@article { author = {Nooralinejad Islamloo, Mahmoodreza and shourian, mojtaba and Mehdizadeh, S. Sadjad}, title = {Assessing Variation of Runoff and Nitrate Concentration in Management Scenarios Using SWAT Model, (Case Study: Hashtgerd Plain)}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2709-2721}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.327339.669027}, abstract = {Watershed management strategies can be considered in mitigating water pollution issues. In this study, using SWAT as a semi-distributive hydrological model, runoff and nitrate amounts have been investigated according to management scenarios in Hashtgerd plain, Iran. After runoff simulation, three hydrometric stations were used for calibration in the period (1990-2013) and validation in the period (2014-2018). The results of R2 and NS statistical indices (greater than 0.6) show that the simulation results in this catchment have been done with good accuracy. The results also indicate that applying the first scenario (changing the crop pattern) and the second scenario (increasing irrigation efficiency) reduced the water usage in the agricultural sector from 85.3 MCM to 59.8 MCM in the present condition, which also will improve the fertilizing efficiency. It was demonstrated that changing the crop pattern can help reduce the deep percolation. On the other hand, using drip irrigation, the leaching requirement, and irrigation water loss will be reduced. Comparing the amounts of observed nitrate in the hydrometric station in the base period with the simulation results in the first scenario revealed that, by applying the first scenario, the amount of nitrate simulated has relatively a decreasing trend except in winter and early spring. The results of the second scenario show that by changing the irrigation method, the amount of nitrate leaching has decreased significantly compared to the base period. In general, the second scenario is more effective in reducing nitrate leaching and is recommended.}, keywords = {Watershed management؛ Modeling؛ Nitrate,SWAT}, title_fa = {ارزیابی تغییرات جریان و غلظت نیترات رواناب خروجی از حوضه آبریز تحت سناریوهای مدیریتی با استفاده از مدل SWAT (مطالعه موردی: دشت هشتگرد)}, abstract_fa = {استراتژی‌های مدیریت حوضه آبریز می‌تواند در تعدیل مشکلات ناشی از آلودگی منابع آب، مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش جهت ارزیابی رواناب و نیترات با توجه به سناریوهای مدیریتی برای محدوده مطالعاتی هشتگرد، از مدل هیدرولوژیکی نیمه‌توزیعی SWAT استفاده شده است. پس از شبیه‌سازی رواناب، از سه ایستگاه هیدرومتری برای واسنجی در دوره 1990 تا 2013 و اعتبار‌سنجی در دوره 2014 تا 2018 استفاده شد. نتایج شاخص‌های آماری R2 و NS نشان می‌دهد شبیه‌سازی در این حوضه با دقت خوبی انجام پذیرفته است، همچنین نتایج حاکی از آن است با اعمال سناریو اول (تغییر الگوی کشت) و سناریو دوم (افزایش راندمان آبیاری) مقدار مصرف آب در بخش کشاورزی از 3/85 میلیون متر مکعب در وضع موجود به 8/59 میلیون متر مکعب کاهش خواهد یافت که این امر باعث ارتقای راندمان کوددهی نیز خواهد شد و به‌عبارتی با تغییر الگو می‌توان به کاهش نفوذ عمقی کمک کرد، از طرفی با آبیاری قطره‌ای نیاز به شستشو خاک و هدر رفت آب کم می‌شود. با مقایسه مقادیر نیترات ثبت شده در ایستگاه هیدرومتری ده‌ صومعه کردان در دوره پایه با مقادیر شبیه‌سازی شده نیترات در سناریوی اول نیز نتایج به خوبی نشان می­دهد که با اعمال سناریو اول میزان نیترات شبیه‌سازی شده در این ایستگاه هیدرومتری به نسبت دوره پایه به جز در فصل زمستان و اوایل فصل بهار روندی کاهشی داشته است. در سناریو دوم نیز نتایج نشان داد که با تغییر روش آبیاری، میزان آبشویی نیترات در تمامی طول سال نسبت به دوره پایه کاهش چشم­گیری داشته است. به‌طور کلی سناریوی دوم در کاهش آبشویی نیترات اثرگذاری بیشتری داشته و توصیه می‌شود.}, keywords_fa = {Watershed management؛ Modeling؛ Nitrate,SWAT}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86334.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86334_e024abed9204b5a5b07ec08bb078083e.pdf} } @article { author = {Asadi Rahim-Begi, Nargas and Zarrin, Azar and Modfidi, Abbas and Dadashi-Roudbari, Abbasali}, title = {Seasonal Distribution Analysis of Extreme Precipitation in Iran using AgERA5 dataset}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2723-2737}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.333263.669118}, abstract = {Extreme precipitation is considered as a serious hazard, especially in arid and semi-arid regions as they increase the risk of flooding and leave limited time for warning. The aim of this study is to evaluate precipitation of the fifth-generation reanalysis (AgERA5) of the European Centre for Medium-RangeWeather Forecasts (ECMWF) and to investigate the seasonal distribution of extreme precipitation in Iran. In this study, the accuracy of AgERA5 precipitation is evaluated using NRMSE, MBE, and PCC statistics. The error analysis shows that AgERA5 has the highest NRMSE in the humid climate of the northern coasts as well as the rainy regions of Zagros and Northwest of Iran. In contrast, this dataset estimates precipitation in arid and semi-arid regions of Iran more accurately. Three indices, including SDII, RX1day, and R10mm, were used to examine seasonal precipitation. The evaluation of extreme indices shows that the AgERA5 dataset is underestimated R10mm in large parts of the country, and in contrast, the two indices RX1day and SDII are overestimated in most parts of Iran. Like the average precipitation, the maximum error and bias of extreme precipitation are seen on the Southern Caspian Sea coast. The results showed that the maximum one-day precipitation (RX1day) in Iran is 80.5 mm in winter. The maximum daily precipitation intensity (SDII) is observed in southeastern Iran, with 19.2 mm/day in summer. The Southern Caspian Sea coasts show the highest continuity of days with heavy precipitation in all seasons. Despite the fact that this region has the highest number of heavy precipitation days in all seasons, the maximum continuity of heavy precipitation is seen in the high Zagros mountains. Precipitation intensity in all regions of Iran is directly related to altitudes. In this regard, the southern coast of the Caspian Sea is an exception throughout the year.}, keywords = {extreme precipitation,Precipitation intensity,heavy precipitation,AgERA5,Iran}, title_fa = {تحلیل پراکنش فصلی بارش‌های فرین در ایران با استفاده از پایگاه AgERA5}, abstract_fa = {بارش­های فرین به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک به عنوان یک مخاطره جدی تلقی شده، خطر رخداد سیل را افزایش داده و زمان محدودی برای هشدار باقی می‌گذارند. این مطالعه با هدف درستی سنجی متغیر بارش و بارش­­های فرین  پایگاه AgERA5 و بررسی پراکنش فصلی بارش­های فرین­ در ایران انجام شده است. ابتدا، درستی داده­های بارش پایگاه AgERA5 با کاربست سنجه­های آماری NRMSE، MBE و PCC مورد بررسی قرار گرفت. بررسی خطاها نشان داد که داده AgERA5 بیشترین مقدار NRMSE را در اقلیم مرطوب سواحل شمالی و همچنین مناطق پرباران زاگرس و شمال­غربی دارد. در مقابل، این پایگاه، بارش را در مناطق خشک و نیمه خشک ایران با دقت بیشتری برآورد می­کند. برای بررسی بارش فرین فصلی، از سه شاخص شدت بارش روزانه (SDII)، بیشینه بارش یک­روزه (RX1day) و روزهای همراه با بارش سنگین (R10mm) استفاده شد. درستی سنجی شاخص­های فرین نشان داد که پایگاه AgERA5 در برآورد شاخص R10mm در بخش­های بزرگی از کشور کم­برآوردی دارد و در مقابل دو شاخص RX1day و SDII در بیش­تر مناطق­ ایران­ بیش­برآوردی دارند. همانند میانگین بارش، بیشینه خطا و اریبی بارش­­های فرین در سواحل خزری دیده می­شود. نتایج نشان داد که در حالیکه بیشینه RX1day به مقدار 5/80 میلی­متر در فصل زمستان اتفاق می­افتد، بیشینه SDII با 2/19 میلی­متر/روز در فصل تابستان مشاهده می­شود. این در حالی است که بیشینه تداوم R10mm در تمامی فصول در سواحل خزری مشاهده می­گردد. به­رغم آنکه سواحل خزری بیشینه روزهای همراه با بارش سنگین را در تمامی فصول دارد اما بیشینه تداوم شدت بارش در زاگرس مرتفع دیده می­شود. شدت بارش در تمامی مناطق ایران با ارتفاعات ارتباط مستقیم دارد. در این رابطه، سواحل جنوبی دریای خزر در تمام طول سال، از این قاعده مستثنی است.