inst. Chem. Engin. 38: 5-6. 425-433.
1
2.Fluent User’s Guide and Theory Guide 6.3.26. 2006. Fluent Inc. 180p. (In Persian)
2
3.Golriz, F., and Salehi Neyshabouri, S.A.A. 2011. Numerical Investigation of the Effect of Dimensions of Urban Sediment Pond on Sedimentation Efficiency. Iran. Water Research. J.
3
3: 18. 1-10. (In Persian)
4
4.Goula, A.M., Kostogoula, M., Karapantsios, T.D., and Zouboulis, A.I. 2007. A CFD methodology for the design of sedimentation tanks in portable water treatment case study: the influence of a feed flow control baffle. Chem. Engin. J. 140: 1-3. 110-121.
5
5.Persson, J. 2000. The hydraulic performance of pond of various layouts. Urban water, 2: 3. 243-250.
6
6.Sajadi, M., and Shafai Bejestan, M. 2009. Sensitivity analysis of dimensions of irrigation sediment pond using mathematical model. 8th International Congress on Civil Engineering, Shiraz Univercity. 10p. (In Persian)
7
7.Salari, H., and Esmaeili, K. 2012. Experimental Investigation of the Influence of Length and Depth of Flow Guidance Plates on the Efficiency of Sediment Pond Trapping. 9th International River Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz. 10p. (In Persian)
8
8.Thackston, E.L., Shields, F.D., and Schroeder, P.R. 1987. Residence Time Distributions of Shallow Basins. J. Environ. Engin. 113: 6. 1319-1332.
9