}, keywords_fa = {extreme precipitation,Precipitation intensity,heavy precipitation,AgERA5,Iran}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86336.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86336_db9fb75aad7af28b24139a634c1bd579.pdf} } @article { author = {Poursaeid, Mojtaba and Poursaeid, Amirhossain and shabanlou, saeid}, title = {Hydraulic Modeling of the Water Resources using Learning Techniques}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2739-2750}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.330656.669078}, abstract = {Quantitative and qualitative analysis of water resources has become one of the most widely used topics in water resources research today. In this research, data mining, artificial intelligence, mathematical techniques have been used to simulate water behavior and estimate its parameters changes. The models used to estimate hydrogeological parameters are Self-adaptive Extreme learning machine (SAELM), Least square support vector machine (LSSVM), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and Multiple linear regression (MLR) models. Also, to evaluate the performance of these models, the accuracy of the models was assessed in the form of 5 approaches. The results showed that the SAELM model was the best model based on the simulation and correlation diagrams. Based on accuracy evaluation indices, the SAELM model with RMSE, MAPE and, R indices equal to 0.1545, 0.0070, and 0.9979, respectively, had the highest accuracy in hydrogeological parameters prediction. Based on Uncertainty Analysis by the Wilson Score method, the performance of the top model (SAELM) was estimated to be underestimated. Also, based on the error ratio diagrams, the most accurate results were related to the SAELM model. Finally, the SAELM model was assigned the lowest error rate using the error distribution diagrams.}, keywords = {Self Adaptive Extreme Learning Machine,Least Square Support Vector Machine,Adaptive neuro fuzzy inference system,Multiple Linear Regression,Uncertainty analysis}, title_fa = {مدل‌سازی هیدرولیکی منابع آب با استفاده از تکنیک‌های یادگیری}, abstract_fa = {تحلیل کمی و کیفی منابع آب امروزه به یکی از موضوعات مهم در تحقیقات منابع آب تبدیل شده است. در این تحقیق از داده­کاوی، تکنیک­های هوش مصنوعی و ریاضی برای شبیه­سازی رفتار آب و تخمین تغییرات پارامتریک آن استفاده شده است. نام مدل­های بکار گرفته شده عبارتند از: مدل ماشین یادگیری نیرومند خودتطبیق SAELM، حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان LSSVM، مدل شبکه­های عصبی نروفازی ANFIS و مدل آماری رگرسیون خطی چندگانه MLR که برای تخمین پارامترهای هیدروژئولوژیکی استفاده شده است. همچنین برای ارزیابی عملکرد مدل­ها، در قالب 5 رویکرد دقت مدل­ها بررسی گردید. نتایج تحقیق نشان داد که براساس نمودارهای شبیه­سازی و همبستگی مدل SAELM برترین مدل بود. براساس شاخص­های ارزیابی دقت، مدل SAELM با شاخص­های RMSE و MAPE و R به ترتیب برابر با 1545/0، 0070/0 و 9979/0 دارای بالاترین دقت در تخمین پارامترهای هیدروژئولوژیکی بود. بر اساس تحلیل عدم قطعیت ویلسون (Wilson Score method) عملکرد مدل برتر (SAELM) دست پایین (Underestimated) برآورد گردید. همچنین براساس نمودارهای نسبت اختلاف خطا، دقیق­ترین نتایج مربوط به مدل SAELM بود. در پایان با استفاده از نمودارهای توزیع خطا کمترین میزان خطا به مدل SAELM اختصاص یافت.}, keywords_fa = {Self Adaptive Extreme Learning Machine,Least Square Support Vector Machine,Adaptive neuro fuzzy inference system,Multiple Linear Regression,Uncertainty analysis}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86338.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86338_03513a0958cac541b83e0f34c83495a1.pdf} } @article { author = {Lashkari Sanami, Nateq and Ghorbani, Jamshid and Hojjati, Seyyed Mohammad and Vahabzadeh, Ghorban and Motesharezadeh, Babak}, title = {Effect of Lead Stress on Growth and Mineral Elements of Silybum marianum (L.) Gaertn and Artemisia absinthium L.}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2751-2762}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.329843.669063}, abstract = {Identifying morphoanatomica, physiological and biochemical responses of plants exposed to heavy metals is important for the vegetation restoration on coal mine sites. In this study, the effects of lead (Pb) were assessed on the growth and mineral nutrient content of Artemisia absinthium and Silybum marianum. A factorial experiment based on a completely randomized design was conducted with three replicates in a glasshouse using Pb(NO3)2 at 0 (control), 300 and 600 mg/L as treatment. After two months of the growth period, plants were harvested and their growth characteristics and mineral elements were measured for roots and shoots. The results showed that there was no effect of Pb stress on roots and shoots of A. absinthium while root biomass and volume of S. marianum significantly reduced under Pb treatments. The Pb content in roots of both plant species and in shoots of S. marianum increased. The maximum level of Pb accumulation was found in shoots and roots of S. marianum with 14.73 and 57.16 mg/kg dry matter, respectively. The Pb translocation factor was less than one for both plant species. Fe content in the shoot of S. marianum significantly increased under Pb stress. Mn concentration in the shoot of S. marianum was significantly greater than that in A. absinthium. According to the presence of these plants on coal mine waste and their abilities to grow and accumulate Pb in high concentrations, they can be used for soil remediation in a similar situations or in Pb-contaminated soils. }, keywords = {Coal waste,Heavy metals,Phytoremediation,reclamation}, title_fa = {تأثیر تنش سرب بر رشد و محتوای عناصر معدنی گیاه خارمریم (Silybum marianum (L.) Gaertn) و افسنطین (Artemisia absinthium L.)}, abstract_fa = {شناخت پاسخ­های مورفوآناتومیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان در معرض فلزهای سنگین، از اهمیت بالایی برای احیای پوشش گیاهی مناطق معدنی برخوردار است. در این پژوهش اثر سرب بر رشد و مقادیر عناصر غذایی در گیاه خارمریم و افسنطین بررسی شد. آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه­ای و با اعمال محلول نیترات سرب در غلظت­های صفر (شاهد)، 300 و 600 میلی­گرم در لیتر انجام شد. پس از رسیدن به رشد مطلوب، گیاهان برداشت شده و ویژگی­های رویشی و مقدار کلسیم، منیزیم، پتاسیم، فسفر، آهن، روی، منگنز، سرب و مس در اندام هوایی و ریشه اندازه­گیری شدند. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت سرب، رشد اندام هوایی و زیرزمینی افسنطین تحت تاثیر قرار نگرفت اما زیتوده ریشه و حجم ریشه خارمریم به طور معنی­داری در غلظت بالای سرب کاهش یافت. با افزایش غلظت سرب، انباشت سرب در ریشه هر دو گیاه و در اندام هوایی خارمریم افزایش معنی­داری نشان داد. بیشترین سرب جذب شده در اندام هوایی و ریشه به­ترتیب با 73/14 و 16/57 میلی­گرم در کیلوگرم برای خارمریم بود. فاکتور انتقال سرب در هر دو گیاه کمتر از یک به­دست آمد. غلظت آهن در اندام هوایی خارمریم به طور معنی­داری در تیمار سرب افزایش یافت. غلظت منگنز در اندام هوایی خارمریم در تنش سرب بیشتر از افسنطین بود. با توجه به حضور طبیعی این گیاهان در باطله­های زغال سنگ و توانایی رشد و انباشت سرب در غلظت­های سمی این فلز، می­توان از آنها برای اصلاح مناطق مشابه یا با آلودگی سرب استفاده کرد.}, keywords_fa = {Coal waste,Heavy metals,Phytoremediation,reclamation}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86340.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86340_000186bb23ba3df9f299c0dd45ce85de.pdf} } @article { author = {Abdzad Gohari, Ali and Tafteh, Arash and Ebrahimipak, Niazali and Babazadeh, Hossein}, title = {Estimation of Stress Coefficients, Plant Coefficients and Yield Response to Water in Peanut under Different Levels Irrigation}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2763-2774}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.331076.669083}, abstract = {To estimate stress coefficients (Ks), plant coefficients (Kc) and plant sensitivity coefficients (Ky) to water at different stages of peanut growth, a study in the form of split plots in a randomized complete block design in three repetitions was performed in 2017 and 2018 in Guilan province. The main treatments included rainfed, and supply of 120, 100, 80, 60, and 40% of water requirement and the sub-treatments were two peanut cultivars of Jonobi and Guil. According to the results, the values of water stress coefficients in the Jonobi cultivar varied from 0.45 to 0.63 in 2017 and 2018, respectively. This coefficient, however, was in the range of 0.47-1 in 2017 and 0.64-1 in 2018 for the cultivar Guil. Plant coefficient in the initial stage (20 days), plant development (30 days), middle (45 days) and final (30 days) was 0.4, 0.37, 1.01, and 0.79 during 2017, and 0.4, 0.37, 0.98, and 0.75 in 2018 for Jonobi cultivar, respectively. These coefficients were 0.4, 0.36, 1.01 and 0.78 in 2017, and 0.4, 0.36, 0.98 and 0.74 in 2018 for Guil cultivar, respectively. Calibration of sensitivity coefficient in Guil and Jonobi cultivars was studied by Raes (2004) and Tafteh et al. (2013) methods, and it was found that in Raes (2004) method, the root mean square error of 183 kg.ha-1 and its normalized value was about 16% and the efficiency index of this method was 0.72. In Tafteh et al. (2013) method, the mean root mean square error was 188 kg.ha-1 and its normalized value was about 17% and the efficiency index of this method was 0.71. Overall, Raes (2004) with NRMSE of 0.164 and Tafteh et al. (2013) with an NRMSE of 0.168, showed an acceptable accuracy in estimating peanut yield.}, keywords = {Water requirement,Actual plant evapotranspiration,lysimeter,Peanut cultivars}, title_fa = {برآورد ضرایب‌ تنش، گیاهی و ‌واکنش عملکرد به ‌آب در بادام‌ زمینی تحت سطوح مختلف آبیاری}, abstract_fa = {جهت تخمین ضرایب ­­تنش (Ks) و ضریب گیاهی (Kc) و همچنین ضرایب پاسخ عملکرد گیاه به آب یا ضریب حساسیت (Ky)  در مراحل مختلف رشد بادام­ زمینی، تحقیقی به­صورت کرت­های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار در سال­های 1396 و 1397 در استان گیلان اجرا شد. تیمار اصلی شامل دیم و تأمین 120، 100، 80، 60 و 40 درصد نیازآبی و تیمار فرعی شامل دو رقم بادام­ زمینی جنوبی و گیل بود. با توجه به نتایج، مقادیر ضرایب ­­تنش آبی، در رقم جنوبی در سال 96 و 97 به ترتیب در بازه 1-45/0 و 1-63/0 متغیر بود، در حالی که این ضریب در رقم گیل در سال 96 در بازه 1-47/0 و در سال 97 در بازه 1-64/0 قرار داشت. ضریب­ گیاهی در مرحله ابتدایی (20روز)، توسعه­ گیاه (30روز)، میانی (45روز) و پایانی (30روز) در رقم جنوبی در سال­ 96 به­ترتیب 4/0، 37/0، 01/1 و 79/0 و در سال 97 به­ترتیب 4/0، 37/0، 98/0 و 75/0 به­دست آمد. در حالی که در رقم گیل، این ضرایب در سال­ 96 به­ترتیب 4/0، 36/0، 01/1 و 78/0 و در سال 97 به­ترتیب 4/0، 36/0، 98/0 و 74/0 بود. واسنجی ضریب­ پاسخ عملکرد گیاه به آب­ در ارقام گیل و جنوبی با روش­های Raes, (2004) و Tafteh et al, (2013) مورد بررسی قرار گرفت. در روش Raes, (2004) مقدار ریشه میانگین مربعات خطا 183کیلوگرم در هکتار و مقدار نرمال شده آن حدود 16 درصد و شاخص کارایی این روش 72/0 بود. در روش Tafteh et al, (2013) مقدار ریشه میانگین مربعات خطا 188 کیلوگرم در هکتار و مقدار نرمال شده آن حدود 17 درصد و شاخص کارایی این روش 71/0 به­دست آمد. با توجه به NRMSE دو مدل بررسی شده، نتابج کلی حاکی از آن است که مدل Raes, (2004) با 164/0 و مدل Tafteh et al, (2013) با 168/0،  در برآورد عملکرد بادام­زمینی دارای دقت قابل قبولی می­باشند.}, keywords_fa = {Water requirement,Actual plant evapotranspiration,lysimeter,Peanut cultivars}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86341.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86341_c7b9d002ea18f233f8d175e56a59b815.pdf} } @article { author = {Mohammadi, Mohammad Hosein and Hojjati, Maedeh and Zarebanadkouki, Mohsen and Farahbakhsh, Mohsen and Shorafa, Mahdi}, title = {Study of Spatio-temporal Variation of Root Water Uptake of Corn and Canola under Drought Stress}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2775-2788}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.329621.669060}, abstract = {The purpose of this study was to investigate the spatio-temporal variation of plant water uptake under optimal moisture conditions and drought stress. Corn and rapeseed plants with two different root development patterns were planted in pots with 48 by 62 cm dimensions in four replications. The internal space of each pot was divided into 18 almost hydraulically isolated regions and then filled with sandy loam soil. The hydraulic isolation was performed by a layer of 2.5 cm of coarse sand. Matric suction of soil was buffered, and the water use was simultaneously measured using handmade tensiometers at suction 40cm. In the end, two pots from each culture were phased with drought stress by increasing the suction of the soil to 100cm. The results showed that both plants extract water from the first (0-10 cm) and the second layer (12.5-22.5 cm) rather than deeper soil under optimal moisture conditions, and tend to uptake more water from deeper and afar regions under drought stress. The water uptake pattern was attributed to the radial and axial hydraulic resistances of roots and soil hydraulic resistance. The hydraulic resistance of soil and root (radial component) becomes more than axial root resistance which results in the less decline of hydraulic potential xylems from proximal to distal regions. Then, the high potential gradient is transversally established across distal roots and promotes water uptake.}, keywords = {Root hydraulic conductance,Drought,transpiration}, title_fa = {بررسی الگوی مکانی و زمانی جذب آب توسط ریشه گیاه ذرت و کلزا تحت تنش کم آبی}, abstract_fa = {این پژوهش با هدف بررسی الگوی مکانی و زمانی جذب آب در شرایط رطوبتی بهینه و تنش کم­آبی صورت گرفت. به این منظور، دو گیاه ذرت و کلزا با دو الگوی توسعه ریشه متفاوت در گلدان­هایی با ابعاد 48 در 62 سانتی­متر و در چهار تکرار کشت گردید. فضای داخلی هر گلدان به 18 ناحیه تقریبا مساوی تقسیم گردید و سپس با خاکی با بافت لوم شنی  که با استفاده از یک لایه 5/2  سانتی متری از شن درشت از یکدیگر جدا شده بوده­اند پر گردید. این لایه شن درشت به منظور قطع هیدرولیکی ناحیه های مختلف استفاده گردید. سپس با استفاده از تانسیومترهای دست­ساز، مکش ماتریک ثابت و برابر در همه بخش­های خاک اعمال و نیز مقدار جذب آب از هر کدام از این بخش­های خاک در طی زمان اندازه­گیری شد. با توجه به تثبیت مکش ماتریک و در نتیجه رطوبت خاک و عدم زهکشی و تبخیر مقدار جذب آب معادل تعرق در نظر گرفته شد. در انتها دو گلدان از هر کشت با افزایش مکش ماتریک توده خاک تحت تنش کم آبی قرار گرفت. پس از  استقرار کامل گیاهان، تعرق به صورت روزانه اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد که در هر دو گیاه بیشترین میزان جذب آب در شرایط بهینه رطوبتی از لایه اول (0-10 سانتی­متر)  و دوم (5/12-5-22 سانتی­متر) صورت گرفت، اما با اعمال تنش خشکی، سهم لایه­های تحتانی در تامین آب مورد نیاز تعرق نسبت به لایه سطحی بیشتر شد. تغییر الگوی جذب آب به وضعیت هیدرولیکی  خاک و مقاومتهای عرضی و طولی ریشه و خاک نسبت داده شد. در پی خشکی خاک با افزایش دو مقدار مقاومت هیدرولیکی خاک (افزایش 3000 حدود برابری مقاومت هیدرولیکی خاک) و مقاومت هیدرولیکی عرضی ریشه که به صورت سری قرار گرفته­اند، افت پتانسیل هیدرولیکی آب درون آوندهای چوبی از طوقه تا نواحی نوک ریشه کاهش یافته و امکان برقراری شیب پتانسیل در عرض نواحی انتهایی  ریشه فراهم شده و جذب آب در این بخش­ها افزایش می­یابد.}, keywords_fa = {Root hydraulic conductance,Drought,transpiration}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86342.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86342_d23ec343668583ef11341b92847055fc.pdf} } @article { author = {naderi, mohammad hasan and Pourgholam-Amiji, Masoud and Khoshravesh, Mojtaba and Salarijazi, Meysam and mohammadi, efat and Gholizade, mohammad}, title = {Investigating the Relationships between Hydromorphological and Hydrological Characteristics on Habitat Suitability under Scenarios of Changing the Environmental Flow Regime based on Kordan River Ecosystem Restoration}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2789-2814}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.332402.669103}, abstract = {River restoration and protection of the natural and ecological life of the river in besides to using it for various purposes is one of the most prominent areas of applied water resources science. Environmental flow provision is recognized as a prominent tool to reduce the negative effects of regulation river flow and conservation, restoration, and improvement of natural river habitat quality in watershed management and integrated water resources management. In this study, in order to evaluate and estimate the environmental flow regime of Kordan River, the Flow Duration Curve method based on hydrological statistics of the hydrometric station during the 35-year statistical period (1985-2020) and MesoHABSIM hydromorphocological model based on field studies and observations were used and accordingly, the available habitat suitability of the target fish species in different scenarios of the flow regime was examined. The results showed that the distribution of the minimum amount of ecological flow during the year is relatively uniform and within the river basin flow range (maximum of 1.8 m3/s in April and minimum of 0.3 m3/s in October). However, the optimal ecological flow distribution to provide optimal hydromorphological habitats throughout the year is unequal. Also, the maximum required amount of optimal ecological flow in May is equal to 3.6 m3/s, and the minimum amount of optimal ecological flow in October is equal to 0.7 m3/s. On the other hand, according to the analysis, at most times of the year, flow less than the average annual flow in the studied river which is equal to 3.95 m3/s, while these flows are insufficient to meet the ecological needs of aquatic. The results of the present study show that changes in the hydromorphology of Kordan River due to long-term regulation of river flow, lead to changes in the distribution of optimal morphological habitats. It is noteworthy that the MesoHABSIM model simulates the desirability and availability of fish species habitats for different scenarios of flow regime and river morphology and can also be used in river ecological restoration projects and environmental flow determination.}, keywords = {Habitat Suitability Curve,Natural Flow Regime,River Ecology,Regulation River Flow,water resources}, title_fa = {بررسی روابط بین مشخصه‌های هیدرومورفولوژیکی و هیدرولوژیکی بر میزان مطلوبیت زیستگاه تحت سناریوهای تغییر رژیم جریان زیست‌محیطی مبتنی بر احیای اکوسیستم رودخانه کردان}, abstract_fa = {   احیای رودخانه، حفظ حیات طبیعی و بوم شناختی رودخانه در کنار بهره‌برداری از آن برای مصارف مختلف، یکی از برجسته‌ترین حوزه‌های علمی کاربردی منابع آب است. تأمین جریان زیست‌محیطی، به­عنوان ابزاری برجسته برای کاهش تأثیرات منفی تنظیم رودخانه و حفاظت، احیا و بهبود کیفیت زیستگاه رودخانه‌های طبیعی در مدیریت حوزه‌های آبخیز و مدیریت یکپارچه منابع آب، شناخته شده است. در این مطالعه، به­منظور ارزیابی و برآورد رژیم جریان زیست‌محیطی رودخانه کردان، روش منحنی تداوم جریان بر اساس آمار هیدرولوژیکی ایستگاه هیدرومتری در طول دوره آماری 35 ساله (از سال آبی 1365 تا 1399) و مدل هیدرومورفواکولوژیکی MesoHABSIM، بر پایه مطالعات و مشاهدات میدانی مورد استفاده قرار گرفتند و مطابق با آن، مطلوبیت زیستگاه در دسترس گونه ماهی هدف در سناریوهای مختلف رژیم جریان، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد توزیع حداقل میزان جریان اکولوژیکی در طول سال، نسبتا یکنواخت و در محدوده جریان پایه رودخانه است (حداکثر مقدار 8/1 مترمکعب بر ثانیه در ماه فروردین و حداقل 3/0 مترمکعب بر ثانیه در ماه مهر). با این حال، توزیع جریان مطلوب اکولوژیکی برای فراهم کردن زیستگاه‌های هیدرومورفولوژیکی مطلوب در طول سال، نابرابر است. همچنین حداکثر مقدار مورد نیاز جریان اکولوژیکی مطلوب در اردیبهشت برابر با 6/3 مترمکعب بر ثانیه و کمترین مقدار جریان اکولوژیکی مطلوب در مهر برابر با 7/0 مترمکعب بر ثانیه است. از طرفی دیگر، با توجه به تجزیه و تحلیل صورت گرفته، در بیشتر اوقات سال، دبی کمتر از میانگین جریان سالانه در رودخانه مورد مطالعه که برابر 95/3 مترمکعب برثانیه می باشد، جاری است و این در حالی است که این جریان‌ها برای تامین نیازهای اکولوژیکی آبزیان، ناکافی است. نتایج مطالعه حاضر نشان می‌دهد که تغییرات هیدرومورفولوژی رودخانه کردان در اثر تنظیم طولانی‌مدت جریان رودخانه، منجر به تغییر در توزیع زیستگاه‌های مطلوب مورفولوژیکی می‌شود. قابل ذکر است مدل‌ MesoHABSIM، مطلوبیت و در دسترس بودن زیستگاه گونه‌های ماهی را برای سناریوهای مختلف رژیم جریان و مورفولوژی رودخانه را به خوبی شبیه‌سازی کرده و نیز در پروژه‌های احیای اکولوژیکی رودخانه و تعیین جریان‌ زیست‌محیطی، می‌تواند کاربرد داشته باشد.}, keywords_fa = {Habitat Suitability Curve,Natural Flow Regime,River Ecology,Regulation River Flow,water resources}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86344.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86344_1647cbd4aa27f12d5c5477446090da63.pdf} } @article { author = {Raheb, Alireza and Heidari, Ahmad}, title = {Mineralogy of In Situ Soils Developed from Basalt Weathering in an Arid-Semiarid-Semihumid Climosequence of Middle Alborz}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2815-2828}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.331623.669088}, abstract = {Basalt is among igneous rocks that contains susceptible minerals to weathering minerals, and their weathering products are deposited as secondary minerals and different cations in the soil. Soils derived from basalt bedrock have many distinctive properties that are rarely found in other soils. Clay minerals constitute an important component of the soil system, and knowledge of their role in soil fertility is imperative for sustainable soil management and productivity. Therefore, the objective of the current study was to evaluate clay minerals formation of in situ soil derived from basalt in three different climate conditions. In the present study, physicochemical properties of 24 soil profiles, which formed on basalt rocks, were investigated in the arid, semi-arid, and semi-humid regions of middle Alborz and also mineralogical properties were studied in 6 profiles. X-ray diffraction analysis indicated that illite and smectite were the dominant minerals in the arid and semi-arid soils, respectively. Results revealed that the neosynthesis mechanism and deformation process of other minerals (especially illite) confirm the pedogenic formation of smectite soils in semi-arid regions. Evidence suggested that the illite in the studied soils had a pedogenic origin. Also, the vermiculite origin was to affected by the weathering of mica and chlorite within the three study areas.}, keywords = {smectite,X-ray diffraction,Pedon,Igneous rocks}, title_fa = {کانی‌شناسی خاک‌های درجا توسعه یافته از هوازدگی بازالت در یک ردیف اقلیمی خشک-نیمه‌خشک-نیمه‌مرطوب البرز میانی}, abstract_fa = {بازالت­ها از جمله سنگ‌های آذرین حاوی کانی‌های حساس به هوازدگی هستند که محصولات هوازدگی آنها به­صورت کانی‌های ثانویه و مواد محلول مختلف در آمده و خصوصیات کانی­شناسی ویژه­ای ایجاد می­کنند که به ندرت در سایر خاک‌ها یافت می­شوند. کانی‌های رسی بخش مهمی از سیستم خاک را تشکیل می­دهند و در حاصلخیزی، مدیریت و بهره وری پایدار خاک نقش دارند. هدف از این مطالعه بررسی تشکیل کانی‌های رسی در خاک‌های درجا تشکیل یافته از بازالت در سه اقلیم مختلف است. در این تحقیق ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک‌های تشکیل شده بر روی سنگ مادر بازالت در 24 خاکرخ در یک ردیف اقلیمی در سه منطقه خشک، نیمه­خشک و نیمه مرطوب البرز میانی مورد مطالعه قرار گرفت و سپس خصوصیات کانی شناسی در شش خاکرخ مطالعه شد. تحلیل پراش­نگاشت­های اشعه X نشان داد که در خاک‌های مناطق خشک ایلایت و در مناطق نیمه­خشک و نیمه­مرطوب اسمکتایت کانی‌های غالب هستند. فرایندهای نوتشکیلی (رسوب از محلول) و تغییر شکل کانی‌ها (به ویژه ایلایت) در تشکیل اسمکتایت خاک­ساخت در مناطق نیمه­خشک و نیمه­مرطوب نقش دارند. در خصوص ایلایت نیز، شواهد گویای منشا پدوژنیک آن در خاک‌های مورد مطالعه می­باشد. منشا ورمی­کولایت در سه منطقه مورد مطالعه نیز تحت تاثیر هوادیدگی میکا و کلرایت بوده است.}, keywords_fa = {smectite,X-ray diffraction,Pedon,Igneous rocks}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86345.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86345_ff0514602e165314897d673924980db7.pdf} } @article { author = {pasandideh, iraj and Yaghoubi, Behrouz}, title = {Application of a New Gorilla Troops Optimization Algorithm for Reservoir Operation Management}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2829-2842}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.332658.669106}, abstract = {In this paper, the artificial gorilla troops (GTO) optimizer algorithm with the gray wolf optimizer (GWO) and particle swarm optimization (PSO) algorithms was compared for optimal operation of dam reservoir. The results of the GTO were evaluated with GWO and PSO results which are successful in complex engineering issues and reservoir operation. The objective function of minimizing the total squares of the downstream demand deficit was defined during the operation period. The constraints of the operating equation include the reservoir continuity equation, the reservoir volume, and the release volume. A case study of Jamishan reservoir dam located in Kermanshah province was considered. In this regard, runoff values related to the statistical years 1991-2011 were introduced as input to the reservoir for optimal operation management. The obtained results from optimization algorithms using error estimation indices including mean square root of error (RMSE), mean absolute value of error (MAE), Nash-Sutcliffe criterion (NSE), ratio of root mean square error to standard deviation of observational data (RSR), Reliability, Resiliency, Vulnerability And the minimization values of the objective function were evaluated. The values of these indicators for GTO were 2.86, 1.85, 0.73, 0.52, 69%, 36%, 23% and 4.7, respectively. The results showed that the GTO algorithm had very good accuracy in minimizing the objective function and based on the values of proposed indicators performed better than the GWO and PSO algorithms. Based on this algorithm, the amount of water release volume was brought to the reservoir as a function of the reservoir volume and the amount of water demand volume for the months of the year was determined.}, keywords = {Optimization,Meta-heuristics algorithm,Artificial gorilla troops optimizer,Reservoir operation}, title_fa = {کاربرد الگوریتم نوین بهینه‌سازی گروه گوریل‌ها برای مدیریت بهره‌برداری مخزن}, abstract_fa = {در این مقاله الگوریتم‌ فرا ابتکاری بهینه‌ساز گروه گوریل‌های مصنوعی (GTO) با الگوریتم‌های بهینه‌ساز گرگ خاکستری (GWO) و ازدحام ذرات (PSO) به منظور مدیریت بهره‌برداری بهینه از مخزن سد مقایسه شد. نتایج الگوریتم GTO با الگوریتم‌های GWO و PSO که در زمینه مسائل پیچیده مهندسی و بهره‌برداری از مخزن موفق عمل کردند، ارزیابی شد. تابع هدف کمینه‌سازی مجموع مربعات کمبود نیاز پایین‌دست طی دوره بهره‌برداری تعریف شد و قیود مربوط به معادله پیوستگی مخزن، حجم مخزن و حجم رهاسازی بر آن اعمال گردید. مطالعه موردی سد مخزنی جامیشان واقع در استان کرمانشاه در نظر گرفته شد. در این راستا مقادیر رواناب مربوط به سال‌های آماری 1390-1370 بعنوان جریان ورودی آب به مخزن برای مدیریت بهره‌برداری بهینه از مخزن معرفی شد. نتایج بدست آمده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی با استفاده از شاخص‌های ارزیابی خطا شامل جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدر مطلق خطا (MAE)، معیار نش-ساتکلیف (NSE)، نسبت جذر میانگین مربعات خطا به انحراف معیار داده‌های مشاهداتی (RSR)، اطمینان‌پذیری، برگشت‌پذیری، آسیب‌پذیری و کمینه‌سازی تابع هدف مورد ارزیابی قرار گرفتند. مقادیر این شاخص‌ها به ترتیب برای GTO 86/2، 85/1، 73/0، 52/0، 69%، 36%، 23% و 7/4 می‌باشند. مقادیر این شاخص‌ها مشخص کردند الگوریتم GTO دارای دقت بسیار خوبی بوده و بهتر از الگوریتم‌های GWO و PSO عمل می­کند. لذا الگوریتم GTO می‌تواند بعنوان یک الگوریتم قدرتمند برای حل مسائل بهره‌برداری بهینه از مخزن سد بکار رود. براساس این الگوریتم، مقدار حجم رهاسازی آب بصورت تابعی از حجم مخزن سد، آورد به مخزن و مقادیر حجم تقاضای آب برای ماه‌های سال تعیین گردید.}, keywords_fa = {Optimization,Meta-heuristics algorithm,Artificial gorilla troops optimizer,Reservoir operation}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86347.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86347_95de43a88f160b4c2d76307c089ebfdf.pdf} } @article { author = {Hashem Geloogerdi, Sareh and Vali, Abbasali and Sharifi, Mohammad Reza}, title = {Investigation of Desertification Trend in the Center of Khuzestan province Using Remote Sensing Time Series Data}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2843-2857}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.331741.669092}, abstract = {Aired areas are often affected by rapid soil erosion, land degradation, and desertification. Therefore, continuous monitoring of land cover changes is required. Remote sensing data with spatial and temporal information are suitable for this purpose. In the present study, the time series of TGSI and Albedo remotely sensed indexes were used to monitor desertification in the center of Khuzestan province. After constructing the above-mentioned indexes for the period of 1999-2019 using ETM+ sensor images, the values of 411 randomly selected samples on the images were used to construct the Albedo-TGSI feature space model for each year and the correlation between the variables was calculated 0/48-0/83 in different years. The DDI (Desertification Degree Index) was then obtained based on the slope of the fitted line, and the value of DDI was calculated for each sample in each year. By applying a natural break classification on DDI, different levels of desertification and the break values were obtained and considered as the representative of the class in each year. Therefore, five time series of five desertification degrees were formed. Finally, a Man Kendall trend test was carried out with %95 and %90 confidence levels. The results showed that none of the series, except for the high desertification degree, showed a significant trend at the level of 5%. However, severe and high desertification degrees time series with p-value, 0.090 and 0.050 values showed a significant trend at the level of 10%, respectively. Also, the spatial distribution map of the average changes in the trend of desertification index in different classes, showed that in total, about 81% of the region was in severe and high desertification classes with a significant increasing trend of desertification.The results showed a high desertification degree at %5 significant level, and a sever desertification degree at %10 significant levels, showing increasing desertification trend. Furthermore, the spatial distribution of average DDI index indicated that about %81 of the study area was in severe and high desertification classes with a significant increasing trend.}, keywords = {ETM+ image,DDI Index,Natural break classification,Man-Kendall trend test}, title_fa = {بررسی روند بیابان‌زایی در مرکز استان خوزستان با استفاده از داده‌های سری‌های زمانی سنجش از دور}, abstract_fa = {مناطق خشک اغلب تحت تأثیر فرسایش سریع خاک، تخریب زمین و بیابان‌زایی قرار می‌گیرند. داده‌های سنجش از دور با داشتن اطلاعات مکانی و زمانی، ابزار مناسبی جهت ارزیابی و بررسی این پدیده‌ها می‌باشند. در پژوهش حاضر از سری‌های زمانی شاخص‌های سنجش از دوری TGSI و آلبدو جهت پایش روند بیابان‌زایی در مرکز استان خوزستان استفاده شد. پس از محاسبه‌ی شاخص‌های ذکر شده با استفاده از تصویر سنجنده‌ی ETM+ برای سال‌های 2019-1999، مقادیر 411 نمونه‌ی تصادفی انتخاب شده روی تصاویر، برای ساخت مدل فضای ویژگی Albedo-TGSI در هر سال به کار رفت و همبستگی بین متغیر‌ها به میزان 83/0-48/0 در سال‌های مختلف محاسبه گردید. سپس معادله‌ی درجات بیابان‌زاییDDI  بر اساس شیب خط برازش داده شده به­دست آمد و مقدار شاخص بیابان­زایی برای هر نقطه در هر سال محاسبه شد. در مرحله‌ی بعد با اعمال طبقه‌بندی شکست طبیعی بر روی شاخص DDI، درجات مختلف بیابان‌زایی و همچنین مقادیر شکست و حدی درجات مختلف برای نمونه‌های تصادفی حاصل شد. سپس میانگین این حدود برای هر طبقه در هر سال محاسبه شد و به­عنوان نماینده‌ی آن طبقه در همان سال در سری زمانی قرار گرفت. به این ترتیب 5 سری زمانی از درجات بیابان‌زایی در سال های 2019-1999 به­دست آمد و در نهایت آزمون روند من کندال، برای هر سری زمانی در سطح معنی داری 10% و 5% انجام شد. نتایج نشان داد هیچ یک ازسری‌ها، به غیر از سری زمانی بیابان‌زایی زیاد، در سطح 5% روند معناداری از خود نشان ندادند. ولی دو طبقه‌ی بیابان‌زایی شدید و بیابان‌زایی زیاد به­ترتیب با مقادیر p-value، 90/0 و 50/0روند معناداری در سطح 10% از خود نشان دادند. همچنین نقشه‌ی توزیع مکانی میانگین تغییرات روند شاخص بیابان‌زایی در طبقات مختلف، نشان داد در مجموع، نزدیک 81% منطقه در طبقات بیابان‌زایی شدید و زیاد با روند افزایشی بیابان‌زایی معنادار قرار گرفت.}, keywords_fa = {ETM+ image,DDI Index,Natural break classification,Man-Kendall trend test}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86349.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86349_58e350333854829f28a66422f8780fe4.pdf} } @article { author = {Javadi, Padideh and Asadi, Hossein and Vazifehdoust, Majid}, title = {Prediction of Spatial Variations of Soil Moisture Using Random Forest Method and Environmental Features derived from Satellite Images in Marghab Basin of Khuzestan}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2859-2874}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.331962.669094}, abstract = {Preparation of soil moisture map with high spatial resolution and appropriate quality is important in land management. Due to the lack of meteorological stations in watersheds, especially in mountainous areas, field measurement to study changes in soil moisture is time-consuming, costly and error-prone. To achieve a suitable model for spatial prediction of soil moisture in low rainfall season in Marghab Basin of Khuzestan province, 683 km2 area, field sampling was performed in 174 points at four standard depths (0-5, 5-15, 15-30, and 30-60 cm) correspond to the global digital soil mapping project. The spatial distribution of soil moisture was mapped by a machine learning model using two sets of remote sensing data, including surface biophysical features derived from Landsat-8 and Sentinel-2 satellite images, and topographic features derived from the digital elevation model. The most suitable auxiliary variables for predicting soil moisture were selected via the Recursive Feature Elimination (RFE) method. The results of the trend of mean changes in soil moisture from the first to the fourth layer were observed to be 2.2, 3.24, 3.41, and 4.6%, respectively. At the surface depths (0-5 cm), biophysical covariates had more impact on spatial variations of soil moisture, and at the lower depths (5-15, 15-30, and 30-60 cm), topographic attributes showed higher importance. The evaluation of RF model in relation to the type of image used for the production of biophysical features showed that based on the concordance correlation coefficient (CCC), the model performance increased between 1.28 to 3.66 in standard soil depths when using Sentinel-2 images compared to Landsat 8. Generally, the RF model and biophysical features were extracted from the Sentinel-2 satellite along with topographic attributes at the watershed scale are able to provide soil moisture prediction maps with acceptable accuracy.}, keywords = {Remote Sensing Indicators,topographic factors,Random forest model}, title_fa = {برآورد تغییرات مکانی رطوبت خاک با بهره‌گیری از روش جنگل تصادفی و ویژگی‌های محیطی حاصل از تصاویر ماهواره‌ای در حوضه مرغاب خوزستان}, abstract_fa = {در مدیریت اراضی، تهیه نقشه یکپارچه تغییرات ­رطوبت خاک با وضوح مکانی بالا و کیفیت مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به کمبود ایستگاه‌های هواشناسی و هیدرومتری در حوزه‌های آبخیز، به‌ویژه در مناطق کوهستانی، مطالعات میدانی بررسی تغییرات رطوبت خاک فرآیندی زمان‌بر، پرهزینه و با خطا است. جهت دستیابی به مدلی مناسب برای پیش­بینی مکانی رطوبت خاک در فصل کم بارش در حوضه مرغاب استان خوزستان با مساحت 683 کیلومترمربع، نمونه­برداری میدانی به تعداد 174 نقطه در چهار عمق استاندارد با پروژه جهانی نقشه‌برداری رقومی خاک (5-0، 15-5، 30-15 و 60-30 سانتی‌متری) صورت گرفت. نقشه­های تغییرات مکانی رطوبت خاک با استفاده از اجرای مدل یادگیری ماشین جنگل تصادفی (RF) و دو مجموعه داده­ی فضاپایه شامل ویژگی‌های بیوفیزیکی سطح حاصل از تصاویر ماهواره لندست-8 و سنتینل-2 و ویژگی‌های توپوگرافی مستخرج از مدل رقومی ارتفاع تولید گردید. مناسب­ترین ویژگی­های کمکی پیش‌بینی کننده رطوبت خاک با روش حذف ویژگی برگشتی انتخاب گردیدند. نتایج میانگین تغییرات رطوبت خاک از لایه اول تا لایه چهارم به­ترتیب 2/2، 24/3، 41/3 و 6/4 درصد مشاهده گردید. در عمق سطحی (5-0 سانتیمتر)، ویژگی­های بیوفیزیک ارتباط بیش‌تری با تغییرات مکانی رطوبت خاک از خود نشان دادند و در اعماق پایین­تر، ویژگی­های توپوگرافی اهمیت بالاتری را نشان دادند. بررسی کارایی مدل RF در ارتباط با نوع تصویر مورد استفاده برای تولید ویژگی­های بیوفیزیکی بیانگر آن است که بر مبنای ضریب تطابق همبستگی مدل، استفاده از تصاویر سنتینل-2 در تلفیق با فاکتورهای توپوگرافی در عمق­های استاندارد بین 28/1 تا 66/3 درصد از دقّت بالاتری نسبت به تصاویر لندست-8 برخوردار است. به‌طورکلی الگوریتم جنگل تصادفی به همراه ویژگی­های بیوفیزیکی مستخرج از سنتینل دو و داده­های توپوگرافی در سطح حوضه آبخیز قادر است نقشه‌های رطوبت خاک را با دقّت بالایی فراهم نماید.}, keywords_fa = {Remote Sensing Indicators,topographic factors,Random forest model}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86368.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86368_fab490ad41ed6a9700190f7aa14eae31.pdf} } @article { author = {Radmehr, Ahmad and Bozorg-Haddad, Omid}, title = {Conceptual and Analytical Framework of Agricultural Water Management Strategies using an Integrated Approach of Strategic Planning and Multi-Criteria Decision-Making Model}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2875-2896}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.332626.669109}, abstract = {Sustainable water resources management in order to achieve sustainable development will be realized considering social, economic, environmental, water resource, and consumption components. Accordingly, in the present study, a new conceptual framework in the form of fuzzy strategic planning in combination with multi-criteria spatial decision-making models was proposed for the development of sustainable agricultural water management strategies. Proposed action plans based on executive policies of water supply and demand management to increase water productivity, including the development and rehabilitation of the physical structure of water resources system of Sefidrood irrigation network, improvement of operation management and maintenance of water resources system of Sefidrood irrigation network, wastewater management and water withdrawal from the internal water resources of Sefidrood system. Also, the action plans were presented spatially in the form of zoning maps at the level of irrigation zones of the Sefidrood irrigation network. Then, in order to prioritize the action plan in the irrigation zones of the Sefidrood irrigation network fuzzy multi-criteria decision model was used. The results of the model showed that the Fumanat irrigation zone with an index value of 0.151 was selected as the first priority in terms of spatial action plans. The results of sensitivity analysis showed that in five scenarios out of seven available scenarios, the Fumanat irrigation zone was ranked first in terms of implementation of supply and demand management action plan. Therefore, it can be said that considering that one of the basic principles of management is the knowledge of management priorities, this model and the results can be a good solution for the implementation of sustainable management of water resources and consumption in large-scale water resources systems.}, keywords = {Strategic Planning,Action Plan,Supply and Demand Management,Multi-Criteria Decision Making,Sefidroud Irrigation and Drainage Network}, title_fa = {ارائه چارچوب مفهومی و تحلیلی راهبردهای مدیریت آب کشاورزی با استفاده از رویکرد تلفیقی برنامه‌ریزی راهبردی و مدل‌های تصمیم‌گیری چند معیاره}, abstract_fa = {مدیریت پایدار منابع آب کشاورزی در سامانه‌های منابع آب به‌منظور رسیدن به توسعه پایدار با در نظر گرفتن مؤلفه‌های اجتماعی، اقتصادی، زیست­محیطی، منابع و مصارف محقق خواهد شد. بر این اساس در مطالعه حاضر یک چارچوب مفهومی در قالب برنامه‌ریزی راهبردی در تلفیق با مدل‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره برای توسعه راهبردهای پایدار مدیریت آب کشاورزی پیشنهاد شد. برنامه اقدامات پیشنهادی بر اساس سیاست‌های اجرایی مدیریت عرضه و تقاضای آب در جهت افزایش بهره‌وری آب شامل توسعه و بهسازی ساختار سامانه منابع آب شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود، بهبود مدیریت بهره‌برداری و نگهداری از سامانه منابع آب شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود، مدیریت زیست‌محیطی و استحصال از منابع آب داخلی سامانه منابع آب موردمطالعه بیان گردید که این برنامه اقدامات به‌صورت مکانی در قالب نقشه‌های پهنه‌بندی شده در سطح نواحی عمرانی شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود ارائه شد. سپس، به‌منظور اولویت‌بندی برنامه اقدامات در نواحی عمرانی شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود شامل ناحیه عمرانی مرکزی، ناحیه عمرانی شرق و ناحیه عمرانی فومنات به‌عنوان گزینه‌های تصمیم‌گیری از مدل تصمیم‌گیری چندمعیاره فازی استفاده شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد کل حجم آب مصرفی سالانه اراضی آبی در شرایط نرمال در حدود 8/1 میلیارد مترمکعب برآورد شده است که از این میزان در حدود 1707 میلیون مترمکعب (%95)‌ از منابع آب سطحی و 90 میلیون مترمکعب (%5)‌ از منابع آب زیرزمینی است. نتایج مدل نشان داد که ناحیه عمرانی فومنات با شاخص معادل 151/0 به‌عنوان اولویت اول ازنظر اجرای برنامه اقدامات مکانی انتخاب‌ شد. بر اساس نتایج تحلیل مدل، در پنج سناریوی وزن‌دهی از کل هفت سناریوی موجود، ناحیه عمرانی فومنات در رتبه اول ازنظر اجرای برنامه اقدامات مدیریت عرضه و تقاضا قرار گرفت. بنابراین می‌توان عنوان کرد با توجه به اینکه یکی از اصول اولیه مدیریت، اطلاع از اولویت‌های مدیریتی است، این الگو و نتایج حاصل از آن می‌تواند راهکار مناسبی جهت اعمال مدیریت پایدار منابع و مصارف آب در سامانه‌های منابع آب بزرگ‌مقیاس باشد.}, keywords_fa = {Strategic Planning,Action Plan,Supply and Demand Management,Multi-Criteria Decision Making,Sefidroud Irrigation and Drainage Network}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86387.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86387_4c470b826d501d06097b119148128782.pdf} } @article { author = {Aziziyan, Arezo and mohamadighaleni, Mehdi and Alizadeh, Hamzehali and Alimoradi, Sadegh}, title = {Investigation of the Effects of Garmsiry Water Transfer Project on the Behavior of Mehran Aquifer using GMS Software}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2897-2909}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.331850.669093}, abstract = {The aim of this study was to investigate the effects of the Garmsiry water transfer project (97 MCM per year from Sirvan River) on the behavior of the Mehran aquifer. For this purpose, the Groundwater Modeling System (GMS 7.1), which is one of the most suitable tools to simulate the groundwater level, was used. To develope the GMS model, input data including; aquifer boundary, Digital Elevation Model (DEM), bedrock level, groundwater level, groundwater withdrawal from wells, hydraulic conductivity, and groundwater recharge layers were prepared by ArcGIS 10.4. These layers were used to conceptual model construction using the MODFLOW codes in GMS interface. For steady and transient state calibration, and validation of the model, groundwater level changes resulting from the model are compared with piezometric measurements for the period Oct-2016, 2016-2017, and 2017–2018, respectively. The results showed a good accuracy in calibration and validation model, respectively, between the simulated and observed groundwater levels (ME=0.12, RMSE=0.84) and (ME=0.57, RMSE=1.4). Three scenarios including, 10, 15, and 20 percent of agricultural water return were conducted to evaluate the effects of Garmsiry water transfer project. The results showed that the groundwater level of Mehran aquifer will be increased 1.43, 2.22, and 3 meter per year in scenarios 1 to 3, respectively. This issue is very important along with the low storage coefficient of the Mehran plain aquifer, and can be a warning for severe drainage problems in the near future. The results of this study showed that the central and southern parts of the plain would have drainage problems less than ten years after the operation of the irrigation network.}, keywords = {Groundwater level,simulation,Recharge,Hydraulic conductivity}, title_fa = {بررسی اثرات انتقال آب سامانه گرمسیری بر رفتار آبخوان دشت مهران با استفاده از نرم‌افزار GMS}, abstract_fa = {هدف از این مطالعه بررسی اثرات انتقال حدود 97 میلیون مترمکعب آب رودخانه سیروان از طریق سامانه گرمسیری بر رفتار آبخوان دشت مهران می‌باشد. برای این منظور از سیستم مدل‌سازی آب زیرزمینی (GMS) که یکی از قویترین ابزارهای شبیه‌سازی رفتار کمی و کیفی آب­های­زیرزمینی می‌باشد، استفاده شد. به­منظور تدوین مدل شبیه‌سازی، ابتدا اطلاعات محدوده مرز آبخوان، توپوگرافی سطح زمین، تراز سنگ کف، موقعیت و تراز سطح آب در پیزومترها، موقعیت و میزان تخلیه از چاه‌های بهره‌برداری، لایه هدایت هیدرولیکی و تغذیه به وسیله نرام افزار ArcGIS تهیه و از طریق سیستم GMS فراخوانی شد. در گام بعدی لایه‌های ایجاد شده و مدل مفهومی به مدل عددی MODFLOW در نرم افزار GMS انتقال یافته و اجرا گردید. واسنجی مدل در حالت جریان پایدار، واسنجی مدل در حالت غیرپایدار و صحت‌سنجی مدل به ترتیب با استفاده از اطلاعات مهرماه 1395، سال آبی 96-1395 و سال آبی 97-1396انجام شد. نتایج حاصل از واسنجی (ME=0.12 و RMSE=0.84) و صحت‌سنجی (ME=0.57 و RMSE=1.4) مدل نشان دهنده دقت مدل در شبیه‌سازی رفتار کمی آبخوان بود. برای بررسی اثرات انتقال آب سامانه گرمسیری مدل با سه سناریوی برگشت آب کشاورزی 10، 15 و 20 درصد اجرا شد. نتایج نشان داد که انتقال آب سامانه گرمسیری در این سه سناریو به ترتیب 43/1، ۲۲/۲و 3 متر در سال تراز آب زیرزمینی دشت را افزایش می‌دهد. این مسئله با توجه به ضریب ذخیره اندک آبخوان دشت مهران از اهمیت زیادی برخوردار بوده و می‌تواند به عنوان هشداری برای مشکلات شدید زهکشی در آینده نزدیک باشد. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که در صورت بهره‌برداری از شبکه کمتر از 10 سال آینده بخش‌های مرکزی و جنوبی دشت دچار مشکلات ماندابی خواهند شد.}, keywords_fa = {Groundwater level,simulation,Recharge,Hydraulic conductivity}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86388.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86388_3345edc32b7f7f0abab82173c6f84355.pdf} } @article { author = {Mina, Monireh and rezaei, mahrooz and sameni, abdolmajid and Moosavi, Ali Akbar and FALLAH SHAMSI, RASHID}, title = {Using Soil Pedotransfer and Spectrotransfer Functions to Estimate Cation Exchange Capacity in Calcareous Soils, Fars Province}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2911-2922}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.326329.669009}, abstract = {Cation exchange capacity (CEC) is one of the most important soil chemical properties that plays an important role in soil fertility. However, standard laboratory methods for measuring CEC are difficult, costly, and time-consuming. The aim of this study was to use new methods such as 1) Pedotransfer Functions (PTF) based on the basic soil properties using Multiple Linear Regression (MLR), 2) soil spectroscopy (Vis–NIR, 400 – 2500 nm) using Partial Least Squares Regression (PLSR), and Support Vector Regression (SVR), for estimating soil CEC. Also, from the regression coefficient analysis, key wavelengths were introduced. For this purpose, CEC was measured using the sodium acetate method for 72 soil samples collected, and spectral reflection of soil samples was determined using spectroscopy. These methods are made from a calibration set (70% of data) and evaluated with a validation set (30% of data). The results showed that Vis - NIR method performed better than PTF. In this study, wavelength ranges around 566, 854, 1354, 1418, 1906, 2071, 2203, 2319, and 2341 nm were investigated as the key wavelengths for estimation of CEC. Furthermore, the results of prediction models showed that SVR has a better performance than PLSR. This study proved that Vis-NIR is a promising method for soil CEC estimation.}, keywords = {Support Vector Regression,Partial least squares regression,Multiple Linear Regression,Key Wavelength}, title_fa = {استفاده از توابع انتقالی و طیفی خاک در برآورد ظرفیت تبادل کاتیونی خاک‌های آهکی استان فارس}, abstract_fa = {ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) از مهم‌ترین ویژگی‌های شیمیایی خاک است که در حاصلخیزی خاک نقش بسزایی دارد. با این حال، روش‌های استاندارد آزمایشگاهی برای اندازه‌گیری CEC دشوار، هزینه‌بر و زمان‌بر است. این پژوهش با هدف برآورد CEC خاک با به­کارگیری روش‌های نوین مانند 1) توابع انتقالی خاک (PTF) بر اساس ویژگی‌های زودیافت خاک با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه (MLR)، 2) طیف‌سنجی خاک (,Vis - NIR2500 تا 400 نانومتر) با استفاده از رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLSR) و رگرسیون­بردار پشتیبان (SVR) انجام شده است. همچنین با استفاده از نتایج تجزیه و تحلیل ضریب رگرسیون، طول موج‌های کلیدی برای برآورد CEC معرفی شدند. برای این منظور، CEC در آزمایشگاه با استفاده از روش سدیم استات برای 72 نمونه خاک جمع آوری شده از خاک‌های آهکی استان فارس اندازه‌گیری شد و بازتاب طیفی نمونه‌های خاک با دستگاه طیف‌سنج اندازه‌گیری شد. این روش‌ها از مجموعه واسنجی (70% داده‌ها) ساخته شده و با مجموعه اعتبارسنجی (30% داده‌ها) ارزیابی شدند. نتایج نشان داد دقت نتایج روش  طیف‌سنجی از دقت نتایج PTF بیشتر بود. در این پژوهش، طول موج‌های 566، 854، 1354، 1418، 1906، 2071، 2203، 2319 و 2341 نانومتر به­عنوان طول موج‌های کلیدی برای برآورد CEC خاک به دست آمد. مدل‌ SVR در مقایسه با PLSR عملکرد بهتری داشت. به طور کلی این پژوهش نشان داد که روش طیف‌سنجی (Vis- NIR) یک روش امیدوارکننده برای برآورد CEC خاک می‌باشد.}, keywords_fa = {Support Vector Regression,Partial least squares regression,Multiple Linear Regression,Key Wavelength}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86389.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86389_d3977b2468712876a9842602032fc875.pdf} } @article { author = {babazadeh jafari, Shahariar and feizian, mohmmad and Davatgar, Naser}, title = {Evaluation of the Effect of Different Nutritional Managements on Yield and Economic Benefit of Rice Plant (Oryza sativa L)}, journal = {Iranian Journal of Soil and Water Research}, volume = {52}, number = {11}, pages = {2923-2934}, year = {2022}, publisher = {University of Tehran}, issn = {2008-479X}, eissn = {2423-7833}, doi = {10.22059/ijswr.2021.330633.669076}, abstract = {Nutrient management, as recommended by fertilizers, is essential for achieving an economically sustainable rice crop. Nutrient management programs for each farm condition should have the least adverse environmental effects while optimizing farmer's production and profits. This study was conducted to determine the most appropriate rice plant nutrition management in paddy fields in terms of yield and economic benefit from 1397 for two years. In this study, ten farms were selected in Kuchesfahan section, that were different in terms of soil characteristics and nutritional management. Then, in each field, six plots were prepared and fertilizer treatments including N0 (without nitrogen), P0 (without phosphorus), K0 (without potassium) and N1P1K1 (general fertilizer recommendation of Rice Research Institute), N2P2K2 (fertilizer recommendation of rice research institute based on soil testing) and N3P3K3 (fertilizer recommendation based on soil test plus full fertilizer and growth stimulant fertilizer) were applied in them and compared with the customary fertilizer management of the farmer. In this study, characteristics related to soil fertility and crop yield were measured and soil nitrogen, phosphorus and potassium supply were calculated. The results showed that indigenous supply of nitrogen and phosphorus in the soil was low in the range of 20 to 37 and 3 to 9 kg.ha-1, respectively. Combined analysis of data variance showed that the effect of fertilizer treatments on paddy yield was significant at 5% probability level and the highest average yield related to N3P3K3 treatment was 3968 kg.ha-1. But this recommendation did not differ significantly from the treatment (N2P2K2) with an average yield of 3914 kg.ha-1. These two recommendations significantly increased the average rice yield by 259 and 313 kg ha-1, respectively, compared to the usual crop management yield. The economic benefits of N2P2K2 nutrition management practices were not significantly different from N3P3K3, however they were significantly different from the management of farmer custom. These findings showed that for economically sustainable production of rice, it is necessary to pay attention to the interest-cost balance along with the type, amount and time of fertilizer inputs.}, keywords = {rice,Economic interest,Fertilizer,Paddy yield,Indigenous supply}, title_fa = {ارزیابی تاثیر مدیریت‌های مختلف تغذیه بر عملکرد و بهره اقتصادی گیاه برنج (Oryza sativa L)}, abstract_fa = {مدیریت عناصر غذایی همانند توصیه نهاده‌های کودی برای دستیابی به محصول پایدار اقتصادی گیاه برنج ضروری است. برنامه‌های مدیریت عناصر غذایی برای شرایط هر مزرعه باید ضمن بهینه‌سازی تولید و سود کشاورز، دارای کمترین اثرات نامطلوب زیست محیطی باشد. این مطالعه با هدف تعیین مناسب‌ترین مدیریت تغذیه گیاه برنج در اراضی شالیزاری از جنبه عملکرد و بهره اقتصادی از سال 1397 به مدت دو سال انجام شد. در این بررسی تعداد ده مزرعه در بخش کوچصفهان که از نظر ویژگی‌های خاک و مدیریت تغذیه متفاوت بودند، انتخاب شدند. سپس در هر مزرعه شش کرت آماده ‌و تیمارهای کودی شامل N0 (بدون نیتروژن)،  P0(بدون فسفر)، K0 (بدون پتاسیم) و N1P1K1 (توصیه کودی عمومی موسسه تحقیقات برنج)، N2P2K2 (توصیه کودی موسسه تحقیقات برنج بر مبنای آزمایش خاک) و N3P3K3 (توصیه کودی بر اساس آزمایش خاک به اضافه مصرف کود کامل و کود محرک رشد) در آنها اعمال و با مدیریت کودی عرف زارع مقایسه شدند. در این پژوهش ویژگی‌های مرتبط با حاصلخیزی خاک و عملکرد گیاه اندازه‌گیری و عرضه نیتروژن، فسفر و پتاسیم بومی خاک محاسبه شدند. بررسی‌ها نشان داد عرضه بومی نیتروژن و فسفر خاک اراضی به ترتیب در دامنه 20 تا 37 و 3 تا 9 کیلوگرم در هکتار کم بودند. تجزیه واریانس مرکب داده‌ها نشان داد اثر تیمارهای کودی بر عملکرد شلتوک، در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار‌ بودند و بیشترین میانگین عملکرد مربوط به تیمار N3P3K3 به مقدار 3968 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. اما این توصیه اختلاف معنی‌داری با تیمار (N2P2K2) با میانگین عملکرد 3914 کیلوگرم در هکتار نداشت. این دو توصیه به ترتیب میانگین عملکرد برنج را به مقدار 259 و 313 کیلوگرم در هکتار نسبت به عملکرد مدیریت عرف زراع به شکل معنی‌دار افزایش دادند. بهره اقتصادی حاصل از اعمال مدیریت تغذیه N2P2K2 با N3P3K3 اختلاف معنی‌داری نداشتند، اما نسبت به مدیریت عرف زارع دارای اختلاف معنی‌داری بودند. این یافته‌ها نشان داد که برای تولید پایدار اقتصادی برنج لازم است در کنار نوع، مقدار و زمان مصرف نهاده‌های کود به موازنه بهره- هزینه توجه شود.}, keywords_fa = {rice,Economic interest,Fertilizer,Paddy yield,Indigenous supply}, url = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86390.html}, eprint = {https://ijswr.ut.ac.ir/article_86390_9c9105a0f0736590df7eba7cbb3041b2.pdf} }